Состояние гидросферы и здоровье человека

Человек выпивает за свою жизнь 75 тонн воды, а одно поколение населения планеты – примерно половину годового стока всех рек. Не удивительно, что загрязнение воды может сказаться на здоровье человека самым негативным образом. По оценке Всемирной организации здравоохранения, до 80% болезней тем или иным образом связаны с водой.

Заболевания, связанные с бактериологическим загрязнением воды. Подобные заболевания чаще регистрируются в развивающихся странах и сельской местности, как следствие загрязнения источников воды экскрементами людей и животных, канализационными и сточными водами. С питьевой водой в организм человека могут попасть возбудители многих инфекционных и паразитарных болезней. К ним относятся холера, брюшной тиф, сальмонеллезы, дизентерия, амебиаз, туляремия, лептоспирозы, вирусный гепатит А, вирусный гастроэнтерит, полиомиелит и другие заболевания, вызываемые энтеровирусами, лямблиоз и другие болезни. Однако возбудители могут попадать в организм человека не только с питьевой водой. Некоторые заболевания кожи, органов дыхания, глаз могут передаваться через морскую воду.

Парадоксальным примером того, как повышение благосостояния и улучшение бытовых условий проживания населения может сопровождаться увеличением риска распространения ранее относительно редких заболеваний, имеющих в основе водный фактор передачи, может служить легионеллез. Легионеллёз, или болезнь легионеров, – острое инфекционное заболевание, обусловленное различными видами микроорганизмов, относящихся к роду Legionella. Заболевание протекает, как правило, с выраженной лихорадкой, общей интоксикацией, поражением легких, центральной нервной системы, органов пищеварения, возможно развитие синдрома полиорганной недостаточности. Название заболевания связано со вспышкой в 1976 году в Филадельфии тяжёлого респираторного заболевания, протекавшего по типу пневмонии, которое отмечалось у участников ежегодного съезда легионеров. Вспышку заболевания, по мнению учёных, вызвали колонии легионелл, размножавшиеся в жидкости вентиляционной системы гостиницы, где жили участники съезда.

За последние годы легионеллез занял значительное место среди инфекционных заболеваний человека бактериальной этиологии. Высокие адаптивные способности легионелл и высокая устойчивость к действию дезинфецирующих агентов позволяют бактериям успешно колонизировать искусственные водные резервуары: кондиционеры, увлажнители, компрессорные устройства, системы водопроводной воды, плавательные бассейны. Для развития легионеллеза необходимо попадание в легкие человека мелкодисперсного гидроаэрозоля, содержащего легионеллы. Поэтому основным средством профилактики должны быть мероприятия, направленные на снижение концентрации возбудителей легионеллеза в водных системах.

Заболевания, связанные с заражением воды паразитами и переносчиками заболеваний. Вторая группа распространенных инфекционных и паразитарных болезней включает в себя малярию, желтую лихорадку, сонную болезнь, описторхоз и др. В этом случае вода служит средой, где происходит развитие переносчиков (комаров, мошек, некоторых мух) или возбудителей ряда болезней.

Заболевания, связанные с химическим загрязнением воды. К этой весьма обширной группе болезней относятся те, распространение которых зависит от содержания в воде различных химических соединений, прежде всего техногенного происхождения. Риск для здоровья, обусловленный наличием токсичных химических веществ в питьевой воде, отличается от риска, определяемого микробным загрязнением. Только немногие химические компоненты в воде могут привести к острым нарушениям здоровья, если это не связано с экстремальным загрязнением систем водоснабжения при авариях. Использование химических дезинфицирующих средств для обеззараживания воды обычно приводит к образованию побочных продуктов трансформации химических соединений, некоторые из которых потенциально опасны. Однако обусловленный ими риск для здоровья несравним с опасностью, возникающей при недостаточном обеззараживании. Особое внимание следует уделять веществам, обладающим кумулятивным действием (фтор, стронций, уран, молибден, кадмий, ртуть и др.). Примерами заболеваний, связанных с химическим загрязнением воды, могут служить болезнь Минаматы, болезнь Итай-Итай и др.

Болезнь Минаматы впервые была зарегистрирована в середине ХХ века. На начальных стадиях заболевание проявлялось симптомами расстройства речи, походки, понижением слуха и зрения. В последующем тяжесть поражения нарастала, и многие заболевшие умерли. В 1969 г. было установлено, что причиной заболевания является ртугь, которая поступала в залив Минамата (Япония) с отходами фабрики. Морские микроорганизмы в ходе своего метаболизма превращали ее в метилртуть, обладающую большей токсичностью. Соединения ртути концентрировались в морских организмах и рыбе, служащими пищей для населения.

Болезнь Итай-Итай (кадмиоз) была зарегистрирована в середине ХХ века также в Японии. Причиной заболевания послужило повышенное поступление в организм кадмия с рисом. Рис был выращен на полях, орошаемых из реки, в которую кадмий попадал со стоком вышерасположенного рудника. Больше всего кадмия человек получает с растительной пищей. Кадмий считается самым опасным тяжелым металлом. Он обладает тератогенным, генотоксичным и канцерогенным свойствами. При попадании в организм он активно замещает кальций, что приводит к дефициту в организме кальция. Первоначальные признаки заболевания проявляются сильными болями в нижних конечностях и пояснице, наблюдается нарушение функционирования почек. Впоследствии появляются деформации скелета, возможны переломы костей из-за нарушения фосфорно-кальциевого обмена. Заболевание часто заканчивается инвалидностью.

Заболевания, связанные с избытком или недостатком микроэлементов, поступающих в организм с водой. Некоторые районы характеризуются избытком или недостатком отдельных микроэлементов в почве. Недостаток или избыток тех или иных элементов в почве приводит к недостатку или избытку их в воде поверхностных или подземных водоемов, которые формируются на этой территории, а вследствие этого – и в питьевой воде. Кроме того, аномально высокое или низкое содержание химического элемента будет наблюдаться в пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Это определенным образом влияет на здоровье людей, постоянно проживающих в данной местности, – у них могут регистрироваться болезни, которые в других регионах не выявляются. Такие местности назвали биогеохимическими провинциями, а регистрировавшиеся там болезни – геохимическими эндемиями, или эндемическими заболеваниями. Существуют ртутные (Горный Алтай), сурьмяные (Ферганская долина), медно-цинковые (Баймакская область), медные (Урал, Алтай, Донецкая обл. Украины, Узбекистан), кремниевые (Чувашия, Придунайские районы Болгарии и Югославии), хромовые (Северный Казахстан, Азербайджан) и другие биогеохимические провинции.

Эндемический флюороз связан с избыточным поступлением в организм фтора; в мире поражено более 20 миллионов человек. Впервые флюороз был описан в конце XVIII века, как «крапчатые зубы» или «рябая эмаль». Тяжелый флюороз приводит к разрушению зубной эмали, замедлению роста, остеосклерозу, повреждению щитовидной железы и почек. Наиболее богаты фтором питьевые воды Молдовы, юго-восточных областей Украины, Подмосковья, Апшеронского полуострова, Мордовии.

Недостаток фтора в питьевой воде приводит к развитию эндемического кариеса. В России более 90% населения не получают фтор в необходимом количестве. Особенно характерен недостаток этого микроэлемента для поверхностных источников питьевого водоснабжения на территориях Архангельской, Ленинградской областей, Республики Коми, Краснодарского края и Кабардино-Балкарии.

Широко распространенные очаги эндемического зоба связаны с пониженным содержанием йода в питьевой воде. В России около 60% населения проживает в районах с дефицитом йода. Это территории ряда районов центра европейской части России, Верхнего и Среднего Поволжья, Урала, Сибири, Северного Кавказа. Самым распространенным проявлением йодной недостаточности является зоб: в процессе адаптации организма к недостаточному поступлению йода происходит увеличение массы щитовидной железы. У жителей йоддефицитных районов наблюдается изменение концентрации тиреоидных гормонов. В эндемичных по зобу районах происходит ухудшение репродуктивного здоровья женщин. Частота нарушений менструальной функции, полового развития у девочек с тиреоидной патологией в 10 раз выше, чем в популяции; в 10–25% случаев диагностируется бесплодие. Дети, имеющие увеличение щитовидной железы, статистически достоверно чаще страдают другими заболеваниями эндокринной системы, расстройством питания, нарушениями обмена веществ и иммунитета.

Избыток молибдена в воде, поступающий в организм человека (эндемический молибдероз), способствует повышению активности ксантиноксидазы, сульфидрильных групп и щелочной фосфатазы, увеличению мочевой кислоты в крови и моче и патоморфологическим изменениям внутренних органов (провинции в Армении, Московской и Томской областях).

Повышенное поступление в организм с водой стронция (Sr) и урана (U) приводит к угнетению синтеза протромбина в печени, снижению активности холинэстеразы, активации остеогенеза (включение Sr и U в костную ткань), снижающего включение в костную ткань Са² и приводящего к развитию «стронциевого рахита».

Повышенные концентрации нитратов способствуют развитию метгемоглобинемии не только у детей, но и у взрослых. Содержание нитратов из года в год растет за счет органических загрязнений поверхностных и подземных водоисточников. Вредное воздействие проявляется тогда, когда происходит восстановление нитратов в нитриты, а их всасывание приводит к образованию метгемоглобина крови.

В середине XIX ст. среди населения одного из городов Силезии появились массовые заболевания, получившие название «копытной» болезни в связи с характерными наростами на стопах. Со временем было диагностировано хроническое отравление мышьяком. Копытная болезнь возникала у людей вследствие длительного употребления артезианской воды, которая в процессе формирования водоносного горизонта контактировала с арсенопиритом и содержала мышьяк.

Повышенное содержание меди в воде вызывает поражение печени и почек, высокие концентрации никеля – поражение кожи, цинка – поражение почек, а бериллий относится к канцерогенам. Канцерогенным действием обладают некоторые галогеносодержащие соединения, образующиеся в процессе хлорирования воды.

Низкая или высокая степень минерализации питьевой воды также способствуют распространению некоторых заболеваний. В настоящее время признается, что длительное (годами) употребление для питья «мягкой» воды (содержащей недостаточное количество солей кальция и магния) обусловливает высокую заболеваемость сердечно-сосудистыми заболеваниями, а «жесткая» (высокоминерализированная) вода способствует возникновению мочекаменной болезни, склероза, гипертонической болезни.