Вода и жизнь на Земле
Шрифт:
Употребление воды, содержащей 2—11 мг/л нитратов, не вызывает повышение в крови уровня метгемоглобина, тогда как использование воды с концентрацией 50— 100 мг/л резко его увеличивает, причем растет и число лиц с повышенным содержанием метгемоглобина. Повышение уровня метгемоглобина в крови тем больше, чем моложе ребенок (X. Ш. Капанадзе, 1961 г.). При поступлении нитратов с питьевой водой в концентрации 105 мг/л в организме теплокровных животных снижается иммунологическая реактивность и нарушается способность к формированию условнорефлекторной деятельности. Меньшие концентрации нитратов в питьевой воде (не превышающие 40 мг/л) этих изменений не вызывали (А. В. Иванов и др., 1975).
Концентрация нитратов на уровне 10 мг/л (в пересчете на N) является безопасной и принята в качестве предельно
Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится в минералах, горных породах, живых организмах, а также в некоторых природных водах. Бериллий является ядом общетоксического действия с высокой степенью кумуляции, приводящим к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Он оказывает угнетающее действие на некоторые ферменты организма и состояние красной крови. Характерной особенностью бериллия является длительный латентный период проявления интоксикации и отсутствие прямой корреляции между дозой действующего вещества, продолжительностью контакта и реакцией организма. Изучение хронического влияния малых концентраций бериллия определило его пороговую концентрацию, вызывающую функциональное нарушение эритропоэза в костном мозгу, изменения состояния красной крови и условнорефлекторной деятельности белых крыс. Она оказалась равной 0,002 мг/л. В качестве допустимого содержания бериллия в питьевой воде была предложена концентрация 0,0002 мг/л, которая не действовала вредно на организм животных (Л. А. Сажина, 1965 г.).
Молибден встречается в почвах, растениях, организме животных, а также в природных водах. В некоторых районах Армянской ССР подземные воды выявили повышенное содержание молибдена. Миграция молибдена в водах часто происходит в виде иона молибденовой кислоты. Молибден выделяется из организма довольно быстро и его кумулятивные свойства выражены слабо. Молибден: оказывает угнетающее влияние на активность костной фосфатазы, вызывает уменьшение содержания меди в организме. При избытке молибдена у животных и человека усиливается синтез ксантиноксидазы и образование мочевой кислоты, что у людей ведет к заболеванию «молибденовой подагрой». При хронической затравке животных молибден вызывает выраженные функциональные сдвиги в организме, в частности, увеличение количества сульфгидрильных групп в сыворотке крови и печени, а также уменьшение количества витамина С в печени. В качестве допустимого содержания молибдена в питьевой воде предложена концентрация на уровне 0,5 мг/л (Т. А. Асмангулян, 1965 г.).
В некоторых географических областях (биогеохимических провинциях) отмечено повышенное содержание селена. Например, в открытых водоемах биогеохимических селеновых провинций США содержание селена достигает 0,2 мг/л, а в подземных водах — до 9 мг/л. Здесь зарегистрированы заболевания людей и животных, вызванные повышенным содержанием селена во внешней среде. Селен входит в VI группу периодической системы элементов и по своим химическим свойствам занимает промежуточное положение между серой и теллуром. Согласно современным представлениям, селен обладает политропным действием на организм с преимущественным поражением печени, почек, костного мозга и центральной нервной системы. В основе токсического действия селена лежит блокада тиоловых групп ряда биологических субстратов — таких, как глютатион, цистеин и др.
Детальные исследования процесса влияния селена на животных показали, что его концентрация, равная 0,0001 мг/л, не вызывает статистически достоверных изменений ни по одному экспериментальному тесту. Эта же доза селена не выявила структурных изменений внутренних органов животных и при хроническом действии. В результате доза 0,0001 мг/л была принята в качестве гигиенического норматива селена в питьевой воде (H. П. Плетникова, 1970 г.).
Стабильный стронций — Sr — распространен в природных водах, причем его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). При действии больших концентраций стронция изменения в организме проявляются в первую очередь со стороны минерального обмена и ферментативных процессов в костной ткани. Он не обладает резко выраженными кумулятивными свойствами, но имеет довольно широкий спектр действия при длительном поступлении в организм.
В конце 70-х годов советские ученые провели комплексное гигиеническое исследование по оценке влияния стабильного стронция питьевых вод в условиях хронического эксперимента на животных и при обследовании больших контингентов детей и подростков, проживающих в гидрогеохимическом регионе с повышенным содержанием стронция в подземных водах. В результате исследователи пришли к выводу: длительное употребление питьевой воды, содержащей стронций на уровне 7,0 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений как на уровне тканей и органов, так и целостного организма человека. Эта величина была рекомендована в качестве норматива стабильного стронция для питьевой воды.
Радиоактивный химический элемент уран относится к VI группе периодической системы. Он является самым тяжелым из химических элементов, принимающим участие в строении земной коры, и обладает сравнительно повышенным распространением среди элементов конца таблицы Д. И. Менделеева. По образному выражению В. И. Вернадского, уран является составной частью биосферы, находится во всех растительных и животных организмах в ультрамикроскопических количествах, его относят к нормальным компонентам протоплазмы клеток.
В связи с большим периодом полураспада (2,47—4,51 10 9лет) уран обладает малой радиоактивностью. Так, 2800 кг природного урана по радиоактивности равны 1 г Ra 226, что составляет 1 кюри.
Токсичность соединений урана находится в прямой зависимости от их растворимости. Все соединения его при контакте с биологическими средами переходят в раствор, но по скорости этого процесса они делятся на легкорастворимые (например, азотнокислые и углекислые соли) и малорастворимые (например, окислы урана). Экспериментальные исследования показали, что при длительном воздействии на уровне 60 мг/л уменьшается содержание аминокислот и хлоридов в моче, что свидетельствует о нарушении канальцевой реабсорбации под влиянием урана. При хроническом влиянии урана в концентрациях 6 и 60 мг/л у белых крыс замечены задержка полового созревания и нарушение ритма полового цикла.
Уровень активности щелочной фосфатазы сыворотки крови экспериментальных животных возрос к 11-му месяцу затравки ураном в концентрациях 6 и 60 мг/л, что связано с ее поступлением в кровь из внутренних органов. Увеличение активности кислой фосфатазы отмечено в гемогенате селезенки кроликов, получавших уран на уровне 30 мг/л. Таким образом, изменения со стороны ферментных систем — первое звено в реакции на хронические воздействия малых концентраций элемента.
При воздействии урана на уровне 30 и 60 мг/л у животных уменьшалось содержание нуклеиновых кислот в тканях почек, печени и селезенки по сравнению с контрольными животными. Это указывает на угнетение обмена нуклеиновых кислот. К моменту исследования накопление урана в почках белых крыс, получавших его на уровне 60 мг/л, составляло 0,004 мг, причем доза облучения тканей почек равнялась 7 мбэр/нед. Эти данные также подтверждают: уран оказывает воздействие на организм как химический токсический элемент.
Последующие исследования позволили определить дозу урана, не вызывающую изменений в организме животного. Ею оказалась концентрация 1,7 мг/л, принятая в дальнейшем в качестве норматива для питьевой воды.
В настоящее время на водопроводных станциях очистки воды в качестве флокулянта используется полиакриламид (ПАА). В связи с этим возникла необходимость разработки норматива остаточного количества этого вещества в питьевой воде. ПАА — высокомолекулярный синтетический линейный мономер, в котором часть амидных групп замещена на группы алюминиевой и кальциевой солей полиакриловой кислоты. Он не обладает запахом и привкусом, хорошо растворяется в воде. ПАА относится к веществам с низкой токсичностью и невыраженными кумулятивными свойствами. Концентрацию ПАА в 30 мг/л можно рассматривать как пороговую, при которой происходят первоначальные изменения адаптационных реакций организма. Концентрация 2 мг/л не вызывала изменений у подопытных животных ни по одному из использованных тестов, поэтому может рассматриваться как недействующая. Она считается предельно допустимой в питьевой воде (Н. А. Рахманина, 1967 г.).