Водная среда. Человек и вода. Влияние примесей на организм человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Казанский государственный энергетический университет

Кафедра ТВТ

Доклад на тему:

Водная среда.

Человек и вода. Влияние примесей на организм человека

Выполнил:

студент группы ТВТ-1-10

Каранда Юлия

Казань 2012 г.



Содержание

1. Водная Среда

2. Водный баланс земли

3. Химические свойства

4. Общие свойства воды

5. Ионный состав воды

6. Подземные воды

7. Минеральные воды

8. Человек и вода. Влияние примесей на организм человека

Литература



1. Водная среда

Водная среда включает поверхностные и подземные воды.

Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров--около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.

Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру(более 30С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкулез, передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здраво охранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.

2. Водный баланс земли

Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее составляет Мировой океан. Другая часть(4%)-подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. Значителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн.км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше -230 тыс.км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км. воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн.км., или только 0,15% всего объема гидросферы.

3. Химические свойства

Вода является наиболее распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит - и кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH?). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксидионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pKa ? 16.

Вода химически довольно активное вещество. Сильно полярные молекулы воды сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Вода реагирует при комнатной температуре:

· с активными металлами (натрий, калий, кальций, барий и др.)

· с фтором и межгалоидными соединениями

· при низких температурах

· с солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз

· с ангидридами и галогенангидридами карбоновых и неорганических кислот

· с активными металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.)

· с карбидами, нитридами, фосфидами, силицидами, гидридами активных металлов (кальция, натрия, лития и др.)

· со многими солями, образуя гидраты

· с боранами, силанами

· с кетенами, недоокисью углерода

· с фторидами благородных газов

Вода реагирует при нагревании:

· с железом, магнием

· с углем, метаном

· с некоторыми алкилгалогенидами

Вода реагирует в присутствии катализатора:

· с амидами, эфирами карбоновых кислот

· с ацетиленом и другими алкинами

· с алкенами

· с нитрилами

4. Общие свойства воды

Вода в силу популярности её молекул способствует разложению контактирующих с ней молекул солей на ионы, но сама вода проявляет большую устойчивость и в химически чистой воде содержится очень мало ионов по H+ и OH.

Вода - инертный растворитель; химически не изменяется под действием большинства технических соединений, которые она растворяет. Это очень важно для всех живых организмов на нашей планете, поскольку необходимые их тканям питательные вещества поступают в водных растворах в сравнительно мало измененном виде. В природных условиях вода всегда содержит то или иное количество примесей, взаимодействия не только с твердыми и жидкими веществами, но растворяя также и газы. Даже из свежевыпавшей дождевой воды можно выделить несколько десятков миллиграммов различных растворенных в ней веществ на каждый литр объема. Абсолютно чистую воду никогда и никому ещё не удавалось получить ни в одном из её агрегатных состояний; химически чистую воду, в значительной мере лишенную растворенных веществ, производят путем длительной и кропотливой очистки в лабораториях или на специальных промышленных установках. В природных условиях вода не может сохранить “химическую чистоту”. Постоянно соприкасаясь со всевозможными веществами, она фактически всегда представляет собой раствор различного, зачастую очень сложного свойства. В пресной воде содержание растворенных веществ обычно превышает 1 г./л. От нескольких единиц до десятков граммов на литр колеблются содержание солей в морской воде: например, в Балтийском море их всего 5 г./л., в Чёрном - 18, а в Красном море - даже 41 г./л.

Солевой состав морской воды в основном на 89% слагается из хлоридов (преимущественно хлорида натрия, калия и кальция), 10% приходится на сульфаты (натрия, калия, магния) и 1% - на карбонаты (натрия, кальция) и другие соли. Пресные воды содержат обычно больше всего - до 80% карбонатов (натрия и кальция), около 13% сульфатов (натрия, калия, магния) и 7% хлоридов (натрия и кальция). Вода хорошо растворяет газы (особенно при низких температурах), главным образом кислород, азот, диоксид углерода, сероводород. Количество кислорода иногда достигает 6 мг./л. В минеральных водах типа нарзан общее содержание газов может составлять до 0,1%. В природной воде присутствуют гумусовые вещества - сложные органические соединения, образующиеся в результате неполного распада остатков растительных и животных тканей, а также соединения типа белков, сахаров, спиртов. Вода обладает исключительно высокой теплоемкостью. Теплоемкость воды принята за единицу. Теплоемкость песка, например, составляет 0,2, а железа - лишь 0,107 теплоемкости воды. Способность воды накапливать большие запасы тепловой энергии позволяет сглаживать резкие температурные колебания на прибрежных участках Земли в различные времена года и в различную пору суток: вода выступает как бы регулятором температуры на всей нашей планете.

Следует отметить особое свойство воды - её высокое поверхностное натяжение - 72,7 эрг/см2 (при 20о С). В этом отношении из всех видов дидкостей вода уступает только ртути. Подобное свойство воды во многом обусловлено водородными связями между отдельными молекулами H2O. Особенно наглядно проявляется поверхностное натяжение в прилипании воды ко многим поверхностям - смачивании. Установлено, что вещества - глина, песок, стекло, ткани, бумага и многие другие, легко смачиваемые водой, непременно имеют в своем составе атомы кислорода такой факт оказался ключевым при объяснении природы смачивания: энергетически не уравновешенные молекулы поверхностного слоя воды получают возможность образовать дополнительные связи с “чужими” атомами кислорода.

Смачивание и поверхностное натяжение лежат в составе явления, названного капилярностью: в узких каналах вода способна подниматься на высоту гораздо большую, чем та, которую “ позволяет” сила тяжести для столбика данного сечения.

В капилярах вода обладает поразительными свойствами. Б.В.Дерягин установил, что в капилярах вода, сконденсировавшаяся из водяного пара, не замерзает при 00 и даже при снижении температуры на десятки градусов.

Молекулы воды отличаются большой термической устойчивостью, при деструкции:

2H2O Ы 2H2 + O2 + 2 · 245,6 Кдж.

Начинается при температуре выше 10000С, и при 20000С составляет лишь 1,8%. При 50000С водяной пар со взрывом нацело разлагается на водород и кислород.

Вода относится к слабым электролитам. Вода весьма реакционно - способное вещество: может проявлять как окислительным, так и восстановительные свойства. Так, под действием сильных восстановителей вода проявляет окислительные свойства: на холоде окисляет щелосные и щелочноземельные металлы, а при температуре накаливания - железо, углерод и др.

2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2

3Fe + 4H2O ® Fe3O4 + 4H2

Под действием сильных окислителей (фтор, хлор, электрический ток) вода проявляет восстановительные свойства. Реакцию взаимодействия со фтором можно представить следующим образом:

2F2+2H2O Ы 2H2F2+O2

Существует три типа присоединения воды к молекулам других веществ: по ионному, координатному и адсорбционному типу. Присоединение по ионному типу происходит к оксидам щелочных, щелочноземельных и редкоземельных металлов, а также к кислотным оксидам:

CaO + H2O ® Ca (OH)2

P2O5 + 3H2O ® 2H3PO4

Вода, присоединяемая по ионному типу, называется конституционной. Она удаляется при нагревании с большим трудом. Так отщепление от едкого натра начинается при 1388oС:

2NaOH ® Na2O + H2O

К ионам металлов - комплексообразователей присоединение идёт по координатному типу:

CaCl2 + CH2O ® Ca(H2O)6 · Cl2

Полученные соединения называются аквакомплексами, а вода, вошедшая в их состав, - кристаллизационной. Кристаллизационная вода удаляется легче, чем конституционная, например, при выветривании.

Различные вещества адсорбируют на своей поверхности некоторое количество воды за счет межмолекулярных сил притяжения. Вода, присоединенная по адсорбционному типу, называется гигроскопической; она удаляется легче, чем кристалллизационная.

5. Ионный состав природных вод

Происходящее в почвах процессы окисления органических веществ вызывают расход кислорода и выделение углекислоты, поэтому в воде при фильтрации её через почву возрастает содержание углекислоты, что приводит к обогащению природных вод карбонатами кальция, магния и железа, сообразованием растворимых в воде кислых солей типа:

CaCO3 + H2O + CO2 ® Ca(HCO3)2

Бикарбонаты присутствуют почти во всех водах в тех или иных количествах.

Большую роль в формировании химического состава воды играют подстилающие почву грунты, с которыми вода вступает в соприкосновение, фильтруясь и растворяя некоторые минералы. Особенно интенсивно обогащают воды осадочные породы, такие, как известняки, доломиты, мергели, гипс, каменная соль и др. В свою очередь почва и породы обладают способностью адсорбировать из природной воды некоторые ионы (например, Ca2+ , Mg2+), замещая их эквивалентным количество других ионов (Na+ , K+). Подпочвенными водами легче всего растворяются хлориды и сульфаты натрия и магния, хлорид кальция. Силикатные и алюмосиликатные породы (граниты, кварцевые породы и т.д.) почти нерастворимы в воде и содержащей углекислоту и органические кислоты.

Наиболее распространенными в природных водах являются следующие ионы : Cl- ,SO ,HCO,Na+ ,Mg2+ ,Ca2+ ,H+.

Ион хлора присутствует почти во всех природных водоемах, причем его содержание меняется в очень широких пределах. Сульфат - ион также распространен повсеместно. Основным источником растворенных в воде сульфатов является гипс. В подземных водах с содержанием сульфат - иона обычно выше, чем в воде рек и озер. Из ионов щелочных металлов в природных водоемах в наибольших количествах находится ион натрия, который является характерным ионом сильноминерализованных вод морей и океанов.

Ионы кальция и магния в маломинерализованных водах занимают первое место. Основным источником ионов кальция является известняки, а магния - доломиты (MgCO3 ,CaCO3). Лучшая растворимость сульфатов и карбонатов магния позволяет присутствовать ионам магния в природных водах в больших концентрациях, чем ионов кальция.

Ионы водорода в природной воде обусловлены диссоциацией угольной кислоты. Большинство природных вод имеют pH в пределах 6,5 - 8,5. Для поверхностных вод в связи с меньшим содержанием в них углекислоты pH обычно выше, чем для подземных.

Соединения азота в природной воде представлены ионами аммония, нитридными, нитратными ионами за счет разложения органических веществ животного и растительного происхождения.

Ионы аммония, кроме того, попадают в водоемы со сточными промышленными водами.

Соединения железа очень часто встречаются в природных водах, причем переход железа в раствор может происходить под действием кислорода или кислот (угольной, органических). Так например, при окислении весьма распространенного в породах пирита получается сернокислое железо:

FeS2 + 4O2 ® Fe2+ + 2SO

А при действии угольной кислоты - карбонат железа:

FeS2 + 2H2CO3 ® Fe2+ + 2HCO3 + H2S + S.

Соединения кремния в природных водах могут быть в виде кремниевой кислоты. При pH < 8 кремниевая кислота находится практически в недиссоциированном виде; при pH >8 кремниевая кислота присутствует совместно с HSiO 2·H2O , а также в виде поликремневой кислоты: X·SiO2·y·H2O. В природных водах присутствуют также Al3+ ,Mn2+ и другие катионы.

Помимо веществ ионного тапа природные воды содержат также газы и органические и грубодисперсные взвеси. Наиболее распространенными в природных водах газами являются кислород и углекислый газ. Источником кислорода является атмосфера, углекислоты - биохимические процессы, происходящие в глубинных слоях земной коры, углекислота из атмосферы.

Из органических веществ, попадающих извне, следует отметить гуминовые вещества, вымываемые водой из гумусовых почв (торфяников, сапропелитов и др.). Большая часть из них находится в коллоидном состоянии.

В самих водоемах органические вещества непрерывно поступают в воду в результате отмирания различных водных организмов. При этом часть из них остается взвешенной в воде, а другая опускается на дно, где происходит их распад.

Грубодисперсные примеси, обуславливающие мутность природных вод, представляют собой вещества минерального и органического происхождения, смываемые с верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время весенних паводков.

6. Подземные воды

Советский ученый Лебедев на основе многочисленных экспериментов разработал классификацию видов воды в почвах и грунтах. Представления А.Ф.Лебедева, получившие дальнейшее развитие в более поздних исследованиях, позволили выделить следующие виды воды в горных породах: в форме пара, связанную, свободную, в твердом состоянии.

Парообразованная вода занимает в породе поры, не заполненные жидкой водой, и перемещается за счет различной величины упругости пара или потоком воздуха. Конденсируясь на частицах породы, водяные пары переходят в другие виды влаги.

Различают несколько видов связанной воды. Сорбированная вода удерживается частицами породы под влиянием сил, возникающих при взаимодействии молекул воды с поверхностью этих частиц и с обменными катионами. Сорбированную воду разделяют на прочносвязанную и рыхлосвязанную. Если влажную глину подвергать давлению, то даже под давлением в несколько тысяч атмосфер часть воды невозможно удалить из глины. Это прочносвязанная вода. Полное удаление такой воды достигается лишь при температуре 150 - 300оС. Чем меньше минеральные частицы, слагающие породу, и, следовательно, выше их поверхностная энергия, тем большее количество прочносвязанной воды в этой породе. Рыхлосвязанная, или пленочная, вода образует плёнку вокруг минеральных частиц. Она удерживается слабее и довольно легко удаляется из породы под давлением. Особенно важную роль играет сортированная вода в глинистых породах. Она влияет на прочностные свойства глин и фильтрационную способность.

Как уже указывалось, связанная вода участвует в строении кристаллических решёток некоторых минералов. Кристаллизационная вода входит в состав кристаллической решётки. Гипс, например содержит две молекулы воды CaSO4·2H2O. При нагревании гипс теряет воду и превращается в ангидрит (CaSO4).

Известно, что при температуре около 4оС вода имеет максимальную плотность 1,000 г/см3. При 100оС её плотность - 0,958 г/см3, при 250оС - 0,799 г/см3. За счет пониженной плотности происходит конвективное, восходящее движение нагретых подземных вод.

Принято считать, что вода практически несжимаема. Действительно, коэффициент сжимаемости воды, показывающий, на какую долю первоначального объема уменьшится объём воды при увеличении давления на I aт, очень мал. Для чистой воды он равен 5·10-5 I/ат. Однако упругие свойства воды, а также водовмещающих пород играют важнейшую роль в подземной гидродинамике. За счет сил упругости создается напор подземных вод. Температура и давление действуют на плотность воды в противоположном направлении.

Плотность подземных вод зависит также от их химического состава и концентрации солей. Если пресные подземные воды имеют плотность, близкую к 1 г/см3, то плотность концентрированных рассолов достигает 1,3 - 1,4 г/см3. Повышение температуры приводит к значительному уменьшению вязкости подземных вод и, таким образом, облегчает их движение через мельчайшие поры.

Подземные воды исключительно разнообразны по своему химическому составу. Высокогорные источники обычно дают очень пресную воду с низким содержанием растворенных солей, иногда менее 0,1 г. в 1 л., а в одной из скважин в Туркменистане был рассол с минерализацией 547 г/л.

7. Минеральные воды

Воды, содержащие в своем составе растворённые соли, микроэлементы, а также некоторые биологически активные компоненты.

Среди минеральных вод выделяют минеральные природные питьевые воды, минеральные воды для наружного применения и другие. Минеральные воды для наружного применения используются для ванн, купаний, душей, проводимых в бальнеолечебницах и в лечебных бассейнах, а также для ингаляций и полосканий при заболеваниях носоглотки и верхних дыхательных путей, для орошений и промываний полых органов и другие подобных целей. Минеральные воды имеют важное бальнеологическое значение и их широко используют в санаторно-курортном лечении.

В США минеральной водой считается вода с общей минерализацией не менее 250 мг на дмі при условии, что она происходит из подземного и физически защищённого источника, характеризующего постоянным уровнем и постоянной пропорцией концентрации компонентов и отсутствием минеральных искусственных добавок. Минеральными природными питьевыми водами называются воды, добытые из водоносных горизонтов или водоносных комплексов, защищённых от антропогенного воздействия, сохраняющих естественный химический состав и относящиеся к пищевым продуктам, а при повышенной минерализации или при повышенном содержании определённых биологически активных компонентов оказывающие лечебно-профилактическое действие.

Не считаются природными минеральными водами:

- смесь подземных вод из водоносных горизонтов с разными условиями формирования их гидрохимических типов или смесь подземных вод разных гидрохимических типов;

- смесь природной минеральной воды с питьевой водой или с искусственно минерализованной водой.

Минеральная питьевая вода должна быть прозрачной бесцветной или с оттенками от желтоватого до зеленоватого цвета жидкостью, с вкусом и запахом, характерным для содержащихся в ней веществ. В минеральной воде возможен осадок содержащихся в ней минеральных солей.



8. Человек и вода. Влияние примесей на организм человека

Прописная истина гласит - «человек состоит из воды». Мозг взрослого человека состоит из воды на 74,5%, кровь - на 83%, в мышцах воды 75,8%, в костях - 22%. Человеческий зародыш - сплошная вода: в трехдневном эмбрионе ее 97%, в трехмесячном - 91%, а в восьмимесячном - 81%. Важность воды для человека трудно переоценить - если без пищи человек может прожить достаточно долго, а голодание и по сей день многие считают лучшей из диет, то дегидратация (потеря организмом воды) нарушает деятельность сердечно - сосудистой системы, клеточный метаболизм и терморегуляцию, причем быстро и надежно. Потеря всего 3% воды организмом лишает человека возможности бегать, 5% - лишает возможности переносить существенные физические нагрузки, а потеря организмом 10% воды представляет опасность для жизни. При этом среднестатистический человек только при дыхании теряет за сутки 0,32 литра воды. Всего в сутки (в умеренном климате) человеческое тело выделяет около 2,5 литров воды. Это 10 стаканов! А в жарком климате и при физической нагрузке выделение влаги может достигать 4,5-5 литров в сутки. Соответствующие потери организмом воды должны быть компенсированы ее поступлением извне. Собственно, в «поступлении извне» и кроются многие проблемы. Но для начала следует понять, - что же такое вода?

«Простейшее устойчивое соединение водорода с кислородом», - такое определение дает воде химическая энциклопедия.

Между тем до XIX века люди не знали, что вода - химическое соединение, и считали ее обычным химическим элементом. Лишь в 1805 году Александр Гумбольдт и Жозеф Луи Гей-Люссак установили, что вода состоит из молекул, каждая из которых содержит два атома водорода и один атом кислорода. При этом большая часть химии выросла именно из изучения водных растворов - ведь именно вода является самым распространенным в природе растворителем.

Пресная вода на нашей планете составляет только 2.5% мировых запасов, вся остальная масса - соленые воды морей и океанов. А если вспомнить, что 75% пресной воды «законсервировано» в горных ледниках и полярных шапках, еще 24% находится под землей в виде грунтовых вод, а еще 0.5% рассредоточено в почве в виде влаги, то получается, что на наиболее доступный и дешевый источники воды - реки, озера и прочие наземные водоемы приходится чуть больше 0.01% мировых запасов воды. Как видите, фраза «самые ценные ресурсы - водные» - не пустой звук.

Однако эти самые ценные ресурсы, увы, уже не обладают высоким качеством. Как известно, количество воды на Земле неизменно, меняются только ее. Так, у воды, выпавшей на сушу в виде дождя, есть два пути: в первом варианте она, собираясь в ручьи и реки, попадает в озера и водохранилища, так называемые поверхностные источники водозабора, во втором вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Собственно, поверхностные и грунтовые воды и составляют два основных источника водоснабжения.

Оба вида воды имеют свои проблемы. Качество поверхностной воды из открытого источника зависит от количества и частоты осадков, и, разумеется, от экологической ситуации в регионе.

Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц (пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры и более крупные микроорганизмы). Из океана в дождевые воды при испарении поступают ионы натрия, магния, кальция и калия, а также хлорид - и сульфат - ионы).

Промышленные выбросы в атмосферу добавляют в «коктейль» органические растворители и оксиды азота и серы (кстати, это и есть основная причина выпадения «кислотных дождей»). Вносят свою лепту и химикаты, применяемые в сельском хозяйстве. В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

Большая часть дождевой и талой воды просачивается в почву, где растворяет содержащиеся в почвенном слое органические вещества. Конечно, природа позаботилась о всего рода «фильтре» - залегающие глубже песчаные, глинистые и известняковые слои отфильтровывают органические вещества, но вода начинает насыщаться солями и микроэлементами. В наиболее существенных количествах в грунтовых водах содержатся, как правило, кальций, магний, железо и в меньшей степени марганец (катионы). Вместе с распространенными в воде карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами они образуют соли, концентрация которых в воде от глубины слоя: в наиболее «старых» глубоких водах концентрация солей настолько велика, что вода становится явственно солоноватой. К этому типу относятся большинство известных минеральных вод. Наиболее качественную воду получают из известняковых слоев, но глубина их залегания может быть достаточно большой и добраться до них - удовольствие не из дешевых. Соответственно, грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.

Как видно из сказанного, вода давно уже не является просто водой. Подчас в ней растворены чуть ли не все элементы периодической таблицы Менделеева. Разумеется, употребление такой воды влечет за собой множество разнообразных проблем. Достигая определенной концентрации в организме, большинство элементов начинают свое губительное воздействие, вызывая отравления и мутации. Кроме того, что сами они отравляют организм человека, они еще и чисто механически засоряют его - например, ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и засоряют почечные каналы, каналы печени, таким образом снижая фильтрационную способность этих органов. Соответственно, это приводит к накоплению токсинов и продуктов жизнедеятельности клеток нашего организма, самоинтоксикации, так как печень отвечает за обезвреживание различных чужеродных веществ, попадающих в наш организм, в том числе и токсинов, и продуктов жизнедеятельности организма, а почки - за их выведение.

Казалось бы, централизованные системы водоснабжения в соответствии со своим предназначением делают все необходимое, чтобы качество воды соответствовало нормам СанПиН. Выходной контроль качества воды осуществляется постоянно в соответствии с разработанной рабочей программой и не пропускает воду, не соответствующую установленным нормам. Однако плачевное состояние распределительных сетей дает возможность вторичного загрязнения воды. В водопроводной воде, проходящей промышленную очистку, зачастую фиксируется избыток марганца. Это может привести к анемии, нарушению функционального состояния центральной нервной системы. Некоторые врачи даже говорят о мутагенном влиянии на человека повышенного содержания марганца в воде. Особенно опасны отравления марганцем во время беременности: из 100 детей, матери которых во время беременности подверглись отравлению марганцем, 96-98 рождаются умственно неполноценными. Есть также теория, что токсикозы на ранних и поздних сроках беременности вызываются марганцем. Марганец забивает канальцы нервных клеток, из-за чего снижается проводимость нервного импульса. Как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния. Марганец почти невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление им - симптомы очень общие и присущи многим заболеваниям, чаще же всего человек просто не обращает на них внимания.

Марганец забивает канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния. Особенно опасны отравления марганцем у детей и эмбрионов (когда женщина беременна) - приводит к идиотии. Из 100 детей, матери которых во время беременности подверглись отравлению марганцем, 96-98 рождаются умственно неполноценными. Есть также теория, что токсикозы на ранних и поздних сроках беременности вызываются марганцем. В водопроводной воде, проходящей промышленную очистку, зачастую фиксируется избыток марганца. Марганец почти невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление им - симптомы очень общие и присущи многим заболеваниям, чаще же всего человек просто не обращает на них внимания.

Алюминий, накапливаясь в организме, может послужить причиной старческого слабоумия, повышенной возбудимости, различных неврологических изменений. У детей алюминий вызывает нарушения моторных реакций, анемию, головные боли, заболевание почек, печени, колиты... Алюминий также оказывает общее отравляющее и засоряющее действие на организм человека. Его избыток в водопроводной воде связан с тем, что излишки железа удаляются сульфатом алюминия. Реагируя с ионами железа, сульфат алюминия дает нерастворимый осадок, в который выпадает, в принципе и железо, и алюминий, но в реальности в воде остается и тот и другой элементы.

Повышенное содержание фтора приводит к крапчатости эмали зубов, увеличивается выведение кальция, уменьшается содержание кальция и фосфора в костях (что в свою очередь приводит к их хрупкости), подавляется иммунная реактивность, происходят изменения в почках и печени. Однако и низкое содержание фтора тоже не слишком хорошо - вода отвечает за состояние зубов человека. От того, сколько фтора в ней содержится, зависит частота заболевания кариесом. Считается, что фторирование воды способствует профилактике кариеса, особенно для детей.

Железо необходимо организму человека, но только в определенной пропорции. При длительном употреблении внутрь воды с содержанием железа выше нормы человек рискует приобрести различные заболевания печени, крови, аллергические реакции, нарушения репродуктивной функции. При длительном употреблении воды с повышенным содержанием железа человек рискует приобрести различные заболевания печени, крови, аллергические реакции, нарушения репродуктивной функции.

Кальций необходим в организме человека для строения костной ткани (зубы, кости), мышечной ткани (скелетной мускулатуры, сердечных мышц), поддержания проводящей функции нервной ткани. При избытке кальций нейтрален по отношению к организму человека, однако, это снижает качество воды - соли кальция образуют накипь и мутность воды.

Магний необходим для нормальной деятельности нервных клеток. Однако, его количество в воде должно быть строго ограниченным - при избытке он действует наподобие марганца: засоряет канальцы нервных клеток, только он менее активен и проще выводится из организма.

Калий также необходим для нормальной жизнедеятельности организма, так как он является компонентом калий - натриевого насоса. Калий - натриевый насос - это структура на мембране каждой клетки, благодаря которой в клетку, при возбуждении, проникают ионы калия из межклеточной жидкости, а из клетки выводятся избыточные ионы натрия. Кроме того, особенно важен калий для сердечно - сосудистой деятельности, т.к. он нормализует давление крови и работу сердца.

Хлор и побочные продукты попадают в воду в ходе хлорирования - широко распространенного метода обеззараживания, который приводит к значительному сокращению передающихся с питьевой водой инфекций. Однако многочисленные исследования показывают, что при хлорировании в воде появляются побочные продукты, которые увеличивают риск врожденных дефектов. Высокий уровень побочных продуктов хлорирования значительно увеличивает риск появления трех врожденных пороков - дефекта межжелудочковой перегородки сердца (отверстие в перегородке между желудочками сердца, что приводит к смешиванию артериальной и венозной крови и хронической нехватке кислорода), так называемой "волчьей пасти" (расщелина в нёбе), а также к анэнцефалии (полное или частичное отсутствие костей свода черепа и мозга). И напоследок напомним, что хлор и вовсе применялся во время 1-ой Мировой Войны как боевое отравляющее вещество!

В целом употребление воды, содержащей вредные примеси, сокращает потенциальный срок жизни человека на 20-25 лет. К этому удручающему факту можно добавить и то, что даже оставшиеся годы человек вряд ли будет здоров, употребляя некачественную воду. При учете того, что средняя продолжительность жизни жителя мегаполиса составляет порядка 67 лет, два десятка лет становятся весьма существенным «подарком». А если учесть, что относительно качественная питьевая вода доступна только жителям крупных городов, а большинство сельского населения и вовсе не имеет доступа к такому ресурсу, масштабы бедствия становятся буквально катастрофическими. Конечно, нашу страну нельзя назвать наиболее бедствующей - по данным Всемирной организации здравоохранения в мире ежегодно погибает 1,6 млн человек по причине употребления небезопасной воды (причем подавляющее большинство из них составляют дети до 5 лет), а более миллиарда человек вообще не имеют доступа к качественному источнику воды. Наиболее сложная ситуация с водой в Африке - здесь только треть людей имеют доступ к чистой воде. Не менее сложным является положение жителей стран Азиатско-тихоокеанского региона - там доступа к нормальной питьевой воде не имеют порядка 700 тысяч жителей.

Недостаток качественной воды в мире увеличивается с каждым днем, ситуация наиболее тяжела в странах «третьего мира», но и в России за последние годы качество питьевой воды значительно понизилось. Сегодня мы потребляем вместе с водой большое количество токсичных и потенциально опасных веществ, на которые раньше просто не обращали внимания: мало кто задумывается, что поступающие из канализационных сетей воды могут не подвергаться очистке, например, от компонентов медикаментов (скажем, гормональных препаратов) и этим путем снова попасть в человеческий организм. А между тем, как считают американские ученые, это может приводить и к бесплодию. Моющие вещества, производственная химия, нефтепродукты и их производные, и многие другие составы зачастую сбрасываются в открытые источники без предварительной очистки, и после этого поступают в систему водоснабжения. Поэтому популярные в народе родники с «чистой, как слеза» водой иногда становятся предельно опасными: даже если родник контролируется Роспотребнадзором, невозможно контролировать качество воды ежедневно, а для загрязнения такого источника достаточно разового выпадения загрязненных осадков или единовременного сброса близлежащим производственным предприятием собственных стоков. вода почва грунт

Методы борьбы за качество воды могут быть разными, но единственно приемлемый и гарантированный способ получить питьевую воду высокого качества - проводить ее очистку системой, построенной на основании точной информации о качестве и составе очищаемой воды. С позиции государства этот вопрос решается разрабатываемой программой "Чистая вода", цели которой - приведение отечественной питьевой воды в соответствие с мировыми стандартами. Однако забота о воде - задача каждого хозяйствующего субъекта, так как именно от нее зависит в конечном итоге и работоспособность населения, и продолжительность жизни, и уровень заболеваемости. Установка водоочистного комплекса может застраховать работодателя от немалого количества листов нетрудоспособности, производство - от проблем с экологической полицией, руководство региона - от эпидемий. Цена риска употребления некачественной воды не так несущественна, как могло бы показаться: только по данным ВОЗ она составляет порядка 33,7 млрд руб. в год. Наконец, бережное отношение к водным ресурсам позволит оставить в наследство грядущим поколениям то, без чего ни один человек не проживет и трех суток, воду.



Литература

1) “Состав, свойства и методы очистки сточных вод предприятий горной промышленности” Е.Ф. Панина 1990г.

2) И.Ф.Ливчак, Ю.В.Воронов "Охрана окружающей среды".

3) Н.М.Чернова,А.М.Былова "Экология".

4) журнал "ЗНАНИЕ" (народный университет естественнонаучный факультет), "Земля людей".

Размещено на Allbest.ru