Экологические проблемы (стр. 3 )

П = (n+ - n-)/(n+ + n-).

Показатель полярности может изменяться от +1 до -1. При равенстве количества ионов положительного и отрицательного знака П = 0.

Санитарно-гигиенические нормы регламентируют количество только легких ионов. В таблице 40 приведены регламентируемые показатели ионизации воздуха. Минимально необходимый и максимально допустимый уровни определяют интервал концентраций ионов во вдыхаемом воздухе названных помещений, отклонение от которого создает угрозу здоровью человека.

Таблица 40

Нормативные величины ионизации воздушной среды производственных и общественных помещений

Вопросы нормализации воздушной среды регламен­тируются различными нормативными документами.

В связи с тем что микроклимат может существенно влиять на самочувствие и работоспособность человека, необходим постоянный контроль его параметров. Для измерения температуры воздуха чаще всего применяют ртутные термометры; относительную влажность изме­ряют психрометрами (аспирационными, волосяными), гигрометрами; скорость воздуха — анемометрами (крыльчатыми и чашечными) и кататермометрами; интенсив­ность тепловых излучений — актинометрами. Непре­рывный контроль и запись параметров микроклимата во времени осуществляют при помощи термографов, ба­рографов, гигрографов или электронных психрометров.

Для санитарно-химического анализа воздуха на со­держание вредных примесей применяют лабораторные, экспрессные и автоматические методы контроля. Они основаны на химических, физических, физико-хими­ческих и биохимических процессах улавливания и ана­лиза загрязнений воздуха.

Лабораторные методы (фотометрические, хроматографические, спектроскопические и другие) обеспечива­ют высокую точность, но не всегда достаточно опера­тивны.

Экспрессные методы просты и оперативны. Напри­мер, метод, при применении которого используется га­зоанализатор с индикаторными трубками УГ-2.

Автоматические методы (механические, акустические, магнитные, тепловые, оптические) позволяют быстро и точно получить информацию, а приборы, настроенные на определенный уровень загазованности воздуха (газосиг­нализаторы), при превышении этого уровня, через систе­му автоматики подают сигнал на пульт управления.

Методы контроля запыленности воздуха разделяют на две группы:

а) с выделением дисперсной фазы из аэрозоля — ве­совой (гравиметрический), счетный (кониметрический), радиоизотопный, фотометрический;

б) без выделения дисперсной фазы из аэрозоля — фотоэлектрические, оптические, акустические, электри­ческие.

Основными профилактическими мероприятиями, опочивающими метеорологические условия и чистоту воздуха, являются правильно организованные вентиляционные системы.

В зависимости от движущей силы различают естественную вентиляцию, когда движение воздуха обеспечивается за счет теплового или ветрового напора, и механическую (искусственную) вентиляцию, когда перемещение воздуха обеспечивается вентилятором.

Для защиты органов дыхания в необходимых случаях применяются средства индивидуальной защиты органов дыхания — СИЗОД: противогазы, респираторы, пневмокостюмы, пневмомаски.

8.3. ВОДА КАК ФАКТОР СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Когда ученые, исследуя другие планеты, ставят вопрос, есть ли еще где-либо в Солнечной системе жизнь, первое, на что они обращают внимание, — это вода. Без воды жизнь существовать не может. На Земле воды очень много, около 70% поверхности планеты покрыто морями и океанами, но эта вода — соленая. Все основные наземные экосистемы, включая и человеческую, зависят от наличия пресной воды, содер­жащей менее 0,01% солей. Ее гораздо меньше — менее 1% всего мирового запаса воды, причем растущее |человечество растрачивает и загрязняет это бесценное богатство.

Наша задача — проанализировать пресноводные ре­сурсы, чтобы понять, как мы их истощаем, и что можно сделать для сохранения и рационального использования воды.

Оценка запасов пресной воды в настоящее время да­лека от совершенства и по данным различных авторов Она расходится иногда до десяти раз. Общий объем пресной воды на планете равен 35,029 млн. км3. Однако из этого количества пресных вод, потенциально пригодных к использованию, почти 69% заключено в ледниковых покровах и в горных ледниках, а более 30% — в водо­носных слоях глубоко под землей.

На долю пресных вод, содержащихся в руслах рек мира и представляющих для нас наибольший интерес, приходится всего 0,006% от общих запасов пресной воды на Земле.

Вода является важнейшим фактором окружающей среды, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, работос­пособность и заболеваемость человека (рис. 47).

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ И ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

Вода принимает активное участие в физиологичес­ких процессах организма. Она является универсальным растворителем газообразных, жидких и твердых веществ, а также участвует в процессах окисления, промежуточ­ного обмена, пищеварения. Растворенные в воде мине­ральные соли оказывают влияние на поддержание важ­нейших биологических констант организма — осмоти­ческого давления, кислотно-щелочного равновесия. Она является участником процессов гидролиза жиров, угле­водов, гидролитического и окислительного дезаминирования аминокислот и других реакций промежуточного обмена. Вода обеспечивает тургор кожи и тканей орга­низма.

Суточный баланс воды у человека в организме со­ставляет около 2,5 л. Количество потребляемой воды подвержено значительным колебаниям в зависимости от климатических условий, микроклимата и интенсивнос­ти выполняемой работы.

Потеря воды в количестве 10% от массы тела приво­дит к нарушению обмена веществ, потеря 15-20% смер­тельна при температуре воздуха 30°С, а потеря 25% абсолютно смертельна.

Гигиеническое значение воды велико. Она использу­ется для поддержания в надлежащем санитарном состо­янии тела человека, предметов обихода, жилища и пр., оказывает благоприятное влияние на климатические условия, условия отдыха населения, на уровень культу­ры и быта.

В начале двадцатого столетия расход воды в городах составлял от 55 до 135 л на человека в сутки. Для пи­тья, приготовления пищи, умывания и мытья посуды использовалось 20-30 л воды, для сантехнических нужд — 7-10 л, на каждую ванну — 350 л, на каждый душ — 20-30 л, для поливки садов, улиц и дворов — .1,5 л на каждый квадратный метр, для ручной пожар­ной трубы — 300-400 л за минуту действия. Нормой потребления воды в начале века считалось 100 л воды на человека в сутки, но если расход воды не контроли­ровался водомерами, он мог возрасти и до 200 л.

Интересно, что самым низким — несколько меньше нормы — было потребление воды в английских городах, самым высоким — втрое выше нормы — в американс­ких. Сегодня в России потребление воды достигает 350 л на одного человека в сутки. Это в 2-3 раза больше, чем в европейских странах (таблица 41).

Таблица 41

Показатели удельного водопользования

ЗАБОЛЕВАНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ИЗМЕНЕНИЕМ СОЛЕВОГО И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОДЫ

Наиболее изучено влияние на организм человека об­щей минерализации воды. У населения, постоянно пользу­ющегося минерализованной водой (1,5-3 г/л сухого остатка), отмечена повышенная гидрофильность тканей, задержка организмом выпитой воды, снижение диуреза на 30-60%.

Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секреторную деятельность желудка, наруша­ет водно-солевое равновесие в организме, хуже утоляет жажду. Могут наблюдаться массовые кишечные расстрой­ства у людей, употребляющих воду из нового источника в период летнего отдыха. Это связано преимущественно с содержанием в питьевой воде сернокислых соединений натрия и магния (иногда даже при невысокой общей минерализации воды).

Длительное потребление маломинерализованной воды (0,8 г/л сухого остатка) нарушает водно-солевое равно­весие организма, в основе которого лежит повышение выхода натрия в кровь и перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями. Нижним пределом минерализации, при котором поддерживается гомеостаз организма, является сухой остаток 100 г/л, оптимальный уровень минерализации соответствует 200-400 г/л.

До 50-х гг. XX в. содержание нитратов в воде расце­нивалось лишь как показатель загрязнения водоема хо­зяйственно-бытовыми сточными водами; в настоящее время учитывается и их токсикологическая опасность. При поступлении нитратов в организм в повышенных количествах развивается нитратная метгемоглобинемия, то есть гемическая гипоксия с соответствующими про­явлениями. От количества образовавшегося метгемоглобина зависит тяжесть заболевания.

Химический состав природных вод необычайно раз­нообразен и зависит от характера и состава почв в дан­ной местности. В результате создается неравномерное распределение химических веществ в почве и воде опре­деленных географических районов. , а позднее разработали теорию «биогеохимических провинций». Биогеохимические провин­ции — это географические районы, где причинным фактором заболеваний является характерный минеральный состав воды, растительных и животных организмов вследствие недостатка или избытка микроэлементов в почве, а заболевания, возникающие в этих районах, по­дучили название геохимических эндемий или эндемических заболеваний.

На земном шаре отмечены зоны, где мочекаменная болезнь носит характер эндемии — районы Средиземно­морья, Индии, Китая, Средней Азии, Закавказья, Закар­патья. Причиной этого является повышенная жесткость воды, обусловленная высоким суммарным содержанием кальция и магния.

Причиной другой эндемической патологии — флюороза — является длительное употребление воды, со­держащей фтор в концентрации свыше 1,5 мг/л. Флюороз характеризуется своеобразной крапчатостью и бу­роватой окраской зубной эмали. При длительном 1(в течение 10-20 лет) потреблении воды с концентра­цией фтора 10 мг/л и выше могут наблюдаться измене­ния со стороны костно-суставного аппарата: остеоскле­роз, костные отложения на ребрах, деформация скеле­та. При длительном употреблении воды, бедной солями фтора (0,5 мг/л и меньше), поражение населения кари­есом зубов достигает 50% и более. Наименьшее количе­ство фтора выявлены в воде водоисточников Беларуси, Латвии, Грузии.

ВОДА КАК ПУТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Давно замечена связь между заболеваемостью насе­ления и водным фактором.

Исключительно большое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфек­ций и инвазий. В воде водоисточников могут присут­ствовать сальмонеллы, шигеллы, лептоспиры, кишечная палочка, пастреллы, вибрионы, микобактерии, энтеровирусы и аденовирусы, а также цисты лямблий,

Таблица 42

Сроки выживания (в днях) микроорганизмов в воде

яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы, возбудители шистосамоза и др.

Природные водные объекты не являются естествен­ной средой обитания патогенных микроорганизмов. Па­тогенная микрофлора, как правило, отмирает в течение определенного времени. Однако некоторые патогенные микроорганизмы могут длительно сохраняться и даже размножаться в природной воде.

Длительность выживания в воде патогенных микро­организмов зависит от состава воды, наличия и концен­трации биологического субстрата, от свойств микроб­ных клеток (способность к спорообразованию, высокое содержание в бактериальной клетке липидов и др.), а также температуры воды, интенсивности инсоляции и др. (таблица 42).

Данные различных исследований о сроках выжива­ния патогенных бактерий в водной среде довольно про­тиворечивы. Из приведенных в таблице данных видно, что в экспериментальных условиях возбудители перечисленных инфекций могут сохраняться в воде несколь­ко месяцев, что объясняется возможностью бесконку­рентного существования.

Основным резервуаром патогенных микроорганизмов, кишечных вирусов и яиц гельминтов в окружающей среде являются фекалии и хозяйственно-бытовые сточ­ные воды, где содержание вирусов может достигать 700 на 100 см3 сточных вод.

Источником заражения поверхностных водоемов мо­гут явиться неочищенные канализационные сточные воды. Подземные источники инфицируются атмосфер­ными и ливневыми водами, содержимым неправильно оборудованных выгребов, а также при стирке белья у колодцев и др. Эпидемическая опасность воды, исполь­зуемой для питья, зависит от наличия и количества возбудителя, длительности его выживания и сохране­ния им вирулентности. Сочетание этих условий определяет возможность распространения кишечных инфекций водным путем в виде эпидемических вспышек и поддержания высокого уровня инфекционной заболева­емости.

Для водных эпидемий считается характерным вне­запный подъем заболеваемости, сохранение его высоко­го уровня в течение некоторого времени, ограничение эпидемической вспышки кругом лиц, пользующихся общим источником водоснабжения, и отсутствие заболе­ваний среди жителей того населенного места, но пользу­ющихся другим источником водоснабжения.

По данным ВОЗ, 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством воды либо нарушением санитарно-гигиенических норм вслед­ствие ее недостатка. Инфекционные заболевания вод­ной этиологии регистрируются преимущественно в раз­вивающихся странах с низким санитарным уровнем жизни. В настоящее время треть населения земного шара — около 2 млрд. человек — лишена возможности потреблять в достаточном количестве чистую пресную воду. 61% сельских жителей развивающихся стран не могут пользоваться безопасной в эпидемиологическом отношении водой и лишь 13% из них обеспечены кана­лизацией.

ВЛИЯНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-БЫТОВОЙ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЁЯТЕЛЬЙОСТИ ЧЕЛОВЕКА НА СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ВОД

В использовании человеком водных ресурсов Земли различают два направления: водопользование и водопотребление.

При водопользовании вода, как правило, не изыма­ется из водных объектов, но качество ее может менять­ся. К водопользованию относится использование водных ресурсов для гидроэнергетики, судоходства, рыболов­ства и разведения рыбы, отдыха, туризма и спорта.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и либо включается в состав вырабатываемой продукции (и вместе с потерями на испарение в процес­се производства входит в состав безвозвратного водопотребления), либо частично возвращается в водоем, но обычно уже значительно худшего качества.

Принципиальная разница между использованием и потреблением водных ресурсов заключается еще в том, что в первом случае можно обойтись и без них, например получать энергию за счет других видов природных ресурсов (атомная, солнечная), воду же, расходуемую для питьевых, хозяйственно-бытовых нужд, никаким другим минеральным ресурсом заменить нельзя.

В результате водопотребления образуются сточные воды (рис. 48).

Сточная вода — это вода, где загрязнение изменяет первоначальный химический состав воды или ее физи­ческие свойства. К сточным относят также загрязнен­ные воды атмосферных осадков и воду от поливки улиц. Сточные воды делятся на бытовые, производственные и ливневые. Они отличаются друг от друга своим проис­хождением, составом и биологической активностью.

Бытовые сточные воды образуются в результате практической деятельности и жизнедеятельности лю­дей. Концентрацию загрязняющих веществ бытовых сточ­ных вод определяют исходя из удельного водоотведения на одного жителя:

S = 1000 a/q,

где S — концентрация загрязняющего вещества, мг/л; а — количество загрязнений, приходящееся на одного жителя, г/сут; q — норма водоотведения на одного жи­теля, л/сут.

Состав производственных сточных вод зависит от характера производственного процесса и отличается боль­шим разнообразием.

В зависимости от состава примесей и специфичности их действия на водные объекты сточные воды могут быть разделены на следующие группы:

1) Воды, содержащие неорганические примеси со специфическими токсичными свойствами. Сюда входят сто­ки металлургии, гальванических цехов и др. Они могут вызвать изменение рН воды водоемов. Соли тяжелых ^металлов являются токсичными по отношению к водным организмам.

2) Воды, в которых неорганические примеси не обладают токсичным действием. К этой группе относятся Щеточные воды рудообогатительных фабрик, цементных заводов и др. Примеси такого типа находятся во взвешенном состоянии. Для водоема особой опасности эти воды не представляют.

3) Воды, содержащие нетоксичные органические ве­щества. Сюда входят сточные воды предприятий пище­вой промышленности. При попадании их в водоем возрастает окисляемость, БПК, снижается концентрация растворенного кислорода.

Таблица 43

Приоритетные загрязнители по отраслям промышленности

4) Воды, содержащие органические вещества со специфическими токсичными свойствами. К этой группе относятся сточные воды предприятий органического син­теза, нефтеперерабатывающих предприятий и др.

Набор веществ (таблица 43), попадающих в поверх­ностные воды со сточными водами различных регио­нов, весьма разнообразен и зависит от многих факто­ров: типа промышленности, ее производительности, качества и количества очистных сооружений, климати­ческих условий.

Степень загрязнения дождевых вод зависит от мно­гих факторов, в том числе от общей санитарной обста­новки населенного пункта. Принятая технология сухой обработки улиц не обеспечивает полного удаления заг­рязнений. Мусор с проезжей части дорог содержит зна­чительное количество органики, биогенов, нефтепродук­тов, солей тяжелых металлов.

Качество и состав поверхностного стока городской территории зависят от целого ряда трудно учитываемых и трудно прогнозируемых факторов. Большое разнооб­разие местных условий делает практически невозможным получение усредненных показателей качества по­верхностного стока в целом (таблица 44). Как видно из таблицы, в системе дождевой канализации должна быть обеспечена очистка наиболее загрязненной части повер­хностного стока, образующегося в период выпадения дождей, таяния снега и мойки дорожных покрытий. Очистке подлежит не менее 70% годового стока для се­литебных территорий и площадок предприятий.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Природные и сточные воды представляют собой слож­ные системы, основу которых составляет химическое соединение, имеющее простую формулу Н2О.

Примеси в природных и сточных водах могут быть во взвешенном, коллоидном или растворенном состояниях, причем количество отдельных примесей в воде опре­деляет свойства. Примеси во взвешенном состоянии представляют собой нерастворимые в воде суспензии и эмульсии.

Таблица 44

Степень загрязнения поверхностных вод с некоторых характерных территорий

Примеси в коллоидном состоянии представляют со­бой гидрофобные и гидрофильные органические и мине­ральные коллоидные частицы. Коллоидные частицы могут быть природного и антропогенного происхожде­ния, как, например, нерастворимые формы гумусовых веществ, вирусы и др., которые по своим размерам близки к коллоидным примесям.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6