Экологическое значение воды

Роль загрязнений атмосферы в формировании патологии среди взрослого и детского населения (влияние некоторых загрязняющих атмосферу веществ - сажи, угарного газа, соединений серы, азота, фотооксидантов) их действие на здоровье человека и быт населения

Загрязнение атмосферного воздуха является экологической и гигиенической проблемой. Глобальные экологические последствия мы рассматривали раньше - это снижение плодородия почв, угроза дефицита питьевой воды, уменьшение растительного покрова на Земле, исчезновение многих видов растений и животных, озоновые дыры, парниковый эффект, таяние льдов, затопление земель, опустынивание.

. В рамках гигиенических проблем загрязнения действуют двояко: ухудшают здоровье людей и их быт.

Влияние на быт населения химических загрязнений атмосферного воздуха на конкретной территории сказывается в 1) ухудшении условий жизни людей (комфортности проживания); 2) снижении прозрачности воздуха; 3) уменьшении естественной освещенности и 4) повышении туманообразования. Сокращение периода инсоляции (длительности действия солнечного света) снижает выработку витамина Д, что приводит детей к рахиту, а у взрослых – к снижению плотности костей, их хрупкости, заболеваниям опорно-двигательного аппарата. В Москве из-за загрязнений над городом постоянно висит купол из углекислого газа, из-за чего формируется парниковый эффект - температура воздуха повышается в среднем на 4^оС, а продуваемость снижается на 1,5 м/сек.

Опасность воздействия загрязнений через атмосферный воздух на здоровье определяется действием следующих факторов: 1) разнообразием загрязнений – в промышленности до нескольких сотен тысяч (в папиросе до 1,5 тысячи); причем, объединяясь, многие вещества действуют комбинированно, по совокупности; 2) возможностью массированного воздействия – человек не может остановить дыхания и, вдыхая до 20 тыс. л воздуха в день, даже при неуловимой концентрации за месяц может набрать токсическую дозу; 3) непосредственным доступом загрязнений во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность до 100 м², воздух непосредственно контактирует с кровью, в которой растворяются почти все вещества из воздуха. Из легких, минуя детоксикационный орган – печень, они действуют в 80-100 раз сильнее, чем в этой же концентрации при проглатывании через желудочно-кишечный тракт; 4) трудностью защиты от ксенобиотиков (чужеродных для человека веществ), которые не могут быть нейтрализованы ферментами. Поэтому на всех территориях с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха заболеваемость выше, чем на чистых. Складываясь с другими вредностями жизни, они оказывают комбинированное действие: снижают иммунитет, повышают заболеваемость и смертность. Особенно страдают дети, заболевая чаще в 4 раза респираторными и в 2 раза – неврологическими и другими заболеваниями.

Влияние на здоровье химических загрязнений воздуха может быть острым и хроническим. Острое отравление возникает на предприятиях при авариях, а также на местности при формировании токсических туманов (смогов), когда в безветрие на протяжении 3-5 суток в черте города накапливаются выбросы по лондонскому(осенью) или лосанжелевскому (летом) типам. При смогах увеличивается смертность хронических больных легочными и СС-заболеваниями. В период цветения растений увеличивается число больных острыми аллергическими заболеваниями. Хроническому действию подвергаются рабочие промпредприятий и жители территорий, прилегающих к заводам и автомагистралям. Во всех случаях нарушается иммунитет, обостряются воспалительные заболевания, причина которых редко устанавливается.

Пыль и дым котельных и ТЭЦ вызывают гнойничковые заболевания кожи, тонзиллиты, аллергические заболевания, кашель, хронические бронхиты, рак легких. Сажа вызывает рак кожи и желудочно-кишечного тракта. Почти все газы обуславливают снижение иммунитета, аллергизацию организма, воспалительные процессы в глотке и легких. Но каждый газ имеет и свои особенные повреждающие действия. Окись углерода - угарный газ образует карбоксигемоглобинемию, нарушая транспорт кислорода к тканям. Сернистый ангидрид вызывает болезни глаз, частые ОРЗ, снижает развитие детей. Сероводород раздражает верхние дыхательные пути и глаза, угнетает дыхание, вызывает риниты, стоматиты, анемию, нагноение кожи. Закись азота вызывает отек легких, расширяет сосуды, снижает АД, вызывает метгемоглобинемию. Двуокись азота изменяет обмен веществ, уменьшает белок крови, ускоряет свертываемость крови, приводит к инфарктам и инсультам. В безветрие и летнюю жару образовавшиеся фотооксиданты оказывают острое действие на людей – слезотечение, конъюнктивиты, бронхиты, обострение бронхиальной астмы и сердечно-сосудистых заболеваний. Свинец от сгоревшего бензина воздействует на почки, кости, нервной системы. Накапливаясь во фруктах и грибах, растущих вдоль дорог, он при их употреблении вызывает истощение иммунной системы и воспаление этих органов. Бензпирен, имеющий запах несгоревшего бензина (от нефтеперерабатывающих заводов и автомобилей), вызывает рак.

4. Принципы защиты воздушной среды от загрязнений (законодательство РФ о защите воздушной среды, гигиеническое нормирование, очистные устройства, меры планировочного характера, самоочищение атмосферы, роль зеленых насаждений, благоустройство населенных пунктов)

Принципы защиты воздушной среды включают в себя следующие мероприятия: законодательные, технологические, санитарно-технические, архитектурно-планировочные и организационные.

Законодательные мероприятия включают международные и государственные. Согласно Киотскому соглашению все государства, его подписавшие, обязуются соблюдать квоту по выбросам углекислого газа. Поскольку в РФ в настоящий период промышленность работает не на полную мощность, то выбросов стало меньше, поэтому разницу по квоте за неиспользованные выбросы можно будет продавать другим странам и зарабатывать до 4,5 млрд долларов в год.

В РФ действуют Санитарные правила «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест» (2001), которые вводят контроль за загрязнением воздуха в соответствии с гигиеническими нормативами – ПДК и ОБУВ. За выполнением нормативов следят органы Роспотребнадзора и Экологической службы. Введена ежемесячная государственная статистическая отчетность предприятий о выбросах, выплаты за них в государственную казну и штрафы за превышение норм и нарушения.

На предприятиях проводятся технологические мероприятия: по созданию более безопасных технологий, замене горения на электричество, герметизации процессов, предварительной очистке сырья и т д.

Обязательно проведение санитарно-технических мероприятий – установка очищающих аппаратов: пылеосадочных камер – циклонов (воздух завихряется, пыль выпадает в центре), жалюзийных пылеуловителей, аппаратов фильтрации, тканевых или электростатических фильтров (эффективность – 99,9%), аппаратов мокрой очистки через слой гравия – скруберов (эффективность 90%).

Архитектурно-планировочные мероприятия: 1) зонирование территорий - промышленная зона специально отделяется от жилой разрывом не менее 500 м, который называется санитарно-защитной зоной, и 2) располагается с наветренной стороны по розе ветров, 3) застройка жилых кварталов отдельно расположенными домами – рядами или отдельными зданиями или с двух противоположных сторон квартала – для лучшего проветривания. В Москве часто квартал располагается кольцом: внутри детские учреждения (дошкольные и школа) - это снижает загрязнения и шум от транспорта. При создании санитарно-защитных зон используется самоочищение атмосферы с помощью разбавления свежим воздухом при проветривании, окисления кислородом; поглощения осадками – дождем, снегом; действия разрядов молнии, солнечных лучей и растительности. Поэтому в благоустройстве городов важно озеленение: зеленые насажденияочищают воздух, снижают его загазованность, обогащают кислородом и фитонцидами, уменьшают силу ветра, ослабляют жару, загрязнения и шум; способствуют полноценному отдыху жителей, улучшают настроение и повышают жизненный тонус. Не рекомендуется высаживать хвойные деревья, быстро засыхающие от загрязнений. Лучшие газоустойчивые деревья – лиственные: тополь, ясень, береза, осина и кустарники.

В Москве для ограничения влияние транспорта на воздушную среду построено 3-е транспортное кольцо. Около трети территории Москвы является охраняемыми природными комплексами.

В организационные мероприятия включается мониторинг (постоянный автоматический контроль) за загрязнением воздуха, воды и почвы, а также состоянием здоровья проживающего населения. Введение системы социально-гигиенического мониторинга Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии человека» (1999) как одного из инструментов обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения стало неотъемлемой частью всех структурных подразделений ФГУЗ Центров гигиены и эпидемиологии, как и использование методологии риска при воздействии различных факторов на организм человека Наблюдение за загрязнением атмосферного воздуха в Москве осуществляется организациями различной ведомственной и государственной принадлежности. Оборудованы десятки точек постов наблюдения, на которых установлены приборы, работающие в постоянном режиме, автоматически контролирующие содержание взвешенных частиц и наиболее опасных газов в атмосфере (а также в воде и почве). Посты наблюдения равномерно охватывают территорию города. Всего регулярно контролируется более 30 загрязняющих веществ. Показатели поступают в ЦГСЭН Москвы, где формируется единый банк данных, проводится анализ и оценка ситуации. Ежедневно органами здравоохранения анализируется заболеваемость населения, тоже представляемая в эти органы. Мониторинг помогает своевременно выявлять источники загрязнений, факторы риска для заболеваний людей, оценивать и прогнозировать состояние заболеваемости населения и принять необходимые меры.

Контрольные вопросы

1. Химический состав воздуха.

2. Гигиеническое значение кислорода.

3. Гигиеническое значение углекислого газа.

4. Виды антропогенного загрязнения воздуха.

5. Виды природного и биогенного загрязнения воздуха.

6. Структура атмосферных загрязнений в городе.

7. Структура атмосферных загрязнений в сельской местности.

8. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на экологию и гигиену.

9. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на быт населения.

10. Влияние загрязнений атмосферного воздуха на здоровье населения.

11. Состав автомобильных загрязнений воздуха.

12. Состав загрязнений атмосферы ТЭЦ.

13. Принципы защиты атмосферы от загрязнений.

14. Законодательные и архитектурно-планировочные мероприятия по защите от атмосферных загрязнений.

15. Технологические и санитарно-технические мероприятия по защите от атмосферных загрязнений.

16. Роль озеленения и мониторинга по защите от атмосферных загрязнений.

Тема № 6: ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

ЗНАНИЯ:

1. Физические свойства воды.

2. Физиологическая роль, хозяйственно-бытовое и санитарно-гигиеническое значение воды.

3. Характеристика источников водоснабжения, их охрана и причина загрязнения.

4. Нормы потребления в зависимости от благоустройства.

5. Характеристика систем водоснабжения.

УМЕНИЯ:

1. Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

2. Определение и оценка органолептических свойств питьевой воды.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Экологическое значение воды:

· Роль воды в природе и в быту.

· Кругооборот воды в природе.

· Самоочищение воды в источниках.

· Характеристика источников питьевого водоснабжения, причины и источники их загрязнения.

· Способы получения пресной воды. Перспективы Мирового океана в ХХ1 веке

2. Питьевая вода, ее физические (органолептические) свойства.

3. Водоснабжение населенных мест:

· Характеристика систем питьевого водоснабжения.

· Охрана источников водоснабжения.

· Система очистки и обеззараживания питьевой воды в домашних и полевых условиях.

· Обеззараживание индивидуальных запасов воды.

· Нормы водопотребления в зависимости от степени благоустройства и системы водоснабжения населенного пункта.

· Контроль за устройством и эксплуатацией колодцев.

· Роль воды в природе и в быту

Вода – колыбель жизни, именно в ней и с ее участием зародились живые существа. В природе вода в составе гидросферы является необходимой составной частью биосферы. Она пронизывает ее всю, обеспечивая жизнь живых существ на Земле. Экологическое значение воды обеспечивается тем, что вода является универсальным растворителем многих веществ; в водной среде протекают физико-химические реакции, связанные с обменом веществ у живых существ + происходит транспорт пластических и энергетических материалов + в нее выводятся из организма вредные и использованные продукты обмена + испаряясь с поверхности почвы, кожи, органов дыхания, она участвует в температурной регуляции. В воде легко растворяются атмосферные газы. В 1л воды при 20^оС растворяется 665 мл углекислого газа, а при 0^оС - в 3 раза больше. В дождевой воде его больше в 33 раза, чем в воздухе - вот почему эта вода не годится для аквариумов.

Велико гигиеническое значение водыдля человека в быту: для питья + приготовления пищи + поддержания чистоты тела, жилища, белья, предметов обихода, жилых и общественных зданий. Вода используется для централизованного отопления, канализации, полива улиц и зеленых насаждений. Большие потребности в воде у промышленности и сельского хозяйства. Вода незаменима для оздоровительных мероприятий – купания, закаливания. Чем больше цивилизовано государство, тем больше оно потребляет питьевой воды.

· Кругооборот воды в природе

Круговорот воды на Земле – непрерывный процесс движения и обмена водой между всеми тремя фазами, составляющих гидросферу: жидкой массы - океанов, газообразной - атмосферы и литосферы и твердой – во льдах. Гидросфера находится в постоянном движении, растворяя химические вещества и поддерживая физические, погодные, химические и биологические процессы. При этом в гидросфере существуют постоянные устойчивые процессы – течения в океанах и в воздушных пространствах, дождевые капли, снег и т.д.

Круговорот воды начинается на молекулярном уровне: в каждом растении, животном, человеке. На Земле 86% пресной воды находится в ледниках, 13% - в подземных водах и 1% - в озерах, болотах, реках. Недостаток пресной воды начал ощущаться с начала 60-х годов, особенно на Ближнем Востоке, юге США, Мексике, Индии, что стало сдерживать развитие промышленности и сельского хозяйства в них.

· Самоочищение воды в источниках

Природа защищается от загрязнений. Во всех частях биосферы идут процессы самоочищения - абиотические и биотические. В водоемах действуют абиотические факторы: а) физические - разбавление и смешивание с основной массой воды; б) механические процессы – осаждение нерастворимых взвешенных веществ; в) физические – разрушение под влиянием солнечной радиации и температуры и г) химические – растворение, нейтрализация кислых вод щелочными и наоборот, окисление кислородом и др. При повышении температуры в присутствии УФЛ эти процессы ускоряются.

Биотические процессы реализуются под влиянием продуцентов, консументов и редуцентов.

Продуценты – растения, ряска, микроскопические водоросли, называемые фитопланктоном, выделяют на солнечном свету кислород и поглощают углекислый газ. Но когда их размножается много (в августе) – водоем цветет, происходит массовое отмирание фитопланктона и его гниение, что поглощает кислород в воде. В это время ухудшается самоочищение водоемов, продукты распада попадают на водозаборные очистные сооружения, плохо очищаются и в питьевой воде появляется тухлый запах и повышается цветность.

Консументы – всякие микроскопические туфельки, инфузории, рыбы и животные; чем чище водоем, тем богаче в нем флора и фауна.

Редуценты - это бентосные растения и сапрофитные микроорганизмы. Они «трудятся» без света в придонном иле, где и переваривают с помощью своих ферментов загрязнения и все органические осадки, оседающие на дно. Они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Поэтому, когда много загрязнений и много размножилось бентосных микроорганизмов, то в водоеме мало кислорода, гибнет рыба и фитопланктон.

· Характеристика источников питьевого водоснабжения, причины и источники их загрязнения

Источником питьевой воды могут быть атмосферные, поверхностные и подземные воды. Все они очень отличаются по химическому составу и гигиенической значимости для человека.

Атмосферная вода – дождевая характеризуется как мягкая, поскольку в ней нет солей Са и Мg. Широко используется для питья в безводных регионах (Австралия, Израиль). Но, как мы рассматривали ранее, в атмосферной воде крупных городов и в местностях с интенсивной промышленностью содержится много загрязнений: различные кислоты, соли металлов из дымов и разнообразные неболезнетворные микроорганизмы. Такая вода без обработки не пригодна для питья: ее можно употреблять после отстоя или очистки и кипячения.

Подземные воды делятся на поверхностные, грунтовые и межпластовые. Поверхностные воды располагаются у самой поверхности земли – это почвенные воды. Эта вода появляется в период снеготаяния, обильных дождей. Часть воды уходит ниже, а часть испаряется. Эта вода для питья ограничено годна в нежилой зоне и не годна в жилой, т.к. в ней много антропогенных загрязнений – микробных и химических.

Поверхностные воды, опускаясь ниже, встречают глиняную или каменную преграду, скапливаются над ней, образуя грунтовые воды – это колодцы, родники, ключи. Эти воды отражают состав почвы: чем сильнее загрязнение почвы (в жилой зоне), тем больше этих веществ в воде. Двигаясь по уклону местности под землей, эта вода с одной стороны фильтруется от поверхностных загрязнений, а с другой – в жилой зоне она может загрязняться, впитывая, что встречает на пути (содержимое необустроенных выгребных уборных и помойных ям). В этой воде часто присутствуют химические вещества (аммиак, нитриты, нитраты) и микроорганизмы (повышенное содержание кишечной палочки), указывающие на фекальные загрязнения и возможное наличие болезнетворных микробов (дизентерийных и брюшнотифозных) и вирусов (гепатита А и др.). Поэтому в современных городских условиях пить воду из колодцев, «святых источников» и родников надо после гигиенической оценки – посмотреть откуда стекает вода. Если это сельский колодец, то надо периодически проводить его дезинфекцию и лабораторные исследования воды.

Спускаясь вниз и растекаясь по уклону местности, вода затекает в водонепроницаемые межпластовые пространства, скапливается здесь и называется межпластовой. Если пробурить скважину глубиной 20 - 90 м, то вода из нее будет называться артезианской. Эта вода отличается от других вод характерным химическим составом, зависящим от пород, по которым она двигается, большей прозрачностью из-за отсутствия взвешенных частиц, низкой температурой; в ней мало микробов и почти полностью отсутствует кислород. Чаще это вода с повышенной жесткостью – в ней много Са и Мg. Физико-химический состав артезианской воды характеризуется постоянством: как правило, это чистая вода. Загрязнения артезианской воды возможны: 1) из-за трещины в земных породах, куда проваливается поверхностная вода и 2) при поступление воды из заброшенных шахт в результате слишком интенсивной эксплуатации артскважины. Артезианская вода используется без очистки и хлорирования. Минусом ее является жесткость воды, в результате чего в ней плохо приготовляется пища - плохо развариваются овощи и мясо; не мылится мыло и плохо стирается белье; водопроводные трубы быстро выходят из строя в результате закупорки их просвета известью. Люди, употребляющие эту воду в сыром виде (некипяченой), чаще болеют желудочно-кишечными и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Поверхностные водоисточники разделяются на естественные водоемы (реки, озера, пруды) и

искусственные (водохранилища, каналы). Вода проточных водоемов (рек) отличается от воды непроточных (озер, прудов).

Чистота воды в реках зависит от сезона года, источника воды, скорости течения, многоводности и объема загрязнений, стекающих в нее, от санитарного состояния ее берегов и что на них расположено – предприятия, спускающие сточные воды, или навозохранилища молочно-товарный ферм. Как правило, реки берут свое начало из болот и поверхностных водоисточников. Весной и осенью идут дожди – и реки сильно загрязняются сточными водами. Зимой из-за уменьшения атмосферных осадков реки становятся чище. Большинство рек в настоящее время перегорожены плотинами и используются для гидроэлектростанций, поэтому вода в них малопроточна, что снижает процессы самоочищения. Например, Волга перекрыта 6 водохранилищами, ее вода до впадения в Каспийское море трижды «выпивается и выливается» городами, расположенными на ней; в результате только ее химическое загрязнение в 2 раза превышает ПДУ.

То же относится к воде озер и прудов. Поэтому вода рек, озер и прудов из-за микробной загрязненности для непосредственного питья непригодна. А выпитая при купании часто служит причиной кишечных заболеваний. Купающиеся в прудах утки служат показателем возможной загрязненности воды гельминтозами и сальмонеллезом. Для питьевого водоснабжения чаще используются искусственные водохранилища. Самое большое их них в Европе - Рыбинское водохранилище в Ярославской области – площадью 15 км². Минусом искусственных водохранилищ является их малопроточность, из-за чего они сильно зацветают зелеными водорослями, которые при разложении ухудшают вкус воды и засоряют очистные фильтры.

· Источники и причины загрязнения природных резервуаров питьевой воды:

Источниками загрязнения природных резервуаров питьевой воды являются:

- стоки поверхностных вод с загрязненных территорий;

- спуски бытовых и промышленных стоков (1992 г. в РФ сброшено 28 км³ стоков, из них 8,4 км³ без очистки);

- сбросы отходов водного транспорта.

Бытовые (фекально-хозяйственные) сточные воды загрязняют водоемы органическими веществами и бактериями. Производственные стоки изменяют химический состав воды, придают ей измененные запахи, окраску, вводят плавающие и вредные вещества. Несмотря на самоочищение, водоемы не справляются и на отдельных участках становятся сточными канавами, реками-поганками, непригодными для санитарно-бытового использования.

1/3 загрязнений поступает с поверхностными ливневыми водами. В весенний паводок качество воды резко ухудшается из-за смыва загрязнений с поверхности почвы, попадания навоза с полей и переполненных навозохранилищ и многих других причин.

· Способы получения пресной воды. Перспективы Мирового океана в ХХ1 веке

Возникший «голод» пресной воды способствовал развитию новых способов ее получения из морской воды Мирового океана – развитию технологий будущего – ХХ1 века по опреснению морской воды с помощью:

- метода «обратного осмоса» - продавливания воды с растворенными солями через полупроницаемую мембрану: вода проходит, а соли остаются;

- метода электролиза – с помощью электрического тока через мембраны проходят катионы и анионы воды, а соли остаются;

- метода термической дистилляции – от солнечной энергии получается электрический ток, который нагревает воду до кипения, пар конденсируется и получается дистиллированная вода; мощность такой установки – сотни тыс. м³ в сутки.

Эти технологии развиваются в Алжире, Ливии, Израиле, Туркменистане, Узбекистане и на Дальнем Востоке в России. В Австралии подобные методы применяются для опреснения воды из глубоких артскважин.

Предложен метод использования талой воды айсберга, Даже небольшого размером – 2 ^х 0,5 ^х 0,1 км хватит для 5-миллионного города на месяц при расходе воды до 1000 л/сутки. Сдерживает внедрение этого метода отсутствие возможности буксировки айсберга по океану.

Дата добавления: 2014-01-05