Качество воздуха, которым мы дышим, и здоровье человека

Качество воздуха – степень соответствия физико-химических и биологических характеристик воздуха потребностям человека, технологическим и экологическим требованиям. Качество воздуха определяется различными нормативными документами, в том числе ПДК примесей в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено более 410 ПДК для загрязняющих веществ в воздухе населенных мест. Вредные вещества в воздухе подразделяются на четыре класса опасности: чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные и малоопасные вещества.

Без воздуха человек не можетпрожить и нескольких минут.

Кроме того, воздух нужен человеку для сжигания топлива, для работы двигателей автомобилей, для получения различных материалов и т.д. За минуту человек делает около 14 вдохов, а за сутки пропускает через свои легкие как минимум от 14 – 15 кг до 25 кг воздуха, или примерно от 10 до20 тыс. л (по объему). Таким образом, качество воздуха, которым мы дышим, имеет для каждого из нас очень важное значение. Качество воздуха, которым мы дышим, зависит от степени загрязнения атмосферы в том месте, где мы живем.. Самая высокая степень загрязнения атмосферы наблюдается над промышленными районами городов. Большую опасность для организма представляют ксенобиотики (от лат. xenos – чужой) – вещества, которые искусственно получены человеком и обычно не встречаются в природе. В последние десятилетия в результате сжигания огромного количества ископаемого топлива, работы автотранспорта и различных отраслей промышленности наблюдается глобальное загрязнение атмосферы, в том числе и ксенобиотиками. Среди них есть супертоксиканты, в частности, диоксины¹. Таким образом, современное человечество получает большое количество ксенобиотиков в процессе дыхания через легкие. За этот небольшой промежуток времени организмы не сумели создать защиту для органов дыхания, следовательно, организм человека очень чувствителен к загрязнению воздуха и других сред. Кроме основных загрязнителей воздуха (автотранспорта, ТЭС, ТЭЦ, промышленных предприятий и т.д.) на здоровье человека влияют вредные привычки, в первую очередь курение. Например, в сигаретном дыме содержится около 4000 различных химических веществ, по крайней мере, 43 из них являются для людей канцерогенными, т.е. вызывающими онкологические заболевания. По данным ВОЗ, от пристрастия к табаку умирает каждый второй курящий. Большую опасность представляет собой не только активное, но и пассивное курение – присутствие в одном помещении с курящим некурящего человека. Многие жители основную часть времени проводят в помещении, где люди живут и работают. Воздух помещения имеет такой же состав, как воздух атмосферы. Он содержит азот N₂, кислород O₂, инертные (благородные) газы, углекислый газ CO₂ и некоторые другие газы. (Количественный состав воздуха дан в разделе 1). Человек вдыхает воздух, а затем его выдыхает. В выдыхаемом воздухе количество азота N₂ ¹Диоксины – группа органических веществ, самые сильные из всех известных в природе ядов. практически не изменяется, содержание кислорода O₂ уменьшается до 15,8 %, а количество углекислого газа CO₂ заметно увеличивается до 4 %. Когда человек длительное время находится в закрытом помещении, он дышит воздухом, в котором содержится мало O₂ и много CO₂. В результате человек испытывает кислородное голодание, которое сопровождается снижением работоспособности, повышением утомляемости, головной болью, нарушением сна. Из этого следует, что необходимо несколько раз в день проветривать помещение, в котором находится человек. Нужно приучить себя всегда спать с открытой форточкой. Не забывать как можно чаще вытирать пыль, причем делать эту уборку влажной тряпкой (или специальными средствами по уходу за мебелью). Мягкую мебель и ковры следует чистить пылесосом, желательно с водяным фильтром. Качество воды, которую мы используем Большое значение для здоровья и жизни любого живого существа имеет вода. Вода – основная среда, а во многих случаях обязательный компонент многочисленных химических и биохимических реакций и физико-химических процессов, лежащих в основе самой жизни. Вода образует жидкие растворы, представляющие собой продукты нашего питания (молоко, соки, чай, супы и многие другие), а также жидкие лекарственные препараты. Высокая теплота испарения воды обеспечивает наиболее эффективную адаптацию живых организмов и человека к температуре окружающей среды, поддерживая температуру тела на физиологически стабильном уровне. С помощью воды из организма выводятся продукты обмена веществ (шлаки, отмершие клетки, токсины). Даже при комфортной температуре окружающей среды и небольшой физической нагрузке взрослый человек выделяет примерно 2,5 л воды в сутки. При повышении температуры и более интенсивном физическом труде это количество значительно увеличивается. Небольшой дефицит влаги в организме человека приводит к тяжелым расстройствам. При потере взрослым человеком 15% влаги в организме уже начинаются необратимые патологические изменения, а потеря 20 – 25% воды организмом приводит к смерти. Можно смело утверждать, «что человек существует благодаря наполняющей его воде». В организме человека с массой тела 65 кг содержится около 40 л воды: из них почти 25 л находится внутри клеток, а 15 л – в составе внеклеточных жидкостей организма. Почти 89% воды содержит человеческий мозг, до 80% воды входит в состав человеческой крови, более 70% воды содержат мышцы человека, даже в костях скелета около 20% влаги. Особенно богаты водой ткани молодого организма. С годами человек теряет влагу, т.е. «высыхает». В теле 3-х месячного плода сдержится 95% воды, 5-ти месячного – 86%, новорожденного ребенка – 70%, взрослого человека – от 65 до 55%. Без пищи человек может прожить несколько недель, но без воды погибает через несколько суток. Из всего сказанного понятно, какую роль играет качество воды. Образно можно сказать, что мы есть то, какую воду мы пьем и каким воздухом мы дышим. Качество воды – это степень соответствия физико-химических свойств и заселенности воды микроорганизмами потребностям людей, технологическим и экологическим требованиям. Качество воды определяется различными нормативными документами, в том числе ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. В настоящее время в России действуют ПДК для двух десятков химических веществ в питьевой воде, а также ПДК для более, чем 1270 вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Вредные вещества в воде также подразделяются на четыре класса опасности: чрезвычайно опасные, высоко опасные, опасные и умеренно опасные вещества. Интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, процесс урбанизации (рост городов) привели к резкому увеличению водопотребления в мире. С начала века оно увеличилось в 7 раз. Сегодня около 65 % полного водопотребления в мире приходится на сельское хозяйство. Наибольшая величина водопотребления приходится на Азию -- приблизительно 60 % от общемирового, на Северную Америку – более 15 %, Европу -- около 13 %. В настоящее время в мире имеется около 30 тыс. водохранилищ, примерно 2500 из них – крупные. Водохранилище – это искусственный водоем, образованный обычно в долинах рек. Например, в Северной Америке около 900 водохранилищ; в Азии – 650, в том числе в Индии – 200, в Китае – 150; в Европе – более 500. Крупнейшие водохранилища мира: Виктория на реке Виктория-Нил объемом 205 км³(Уганда, Танзания, Кения), Братское на реке Ангара объемом около 170 км³(Россия), Кариба на реке Замбези объемом 160 км³ (Замбия, Зимбабве), Насер на реке Нил объемом 157 км³ (Египет, Судан) и многие другие. Главнейший природный ресурс для человека – это пресная вода. Она составляет менее 3 % от общемировых запасов. Это ледники и полярные шапки – 2,24 %; подземные воды – 0,61 %; озера – 0,016 %; атмосферная влага – 0,001 %; реки – 0,0001 %. Много веков люди пили воду из рек и колодцев. По мере роста городов это становилось опасным, потому что разные отходы сбрасывались или смывались осадками в реки, из которых люди брали воду. Болезни легко передавались от человека к человеку, возникали эпидемии, во время которых умирало большое количество людей. Например, чума и холера в средние века охватывали целые районы и города и уносили до 30 % населения. В большинстве стран человек использует пресную воду из рек, озер и водохранилищ. В странах Ближнего Востока, где мало пресной воды, используют морскую воду, которая проходит через опреснительные станции. Этот процесс очень трудоемкий и дорогостоящий. Существуют проекты перевозки айсбергов в регионы, где мало пресной воды (Персидский залив, район Красного моря). Различают поверхностные (реки, озера) и подземные воды. Эта природная вода не является абсолютно чистой, так как, протекая по поверхности земли или проходя через слои почвы, вода растворяет различные минералы и вещества, содержащиеся в них. Природные примеси, которые содержатся в воде, обычно безвредны для человека, а некоторые даже необходимы для жизни (Fe³⁺, Zn²⁺, Са²⁺, Mg²⁺,

...). К сожалению, из-за антропогенного воздействия на биосферу в воду попадает очень много вредных веществ: это бытовые отходы, отходы сельскохозяйственного производства, удобрения, пестициды, производные продукты выхлопных газов автомобилей, отходы промышленного производства, кислотные дожди и т.д. По оценкам ученых, для одной среднестатистической семьи в США из 4-х человек суммарное количество прямого и косвенного расхода воды составляет 26 тыс. л. А сколько воды вообще надо человеку для жизни и для чего он ее использует? Живые организмы постоянно потребляют и теряют воду. Каждый человек в день выпивает около 2 л жидкости. Из организма вода уходит через кожу (в виде пота), легкие (с выдыхаемым воздухом) и с мочой. Человек может прожить без воды только 5 – 10 дней, а без пищи 50 – 60 дней. Согласно статистике, одной семье из четырех человек надо ежедневно от 1000 до 1300 л воды. Это прямые затраты воды. Человек использует воду не только для питья, но и на бытовые нужды. Средние данные по затратам воды составляют: ванна – 130 л; душ – 19 л (в минуту); стиральная машина около 60 л (1 стирка); ручное мытье посуды примерно 40 л, машинное -- около 46 л; 1 смыв туалета -- 11 л. Также вода используется для мытья полов, окон, домашних животных, автомобилей, полива домашних растений, огорода, сада и т.д. Кроме прямых затрат воды существуют еще косвенные, которые трудно оценить, но эти затраты очень велики. Человеку требуется очень много воды, чтобы вырастить животное и корм для этого животного, затем переработать это животное (мясо, кости, кожа) и получить из него продукты питания, одежду, обувь. Много воды необходимо для производства металлов, синтетических материалов, бумаги, из которых затем изготавливают предметы обихода и бытовую технику -- от кастрюли до компьютера и т.д. (Например, на производство 1 т чугуна необходимо около 200 м³ воды, 1 т меди -- около 500 м³ воды,1 т бумаги -- примерно 800 м³ воды, 1 т синтетического каучука -- около 2000 м³ воды). Подсчитано, что за жизнь человек поглощает около 25 тонн воды. По статистике, каждые 8 – 12 лет объем промышленного производства в мире вырастает в два раза. Это значит, что растет не только потребность в воде, но и количество отходов, которые загрязняют воду. Если так пойдет дальше, человечество может исчерпать все запасы воды на планете. Что же делать? Надо применять водосберегающие технологии, т. е. внедрять в производство замкнутые системы оборота воды, что позволит полностью исключить сброс сточных вод. Вода, которую человек ежедневно использует, не поступает непосредственно из рек, озер и т.п. в своем изначальном состоянии, она

подвергается тщательной очистке. Вода из водоема поступает на водопроводную станцию. Тамводапроходит очистку. В настоящее время большинство рек служит одновременно источником воды для городов и местом, куда сливается использованная вода, следовательно, воду надо очищать 2 раза: первый раз – перед использованием, второй раз – после использования (рис.25). Очистка воды проходит через несколько стадий: · отделение от крупных примесей (на пути воды ставят сетки, которые задерживают рыбу, палки, бутылки и другие предметы); · предварительное хлорирование или обработка ультрафиолетовыми лучами (УФ) (СI₂ и УФ-лучи убивают болезнетворные бактерии); · флоккуляция (в H₂O добавляют квасцы KAI(SO₄)₂ ·12Н₂О и Са(ОН)₂. Эти вещества взаимодействуют между собой и дают AI(OH)₃, который образует коллоидные частицы, и вода в конечном итоге осветляется). · отстаивание (AI(OH)₃ с разными частицами оседает на дно); · фильтрация через песок – удаляются все оставшиеся твердые вещества; · хлорирование, озонирование или УФ-облучение (полное обеззараживание); · дополнительная обработка (не всегда, на выбор):

аэрация (продувание воздуха через воду для удаления запаха, улучшения вкуса)

фторирование (1млн^-1 F^-) (фтор уменьшает разрушение зубов и костей у людей)

подщелачивание (добавление СаО, так как после хлорирования вода кислая)

После очистки на водопроводной станции качество воды отвечает государственному стандарту (ГОСТ). В России с 1998 г. питьевую воду нормируют более чем по 100 показателям, и она отвечает всем нормам, принятым в европейских странах. В табл. 1 дана характеристика воды по ГОСТу.

Т а б л и ц а 1

Характеристика состава питьевой воды (ГОСТ 2874 – 82)

Водородный показатель, рН	6,0 – 9,0
Железо, мг/л	до 0,3
Марганец, мг/л	до 0,7
Медь, мг/л	до 1,0
Сульфаты, мг/л	до 500
Сухой остаток, мг/л	до 1000
Хлориды, мг/л	до 350
Цинк, мг/л	до 5,0
Алюминий, мг/л	до 0,5
Бериллий, мг/л	до 0,0002
Молибден, мг/л	до 0,25
Мышьяк, мг/л	до 0,05
Нитраты, мг/л	до 45,0
Свинец, мг/л	до 0,03
Селен, мг/л	до 0,01
Стронций, мг/л	до 7,0

От водопроводной станции до нашего дома очищенная вода проходит длинный путь. (Например, общая длина водопровода г. Санкт-Петербурга составляет более 4,5 тыс. км). По пути к потребителю вода может загрязняться. Это связано с тем, что трубы стареют и ржавеют, в них могут развиться различные водоросли, появиться трещины и отверстия, через которые в воду могут попасть разные загрязнители. Из этого следует, что для питья и приготовления пищи лучше всего использовать бутилированную воду. Ее покупают в магазине. Если нет возможности покупать бутилированную воду, надо использовать бытовой фильтр. Бытовые фильтры очищают воду от растворенных в ней хлора, соединений тяжелых металлов, удобрений, пестицидов, большинства органических соединений. Некоторые фильтры очищают воду от бактерий. Питьевую воду необходимо обязательно кипятить. Исследования последних лет показали, что и жидкие лекарственные препараты, а также дистиллированная вода для инъекций могут загрязняться силикатами при хранении в стеклянных капсулах, а также при вскрытии последних. Поэтому при заборе лекарств в шприцы следует использовать так называемые «ядерные» фильтры¹, которые не пропускают эти загрязнения.

Использованная вода (бытовые стоки) попадает в канализацию. По канализационным трубам вода поступает на водоочистные сооружения. Водоочистные сооружения – это очень крупные гидротехнические объекты, а процесс очистки бытовых стоков является сложным и дорогостоящим. После очистки бытовые стоки возвращаются в водоем.

При использовании воды необходимо помнить и выполнять следующие простые правила.

·. Избыток какого-либо вещества так же вреден, как и его недостаток. При покупке бутилированной воды надо обратить внимание на этикетку. На ней указано общее содержание растворенных в воде солей. Их количество не должно превышать 0,5 г/л. Воду, в которой растворимых солей больше, пить не следует. Это – лечебная вода, и ее лучше пить только по рекомендации врача.

Наоборот, в Санкт-Петербурге очень мягкая вода, это значит, что в ней содержится мало ионов Ca²⁺ и Mg²⁺. Если долго пить такую воду,

¹ «Ядерные» фильтры – специальные фильтры, полученные при облучении ряда материалов быстрыми нейтронами, пропускают через поры только молекулы воды и лекарственных препаратов.

организм будет компенсировать недостаток Ca²⁺, отнимая его от зубов, а затем от костей: в результате разрушаются зубы и легко ломаются кости. Кроме того, в ней мало иода и фтора. Недостаток вышеперечисленных химических элементов следует компенсировать пищей. Надо есть пищу, в которой содержится много Ca²⁺ (молоко, сыр, творог и другие молочные продукты), употреблять в пищу иодированную соль и чистить зубы зубной пастой, которая содержит фтор.

· Экономить воду. Надо закрывать кран, когда им не пользуются. Следить, чтобы в доме было исправно сантехническое оборудование. Например, если в туалете все время течет вода, то в канализацию уходит около 500 л чистой воды в сутки.

· Не засорять канализацию. Нельзя выливать в канализацию химические реактивы, неиспользованные лекарства, органические растворители, лаки, краски, предметы косметики. От этих соединений воду очень трудно очистить, а от некоторых – просто невозможно. Нельзя выбрасывать в канализацию пищевые отходы. Пищевые отходы не отравляют воду, но сильно перегружают очистные сооружения. Не надо использовать при стирке большое количество стирального порошка. Белье от этого не станет чище, а вот вода при этом сильно загрязняется.