Сточные воды – экологическая проблема мирового уровня

Проблема питьевой воды с каждым годом становится все более актуальной и беспокоит мировое сообщество. Ситуация в РФ тоже оставляет желать лучшего, что доказывают данные, опубликованные в научной статье журнала «Гигиена и санитария»:

• Происходит постепенное ухудшение показателей воды по санитарно-химическому и микробиологическому критериям в целом по стране на 0,4-2,8 %. Однако в отдельных регионах ситуация гораздо хуже.
• Основная причина плачевного состояния питьевой воды – состояние сточных вод и их количество. Также сказывается недостаток модернизации водоочистительных сооружений.
• Примерно 28 % населения употребляет питьевую воду с уровнем минерализации от 1,6 до 10 г/л, что повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний и мочекаменной болезни.
• Треть населения употребляет воду с повышенным содержанием железа, больше половины людей пьют воду с недостатком фтора.
• Несоответствие питьевой воды по микробиологическому показателю приводит к вспышкам острых кишечных инфекций. Например, в 2010 году на территории РФ было зафиксировано 44 вспышки водного характера с числом пострадавших 2095 человек. Из них 36 связаны с централизованным водоснабжением, 2 – с открытыми водоемами, 6 – с другими источниками воды.

Пациенты с заболеваниями спины тоже подвергаются негативному воздействию на здоровье из-за недостаточной чистоты питьевой воды. Их здоровье и так ослаблено, поэтому рекомендуется избегать дополнительных рисков.

Оценка влияния загрязнения воды на здоровье человека – очень сложный и не всегда достоверный процесс, связанный с многими факторами. Некоторые анализы получаются абсурдными по причинам, которые можно лишь предполагать.

Соответственно, результаты исследований следует воспринимать критически. Подтверждает это исследование о влиянии качества воды на заболевания мочеполовой системы. В ходе которого обнаружилось, что количество болезней мочеполовой системы постоянно увеличивается, при этом наблюдается уменьшение сброса сточных вод и увеличение количества станций по их очистке. Однако при этом количество проб для проведение санитарно-гигиенического анализа тоже уменьшается с каждым годом, что может объяснять отрицательные результаты загрязнения.

Также была выявлена связь заболеваний мочеполового тракта с очистительными станциями и обратная зависимость сброса сточных вод и уровня заболеваемости.

Такие результаты являются полностью противоречивыми. Ученые отметили возможные причины получения подобных данных:

• Показатели загрязнения и систем очистки сточных вод не отображают реальную картину зависимостей. Поэтому необходимо взять другие критерии для определения взаимосвязи.
• Отсутствует оценка влияния важных макро и микроэлементов, способных оказывать влияние на уровень заболеваемости мочеполовой системы.
• Увеличение случаев болезней связано с другими внешними факторами, более сильными, чем воздействие загрязненной воды.

Микробиологические эффекты

Одно из последних исследований, опубликованное в сентябре 2019 года, свидетельствует об незначительной опасности гастроэнтерита в системах очистки сточных вод. Результаты:

• В 70,8 % образов неочищенных сточных вод содержались вирусные агенты, а также в 62,5 % искусственных озерных вод.
• Пробы, взятые из очищенной хлорированием воды, были отрицательными.
• Анализ с помощью ПЦР (полимеразной цепной реакции) подтвердил периодически появляющихся разных типов вируса гастроэнтерита.
• Результаты показали возможность загрязнения искусственного озера из несвязанных со сточными водами источников (воздушный перенос вируса).

В 2018 году интересное исследование проводилось в США, целью которого было определение воздействия климатических изменений на распространение патогенов в сточных водах и угрозу здоровью населения. Результаты показали, что в сезон дождей и штормов увеличивается распространение патогенных штаммов в сточных водах, поэтому может повышаться заболеваемость населения инфекциями, передающимися водным путем. Связано это с переполнением канализационной системы бактериями через дополнительные источники загрязнения.

Неправильная, некачественная очистка воды, а также активный сброс загрязненных тяжелыми металлами и химикатами сточных вод приводит к увеличению популяции сине-зеленых водорослей. Они негативно сказываются на здоровье населения, поэтому проблема является актуальной для современного общества. Научно обоснованная статья подтверждает эти данные. Тезисы:

• Главная причина увеличение сине-зеленых водорослей: сброс большого количества сточных вод, содержащих фосфаты.
• Механическая фильтрация сине-зеленых водорослей не является эффективным средством очищения. Они забивают фильтры, останавливают их работу.
• Озонирование и хлорирование, направленные на уничтожение биологической опасности, приводят к гибели водорослей и выбросу токсических веществ в воду.
• Воздействие токсинов на организм человека приводит к неврологическим нарушениям, заболеваниям пищеварительной системы и печени, также поражается кожа.

Химические эффекты, оказываемые на человека

В Китае проводилось исследование, оценивающее роль загрязненной воды в районе долголетия и смежном районе с населением, имеющим среднюю продолжительность жизни. Подбирались такие районы, которые имеют сходные климатические, экологические условия и приблизительно одинаково питаются. Результаты показали:

• Качество воды для обоих исследуемых зон было средним для зоны долголетия, и низким – для другой.
• Основные риски для здоровья были связаны с повышенным содержанием ионов хлора и наличием ионов мышьяка. Первые увеличивали уровень общего неканцерогенного, мышьяк способствовал повышению показателей канцерогенного риска.
• Уровень загрязнения воды в зоне, где не было долгожителей, был выше в 3,49 раз, чем в районе долголетия.
• Также исследование показало, что загрязнение воды было связано с сельскохозяйственной деятельностью и сточными водами.
• Было подтверждено, что чистота воды в районе долголетия выше, чем у населения со средней продолжительностью жизни.

Уровень содержания тяжелых металлов в воде играет большое значение, поэтому постоянно проводятся оценки потенциальных экологических рисков.

В Польше проводился анализ осадка сточных вод на станции очистки на содержание 7 тяжелых металлов. Определялись концентрации: кадмия, хрома, меди, ртути, никеля, свинца, и цинка.

Анализ проводили на разных этапах и способах очистки. Было обнаружено, что ил влияет на распространение металлов, а анаэробное сбраживание и обезвоживание наоборот уменьшают их подвижность. Для сельскохозяйственного предназначения концентрации всех металлов были в допустимых пределах, больше всего обнаружилось цинка и меди. Все образцы были умеренно или сильно загрязнены цинком, медью, кадмием, никелем, хромом. Из них только концентрации цинка, меди и никеля представляли экологическую опасность.

Отдельно стоит оценивать риски, оказываемые сточными водами на работниках этой сферы. В 2018 году проводилось исследование, оценивающее влияние на костную систему кадмия, содержащегося в сточных водах. Результаты:

• Концентрация кадмия, а также экскреция кальция были выше в группе испытуемых сотрудников, в сравнении с контрольной группой.
• Субъективная оценка боли в суставах и костях также показала повышенное количество жалоб среди работников, подвергшихся воздействию кадмия.
• Также сравнивались две группы курильщиков, так как курение – один из источников кадмия. Концентрации металла были выше среди курильщиков, работающих на очистительных станциях.
• Также обнаружилась взаимосвязь между генетической предрасположенностью к развитию остеопороза и влиянием кадмия на костную систему.
• Подтвердилась необходимость проведения пропаганды отказа от курения, так как оно увеличивает концентрацию кадмия.

Научный обзор на повышенное содержание фтора в питьевой воде

Большое количество внимания в изучении загрязнения воды уделяется тяжелым металлам, бактериям и вирусам. Фтор считается веществом, способствующим изменению цвета и разрушению зубов (при переизбытке его в воде). Однако отечественный научный обзор предоставил обширные данные разных исследований, доказывающих большую опасность данного элемента для здоровья человека. Тезисы из статьи:

• В 2007 году в Китае обнаружили влияние повышенной концентрации фтора на интеллектуальные способности детей. Группа детей, потребляющих фтор в меньших концентрациях имела более высокие показатели интеллекта и антропометрические размеры.
• В 2010 году было еще раз доказано влияние фтора на интеллект. Проведенное исследование обнаружило обратную связь: чем меньше была концентрация фтора в организме человека, тем выше был коэффициент интеллекта.
• Системный обзор и мета-анализ 2012 года подтвердил влияние высоких концентраций фтора в питьевой воде на развитие нервной системы у детей. В эксперименте на животных были доказаны разрушительные эффекты фтора на структуры головного мозга.
• Высокие концентрации фтора оказывают вредное влияние на морфологическое развитие костного аппарата человека. Исследования детей, потребляющих увеличенное количество фтора, подтвердили это предположение.
• Также было доказано, что элемент проникает через плаценту к плоду, где накапливается и вызывает следующие проблемы: ухудшение кровоснабжения, торможение развития костей, из-за чего они не достигают необходимых размеров.

Способы решения и риски, связанные с современным очищением

Постоянно проводятся исследования, направленные на разработку новых методов очищения воды, улучшенных и доступных экономически. В 2018 году проводился анализ инновационных систем борьбы с загрязненной водой, позволяющих уменьшить количество ила в очистительных системах. Результаты показали:

• Предварительная обработка ила экологически чистыми веществами (азотистой кислотой) позволяет увеличить количество метана, который является показателем активного очищения сточных вод.
• Также проводится предварительная обработка азотистой кислотой в комбинации с фентоном. Это дает синергический эффект и еще больше увеличивает концентрацию метана.
• Такой способ обработки уменьшает потребность в кислороде, поэтому дает дополнительную экономическую выгоду.

Следует отметить, что в сточных водах содержатся остатки лекарственных препаратов, которые активно взаимодействуют с бактериальными агентами во время очищения сточных вод. Это приводит к развитию устойчивости бактерий к различным химическим соединениям.

Так как для очистки воды используются биологические компоненты: специальный ил, особые бактериофаги, то их взаимодействие с препаратами, особенно, антибактериального ряда, приводит к ухудшению общей экологической ситуации и увеличению инфекций у людей, устойчивых к лечению. Эти данные подтверждаются исследованием влияния фармакологической трансформации на микробное биоразнообразие.

Проблема питьевой воды также зависит от индивидуального поведения человека. Ежедневно люди сливают в сточные воды различные химические средства: от простого мыла до специфических токсических чистящих средств. Однако осведомленность населения в мире очень низкая, что доказывают результаты мексиканского исследования:

• Опрашиваемые женщины ничего не знали о системе водоснабжения и очищения сточных вод в городе.
• Опрашиваемые не знали об опасности чистящих средств, попадающих в сточные воды.
• Женщины также не понимали рисков, связанных с токсинами, содержащимися в чистящих средствах.

Уменьшение загрязнения сточных вод химикатами, медицинскими препаратами и другими токсинами позволит системам очистки воды лучше справляться со своей задачей. Это улучшит санитарно-гигиеническое состояние питьевой воды во всем мире.

Автор материала: Елена Васильева, врач общей практики, специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: