Вода як чинник середовища

Вода - рідина без запаху, смаку і кольору, при замерзанні утворює лід. Одно з найбільш поширених з'єднань в природі. Входить до складу багатьох мінералів і гірських порід, усіх живих організмів (45 - 98%, у тому числі і в організмі людини близько 60% маси тіла), є присутнім в ґрунті. Особлива чистота потрібна у виробництві продуктів харчування, напівпровідників, люмінофорів, в ядерній техніці, хімічному аналізі та ін.

Як лікувальні застосовують природні води, що містять підвищену кількість мінеральних солей, гази, деякі хімічні елементи.

У сфері діяльності людини включені усі компоненти гідросфери. Значення води настільки багатогранне, унікальне і важко назвати сферу діяльності, де б вона не використовувалася.

Розпочнемо з того, що життя зародилося в океані. Живі організми природи приблизно на 2/3 складається з води, т. е. без води немає живого. Вода бере участь у фізіологічних процесах організму. Вона є універсальним розчинником газоподібних, рідких, твердих речовин. Вода бере участь в процесах окислення, проміжного обміну, травлення. Розчинні у воді мінеральні солі роблять вплив на підтримку найважливіших біологічних констант організму, осмотичного тиску, кислотно-лужної рівноваги.

Вода є учасником процесів : гідролізу жирів, гідролітичного і окислювального дезамінування амінокислот і інших реакцій проміжного обміну.

Без води неможливий фотосинтез, який здійснюється в зелених рослинах і лежить в основі біологічного кругообігу речовин на нашій планеті.

Вода на Землі виконує чотири дуже важливі екологічні функції:

– є найважливішою мінеральною сировиною.

– основним інструментом в механізмі вдосконалення взаємозв'язків усіх процесів в екосистемах (обмін речовин, тепла, зростання біомаси).

– є головним агентом-переносником глобальних біоенергетичних екологічних циклів.

– є основною частиною усіх живих організмів.

Вода має велике значення в стані здоров'я населення, і якість питної води, рекомендована для населення, нормується. Якщо тривалий час люди споживали маломінералізованої води, це призводило до розвитку епідемічних захворювань, таких як зоб.

Вода з підвищеною мінералізацією негативно впливає на секреторну функцію кишечника, порушує водно-сольову рівновагу в організмі, гірше угамовує спрагу.

Вода, з низькою мінералізацією, порушує водно-сольову рівновагу організму, в основі якого лежить підвищення виходу натрію в кров і перерозподіл води між позаклітинною і внутрішньоклітинною рідинами. Нижньою межею мінералізації, при якій підтримується гомеостаз організму, є сухий залишок 100 г/л., оптимальний рівень мінералізації складає 200 - 400 г/л.

Хімічний склад природних вод надзвичайно різноманітний і залежить від характеру і складу ґрунтів в цій місцевості. На земній кулі відмічені зони, де розвивається у населення сечокам'яна хвороба - райони Середньої Азії, Закавказзя. Причиною цього є підвищена жорсткість води, обумовлена високим вмістом кальцію і магнію. Жорстка вода робить негативний вплив на роботу бруньок і шлунку, оптимальний вміст кальцію у воді рекомендується 50 - 70 мг/л., але не нижче 25 мл/л. М'яка вода містить мало кальцію, магнію, ванадію, що виконують захисні функції відносно серцево-судинної системи. Підвищення змісту хлоридів у воді сприяє розвитку гіпертонічної хвороби.

Відома і інша епідемічна патологія флюороз - вживанням води з високим вмістом фтору, понад 1,5 мг./л. Флюороз характеризується своєрідною крапкою і бурим забарвленням зубної емалі. При тривалому споживанні води (10 - 30 років) з концентрацією фтору 10 мг./л. можуть виникнути зміни кістково-суглобового апарату, остеохондроз, кісткові відкладення на ребрах, деформація скелета.

Вода є переносником інфекційних захворювань, таких як дизентерія, холера, чума та ін.

Вода бере участь в утворенні структурних елементів тіла людини, потрібна для нормальної течії фізіологічних процесів.

В умовах кімнатної температури при роботі середньої тяжкості організм дорослої людини витрачає близько 2,5 - 3 л. води в добу. При важкій фізичній роботі в умовах жаркого клімату або в гарячих цехах втрата води організмом за рахунок посиленого потовиділення може вирости до 8 - 10 л. у добу.

Людський організм погано переносить обезводнення.

Втрата 1 - 1,5 л. води вже викликає необхідність відновлення водного балансу, сигналом для чого є відчуття спраги. Якщо втрата води не відновлюється, то в результаті порушення фізичних процесів - погіршується самопочуття, падає працездатність, а при високій температурі повітря порушується терморегуляція і може настати перегрівання організму. Втрата води у кількості 10% маси тіла приведе до помітного порушення обміну речовин.

Втрата води у кількості 15 - 20% маси тіла при температурі повітря зверху 300С є вже смертельною.

Втрата води у кількості 25% маси тіла смертельна і при нижчих температурах.

Навіть при температурі 24⁰С людина може перебувати у воді не більше 10 годин, при температурі 15⁰С не більше 3 - 4 години, при температурі 20 - 3⁰С не більше 10 - 15 хвилин.

Без води людина може прожити не більше 5 днів.

Людська цивілізація не може існувати без води, бо вода використовується людьми не лише для питва, а щоб забезпечити санітарно-гігієнічні і господарчо-побутові потреби.

Для задоволення більшості потреб людей потрібна не будь-яка вода, а прісна з вмістом солей до 1 р. на літр.

Незважаючи на величезні об'єми гідросфери, прісні води складають лише 3% від загального об'єму. Доступною для використання є лише невелика частина прісних вод, яка зосереджена в прісноводих озерах, водосховищах і підземних водоносних горизонтах.

Однією з гострих проблем на Землі є нестача чистої прісної води. У країнах, що розвиваються, від забруднення чистої води щорічно помирає близько 9 млн. чоловік. Вода піддається відходами життєдіяльності людини і відходами виробництва, т. до. вона грає роль розчинника в технологічних процесах і роль транспортного засобу. Воду використовують для змиву забруднень, видалення твердих відходів, для переміщення матеріалів, що утворюються в технології. Вода, вийшовши з технологічного циклу, містить забруднюючі речовини.

Створюючи комфортні умови існування, забезпечуючи соціально-культурні і виробничі потреби людини, природна вода зазнає зміни, перетворюючись після використання в рідкі відходи, стічні води.

За даними ВООЗ до 2010 року 2,5 млрд. чоловік на планеті відчуватимуть нестачу питної води.

В середньому у світі для побутового водопостачання в рік витрачається 30 м. води на одну людину, з яких близько 1 м. призначено для питва. Незважаючи на величезне споживання води для потреб промислових і сільськогосподарських, світових запасів води вистачало б для 20 - 25 млрд. людей. Проте водяна криза в найближчому майбутньому нам погрожує. І не тому, що води бракує, а тому, що людина забруднює її, робить непридатною не лише для питва, але і взагалі для життя усіх мешканців водойм і річок, зберегти і захистити воду від шкідливих дій - означає зберегти життя на Землі.

Людство щорічно споживає близько 4400 км³ води, з якої велика частина, - 3000 км³ використовується в сільському господарстві (зрошування земель). Світова промисловість за рік використовує - 1300 км³ або 1,3 трильйона тонн.

Найбільшим промисловим споживанням води є енергетика. Щоб забезпечити 1 кВт потужності потрібно від 1,2 до 1,6 млрд. тонн води. Виробництво 1 тонни сталі вимагає 20 т. води, паперу - 20 т., бавовняній тканині - 200 т., для виробництва звичайного персонального комп'ютера витрачається 25 т. води.

Місто з населенням 1 млрд. чоловік споживає в добу 0,5 - 1 млн. т. води, в середньому на кожного жителя доводиться 470 т. води в рік.

Дніпропетровському Міськводоканалу близько 140 років. Щорічно на кожному з 1767 км. трубопроводів трапляється не менше трьох поривів. За рік близько 4900 аварій. І це тільки ті, що виявлені і відремонтовані. А скільки насправді поривів і схованих під землею витоків не знає ніхто. Поки «підземне озеро» не стане наземним.

Реальні втрати води досягають 40 - 45%. Фахівці стверджують, що втрати 32% води для нашого міста є нормальними, т. е. дозволеною. Вода поступає в місто з двох водозабірних міських станцій - Ломовскої і Кайдакскої станції, яким більше 100 років, а деяке устаткування експлуатується 50 - 70 років.

Якість води формально перевіряється відповідальними службами як що «відповідає санітарним нормам».

Фактично - водоканал не може поміняти очисні фільтри, немає обігових коштів. Ми п'ємо «важку» воду, обтяжену практично усіма елементами періодичної таблиці. Плюс механічні домішки, надмірне хлорування води. Усі ці «добавки» реально фільтруються в наших організмах.

По поглядах ВООЗ до 80% усіх інфекційних захворювань людина отримує від неякісної води.

У природному стані у воді завжди містяться:

- розчинні гази і солі;

- зважені частинки.

Тому смак води з різних джерел різний.

Не всяка прісна вода може використовуватися людьми. До якості води висуваються певні вимоги залежно від галузей її використання. Найбільш жорсткими є вимоги до питної води і води у водоймах, які використовуються для розведення риби.

Органолептичні властивості води характеризуються компонентом таких показників: як прозорість, колір, запах і температура.

Вода з поганими органолептичними властивостями:

- неприємна для питва;

- гірше угамовує спрагу;

- викликає у людини уявлення про її непридатність.

Вода, використовувана населенням для питва і господарчо-побутових цілей повинна відповідати наступними гігієнічними вимогами :

- відповідати хорошим органолептичними властивостями: мати освіжаючу температуру, бути прозорою, безбарвною, не мати якого-небудь присмаку або запаху;

- бути придатною по своєму хімічному складу. Концентрація токсичних речовин не повинна перевищувати гранично допустиму, а для ряду нетоксичних речовин (сіль, залізо, карбонати та ін.) допустимі концентрації, які погіршують її органолептичні властивості;

- вода має бути безпечною в епідемічному відношенні. Не мати у своєму складі патогенних бактерій, вірусів та ін.

Якість води багато в чому залежить:

- від виду джерела;

- від його санітарного стану.

Відповідність якості води вододжерела гігієнічним вимогам встановлюють на основі:

- санітарно-топографічного обстеження вододжерела;

- даних лабораторного аналізу.

При санітарно-топографічному обстеженні обстежують територію, що оточує вододжерело з метою: виявлення об'єктів, що забруднюють грунт, огляду ґрунту, огляду вододжерела, його водозабірні пристрої і інше устаткування, визначення можливості проникнення забруднень, у воду джерела намічають місце відбору проб води для лабораторного аналізу.

Якщо джерела водопостачання не відповідають нормам, їх заздалегідь очищають. Водоочищення полягає в підвищенні якості води. Вона включає: очищення, пом'якшення, знесолювання (опріснення), нейтралізація, дегазація (дезактивація, дезінфекція).