Эльпинер Л.И.. Влияние водного фактора на формирование
реклама
Влияние ВОДНОГО ФАКТОРА НА ФОРМИРОВАНИЕ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА Изложены современные представления о роли водного фактора в формировании здоровья населения. Приведены научные сведения о влиянии химического и биологического состава используемых человеком вод на характер и уровень инфекционной, неинфекционной, паразитарной заболеваемости, генетических изменений. Рассмотрены новые оптимизационные подходы к оценке микроэлементного состава питьевых вод. Влияние внутриводоемных гидробиологических процессов на качество воды питьевых водоисточников. Изложены основы современных подходов к установлению нормативов качества воды, используемой человеком в питьевых, бытовых и рекреационных целях. С формировавшиеся в последней четверти текущего столетия экологические проблемы отличает острота наблюдающихся процессов и явлений, вызванных мощным антропогенным прессом на природные системы. Изменения, которые претерпевают природные ресурсы, вызваны сложным переплетением технико-экономических и социальных факторов, воздействие которых в итоге приводит к количественным и качественным трансформациям природных и техногенных экосистем [1]. В порядке реализации обратных связей эти изменения влекут за собой деформации факторов жизнеобеспечения человека как в природной среде его обитания, так и в социально-экономической сфере [2]. Обращаясь к представлениям классиков учения о биосфере и, прежде всего В.И. Вернадского [3], следует подчеркнуть, что для понимания современных представлений о ноосферогенезе важны оценки значимости сложного, антропогенно измененного, природного фона. Понятия о граничности допустимых пределов вмешательства в естественные природные процессы, заложенные в учение В.И. Вернадского, только сейчас осмысливаются в рамках природоведческих дисциплин. В этой ситуации развивается и такой важнейший раздел экологии, как экология человека. На острие его 6 Ë.È. Ýëüïèíåð*, д.м.н., профессор, главный научный сотрудник Института водных проблем РАН научных и практических построений оказалось учение о формировании здоровья человеческой популяции. Особое внимание вызывают экологически обусловленные причины отклонений физического развития, воспроизводства, адаптации и заболеваемости населения, вызывающие оправданную обеспокоенность как институтов управления обществом, так и специализированных служб здравоохранения. Возникла необходимость совершенствования знаний в этой области. Создаются новые теоретические основы профилактической деятельности на базе медико-экологических воззрений, обеспечивающих более глубокое понимание причинно-следственных связей механизмов жизнеобеспечения и формирования здоровья человеческого сообщества со средой его обитания. Заболеваемость различных групп этого сообщества выступает как функция нарушения этих механизмов, имеющая в своей основе дисбаланс меж– и внутривидовых взаимоотношений живых систем и абиотических образований различного уровня организации и сложности. Емкость такого подхода определяет роль, место и задачи современной профилактической медицины, выводя ее на платформу междисциплинарных научных подходов. Недооценка этого принципиального положения при обосновании профилактических мероприятий, в основном, лишь на уровне снижения интенсивности патогеноактивных факторов окружающей среды в зоне их прямого взаимодействия с организмом человека, во многом определила ограниченную эффективность разработанных мер и, как следствие, нарастающий характер заболеваемости, обусловленной усиливающимися антропогенными трансформациями природной среды, как инфекционными, трансмиссивными, так и неинфекционными болезнями. Для медико-экологического подхода к обоснованию профилактических мероприятий важно широкое понимание условий формирования здоровья популя- * Адрес для корреспонденции: elpiner@rambler.ru Л.И. Эльпинер // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ №3, март 2009 г. с. 6-10. ции и патологических его отклонений в связи с внутри– и внеорганизменными предпосылками. Последние своими корнями связаны с особенностями динамики среды обитания и более масштабными биосферными процессами, обусловливающими онто– и филогенетические эволюционные процессы, свойственные виду Ноmо Sарiеns и зависящие, как очевидно, от сложнейших генетических, биоэнергетических и биоритмических механизмов, развивающихся на социально-экономическом фоне и им корректируемых. Основы представлений такого рода, заложенные еще А.Л. Чижевским [4] и осмысленные В.И. Вернадским [3], могут послужить для разработки новых интересных концепций, которые позволили бы замкнуть в единое целое системы знаний об организме, популяции, биосферных и внебиосферных процессах. Мы еще плохо осведомлены (а точнее, вообще не осведомлены на уровне закономерностей), например, о передаче кодовой информации биологическим системам через такие биокосные тела, как вода. В то же время, современные представления о биологическом значении физической структуры воды позволяют делать весьма неожиданные гипотетические предположения, непосредственно касающиеся управления биологическими процессами не только на организменном, но и генетическом уровне [5]. Однако, обращаясь к сегодняшнему пониманию роли водного фактора в формировании и динамике среды обитания человека, приходится использовать лишь достаточно упрочившиеся положения. Говоря о роли водного фактора, следует прежде всего отметить, что его влияние на условия обитания человека необходимо рассматривать в контексте гидрологической и гидрогеологической обстановки в территориальном разрезе, определяемой количеством, качеством и режимом вод. Условия обитания человека имеют прямые и косвенные связи с каждой из этих составляющих[6]. Прежде всего это касается прямого патогенного воздействия вод в зависимости от их природного состава и антропогенных примесей [7, 8]. Совершенствование этой области знаний за последние 25 – 30 лет способствовало появлению принципиально новых представлений о роли химического состава питьевой воды. Это привело к изменению оценки вредности ряда содержащихся в ней веществ. Так, достаточно убедительные эпидемиологические и экспериментальные исследования заставили подходить к оценке природного (антропогенно неизмененного) минераль- Êëþ÷åâûå ñëîâà: водный фактор, здоровье населения ного состава питьевых вод прежде всего с токсикологических позиции, потеснивших ранее сформированный приоритет органолептических признаков вредности. Накопившиеся к настоящему времени отечественные и зарубежные данные свидетельствуют о связи ряда патологических состояний с длительным употреблением слишком «мягких» или слишком «жестких» питьевых вод, отличающихся, прежде всего, содержанием карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния. В первом случае речь идет, в основном, о сердечно-сосудистой патологии (гипертония), во втором – о патологии выделительной системы (уролитиаз, нефрозы), заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Показано, что воды с повышенным уровнем минерализации (выше 2 г/л) способны оказывать негативное влияние на развитие плода, течение и исход беременности, вызывать патологические изменения менструального цикла и т. п. [9]. В специальной литературе встречается все больше материалов, позволяющих связывать отсутствие негативных эффектов питьевых вод умеренной минерализации (200–500 мг/л) с наличием ионов кальция и магния. Последние рассматриваются как вещества, обладающие защитными свойствами по отношению к токсичным микроэлементам (например, кадмию) и макроэлементам (например, натрию), дающим, в частности, гипертензивный эффект [10]. Возникшие вопросы физиологической полноценности питьевой воды потребовали решения задач, связанных с установлением приемлемого диапазона ее солевого состава, оценки гигиенической значимости гидрохимических классов, роли соотношений макро- и микроэлементов. Именно в этой Научно-аналитические обзоры 7 связи впервые были сформулированы принципиальные представления об оптимальном солевом составе питьевой воды, включающие, кроме требований безвредности ее химического состава, критерии обеспечения оптимальных функциональных реакций организма с учетом процессов, протекающих на уровне клетки, отдельного органа или систем и организма в целом [11]. В этом плане представляют интерес новые оптимизационные подходы к оценке микроэлементного состава питьевых вод, в свете которых оценивается способность последних обеспечивать необходимый вклад в удовлетворение потребностей организма в том или ином биогенном микроэлементе [5]. Переход от современных подходов, ограничивающих лишь верхние, предельно допустимые концентрации тех или иных веществ в питьевой воде по органолептическим и токсикологическим признакам вредности, к оптимизационному подходу, оценивающему физиологическую (точнее, биологическую) полноценность воды, несомненно, отражает наиболее прогрессивные тенденции развития учения о питьевых водах. До недавнего времени такой подход касался лишь установления оптимального уровня содержания в питьевой воде фтора. Все эти данные заставляют по-новому оценивать природные условия формирования химического состава вод, используемых для хозяйственно-питьевых целей. Однако сейчас внимание специалистов в основном сосредоточено на антропогенных загрязнениях водоисточников, в первую очередь, определяющих остроту проблем водообеспсчения населения. С антропогенными неорганическими и органическими загрязнениями промышленного, 8 сельскохозяйственного, коммунально-бытового происхождения связывают возможности как специфического, так и неспецифического влияния вод на состояние здоровья человека. Причем последнее выражается в снижении защитных функций организма к воздействию иных: физических и биологических факторов, появлении аллергических состояний и т. п. Современные токсикологические исследования существенно расширили представления о связи ряда неинфекционных заболеваний, в том числе и онкологических, с загрязнением воды не только очевидными токсикантами и канцерогенами, но и веществами, присутствие которых ранее считалось лишь косвенным признаком ее загрязнения. Примером являются азотсодержащие соединения, превращающиеся в организме в канцерогенные N-нитрозоамины [12]. Сформировавшаяся проблема трансформации химических веществ, содержащихся в воде, оказалась весьма важной при оценке способов ее кондиционирования сильными окислителями. Установленные факты образования канцерогенных галогензамещенных углеводородов (тригалометаны) при хлорировании воды, содержащей природные и антропогенные органические соединения, заставляют сейчас разрабатывать и применять новые технологии водообработки [10]. Следует подчеркнуть, что проблема роста числа раковых заболеваний, несомненно, связана и с нарастающим загрязнением водных объектов органическими синтетическими веществами, в первую очередь, пестицидами.[13] Известные ранее данные о возможной роли водного фактора в возникновении инфекционных, прежде всего желудочно-кишечных заболеваний, дополнены сейчас данными, показыва ющими, что в силу ряда обстоятельств водный путь распространения инфекций неоднозначен на различных территориях, даже в пределах одного географического региона [14]. Сведения о водном факторе возникновения неинфекционных заболеваний пополняют новые отечественные и зарубежные исследования, показывающие, что такие гидробиологические процессы, как евтрофирование, т.е. «цветение» водоемов, вызванные интенсивным развитием ряда водорослей, главным образом сине-зеленых, сопровождаются выделением в воду ряда токсичных органических соединений, способных накапливаться в воде и в гидробионтах и вызывать при ее употреблении болезнетворные эффекты. Эти данные углубляют представления о недоброкачественности вод евтро- Л.И. Эльпинер // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ №3, март 2009 г. с. 6-10. фированных водоемов. Ранее они ограничивались сведениями об их низких органолептических свойствах (запахе, цветности), проявляющихся при обработке воды на водопроводных станциях. Следует отметить, что пусковые механизмы евтрофикации вод связаны с избыточным поступлением биогенных элементов (азота и фосфора), имеющим антропогенный генезис. Сведения о токсичности воды евтрофированных водоемов придают особое значение гидробиологическим прогнозам этих процессов, открывая пути их новой, медикоэкологической интерпретации. Сегодня при разработке критериев качества воды питьевых водоисточников еще не учитываются сложные процессы накопления вредных веществ в пищевых цепочках внутриводоемных экосистем. Тем не менее, уже достаточно данных, показывающих, что на каждом последующем пищевом (трофическом) уровне (например, микроорганизмы → простейшие → моллюски → рыбы) концентрация этих веществ способна повышаться на 1–2 порядка. Естественное отмирание представителей водных биоценозов сопровождается переходом в воду накопленных вредных соединений, в ряде случаев разрушенных, а в ряде случаев изменивших свою структуру и ставших более токсичными [12]. Все эти процессы позволяют оценивать с медико-экологических позиций состояние экосистем, определяющих самоочищение воды. До сих пор речь шла о возможностях оценки с медико-экологических позиций внутриводоемных природных процессов. Аналогичные возможности имеются и применительно к экосистемам суши, находящимся, как известно, в теснейшей связи с состоянием водных ресурсов на той или иной территории. Животный и растительный мир среды обитания человека, включающий представителей дикой и окультуренной природы, не только определяет степень и характер пищевого и сырьевого обеспечения за счет развития сельскохозяйственного производства, создания благоприятных природных, климатических, эстетических условий жизни, но и способен оказывать влияние на состояние здоровья человека. Помимо известных благоприятных воздействий растительности на газовый и ионный состав воздуха, мы имеем в виду связи ряда зоонозных заболеваний человека с природными условиями обитания их возбудителей и переносчиков, особенно членистоногих. Здесь наблюдается как прямое, так и косвенное влияние водного фактора. В одних случаях водоемы являются местом развития и размножения насекомых, местом обитания промежуточных хозяев некоторых гельминтов (рыбы, моллюски), в других – определяют характер растительности на побережьях, воздействуя на условия обитания природных хранителей и переносчиков возбудителей трансмиссивных заболеваний. Изменения водности территории влияют на эту природную среду, изменяя растительные сообщества, улучшая или ухудшая эти условия. Эти изменения наступают и в связи с хозяйственным освоением территории, обычно сопровождающим ее водохозяйственное устройство. Примером является наблюдаемое расширение участков обитания клещей (природных депо вирусов-возбудителей энцефалита) за счет их продвижения вдоль строящихся дорог [15]. Говоря о влиянии водного фактора на состояние здоровья населения, сегодня уже нельзя не учитывать серьезных научных исследований, свидетельствующих о связях качества вод, используемых для орошения, водопоя скота, разведения водоплавающей птицы с биологической полноценностью и качеством получаемой сельскохозяйственной продукции. С медико-экологических позиций эти вопросы приходится, прежде всего, рассматривать в свете данных о циркуляции токсичных веществ в агроэкосистемах [16]. Здесь имеется в виду переход этих веществ из водной среды в сельскохозяйственные растения, в организм сельскохозяйственных животных (непосредственно при водопое или через корм), а далее и к человеку при потреблении растительных, мясных и молочных продуктов. Заключение И зложенные данные отражают значимость функционального состояния экосистем воды и суши в формировании патогенных проявлений водного фак- Научно-аналитические обзоры 9 тора. Не менее существенными оказываются и абиотические причины этих проявлений, отражающиеся на химизме природных вод, используемых человеком. Однако на первое место в число причин, определяющих и функции экосистем, и состав используемых человеком вод, сегодня следует вынести антропогенные факторы. Прежде всего, речь при этом идет о сбросе в водоемы неочищенных или недоочищенных сточных вод, а также вод склонового стока, смывающих в водные объекты поверхностные загрязнения с поверхности земли. Однако это отдельная проблема, требующая специального рассмотрения. Литература 1. Гирусов Э. В. Система общество–природа.–М.Наука, 1976.–С. 166. 2. Прохоров Б. Б. //Экология человека: основные проблемы.–М., 1988. – С. 131– 138. 3. Вернадский В. И. Живое вещество.–М. 1976.–С. 358. 4. Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь.–М., 1976.–С. 367. 5. Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Кирьянова Л.Ф., Севостьянова Е.М., Рыжова И.Н. Итоги и перспективы научных исследований в области питьевого водоснабжения./ В кн. Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды. – М., 2001, С. 97-105 6. Авцын А. П. Введение в географическую патологию.–М. Медгиз, 1972. – С. 382. 7. Руководство по обеспечению качества питьевой воды. Третье издание. Том 1., Женева, 2004 г. 8. Руководство по оценке риска здоровья населения при воздействии химических веществ загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04, утв.05.03.04. – М: Федеральный Центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. 2004. 143 с. 9. Объедкова Г. Ю. Изучение влияния воды повышенной минерализации на репродуктивную функцию женского организма и обоснование системы мероприятий по предупреждению ее вредного воздействия: Автореф. дис.канд. мед. наук. – Саратов, 1983. 10. Эльпинер Л. И., Васильев В. С. Проблемы питьевого водоснабжения в США. – М. Наука, 1983.–С. 167. 11. Эльпинер Л.И., Бокина А.И., Шафиров Ю.Б. Гигиеническая оценка воды, опресненной эвапорацией. // Гигиена и санитария, 1969, №6., с. 25-29 12. Красовский Г. Н., Эльпинер Л. И., Бейм. А. М. и др. Экологические аспекты современной гигиены воды.// Водные ресурсы. – 1982. – № 2. – С. 3–19. 13. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / под. ред. Рахманина Ю.А., Онищенко Г.Г. – М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002. – 408 с. 14.Черкасский Б. Л. Преобразования природы и здоровье человека. – М.Медгиз, 1981. – 175 С. 15. Павловский Е. Н. Природная очаговость трансмиссивных болезней в связи с ландшафтной эпидемиологией зооантропонозов.– М.; Л., 1964. – С. 387. 16. Безднина С.Я. Качество воды для орошения. Принципы и методы оценки., М., Изд.во «Рома», 1997, 185 с. L.I. Elpiner EFFECT OF WATER FACTOR ON HUMAN HEALTH STATUS T he current ideas on the role of water factor in developing population health status are outlined. The scientific findings on effects of chemical and biological composition of water used are provided from the viewpoint of the character and the level of contagious, non-contagious 10 and parasitic disease morbidity as well as the rate of abnormal genetic conditions. The new optimization approach to evaluate microelement composition in drinking water is examined. The impact of inherent hydrobiological processes on water quality in intake reservoirs is analyzed. The basis of modern approach to setting forth standards on water quality to be used for drinking, communal or recreational purposes is reviewed. Keywords: water factor, population health status Л.И. Эльпинер // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ №3, март 2009 г. с. 6-10.
