Текст книги "Гигиена. Конспект лекций"

2. Процессы самоочищения, эпидемиология почвы

Живые организмы почвы представлены в основном микробами. Общее число их достигает 2 млрд на 1 г почвы. Среди них есть грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают простейшие животные, личинки и куколки мух, насекомых и др.

Микроорганизмы играют исключительно важную роль в процессах самоочищения почвы, т. е. в процессах превращения органических веществ в неорганические соединения. Процессы разложения и минерализации органических веществ в почве могут протекать под влиянием бактерий как аэробно, так и анаэробно – без доступа кислорода. В гигиеническом отношении аэробный процесс более благоприятен, так как он протекает без образования дурнопахнущих и вредных веществ аммиака, сероводорода, метана, индола, скатола, метилмеркаптана и др.

Одни бактерии для своего развития могут использовать белки, другие – минеральные соединения, третьи (нитрофикаторы) окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов. Ряд бактерий (железобактерии) превращают соли закиси железа в гидрат окиси, серобактерии окисляют соединения серы в соли серной и сернистой кислот (сульфаты, сульфиты). Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ, а в конечном итоге образуется новое, устойчивое, безопасное в санитарном отношении вещество – гумус.

Лекция 11. Геохимическое и токсикологическое значение почвы

1. Санитарная охрана почвы

Почва имеет большое эпидемиологическое значение. В ней могут находиться и передаваться человеку возбудители многих инфекционных заболеваний, а также яйца и личинки гельминтов. Чистая, незагрязненная почва является неблагоприятной средой для патогенных бесспоровых микробов. Вместе с тем в почве, особенно загрязненной органическими веществами, они длительно сохраняют жизнеспособность. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии – до 100 дней, вирусы полиомиелита, ЕСНО, Коксаки – до 150 дней, яйца аскарид – до 1 г. Возбудители газовой гангрены, столбняка, ряда пищевых токсикоинфекций являются постоянными обитателями почвы. Споры сибирской язвы способны сохранять жизнеспособность десятки лет. Особенно важна роль почвы в распространении аскаридоза и трихоцефалеза. В ней созревают яйца до инвазивной стадии, затем они заносятся в организм с загрязненными почвой овощами, водой и почвенной пылью, переносятся мухами.

Большую роль играет почва и в распространении биогельминтов – свиного и бычьего цепня. Из кишечника зараженного человека их яйца попадают в почву, а затем в корм крупного рогатого скота или свиней. В организме животных яйца этих паразитов превращаются в личинок, которые локализуются в мускулатуре животных, а затем с мясом вновь попадают к человеку.

2. Эпидемиологическое значение почвы

Химические элементы на земном шаре распределены неравномерно, что обусловлено в первую очередь особенностями геологических и почвообразовательных факторов. В тех или иных районах отмечается недостаток или избыток содержания в почве таких микроэлементов, как йод, кобальт, фтор, молибден, марганец, цинк, бор, стронций, селен и др. Недостаток или избыток микроэлементов отражается на химическом составе воды и многих растений. А это в свою очередь может привести к развитию у животных и человека специфических заболеваний, известных как геохимические эндемии. Чаще всего они характеризуются нарушениями обмена: флюороз, эндемический зоб, молебденоз (эндемическая подагра), поражение нервной системы при избытке свинца, хондро– и остеодистрофии при избытке стронция, нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта и печени при избытке селена.

3. Роль микроэлементов в почве

Внесение в почву огромного количества химических удобрений, пестицидов, промышленных отходов способствует образованию искусственных геохимических провинций с измененными составом и свойствами почвы. При чрезмерном и длительном загрязнении в почве могут накапливаться такие вредные для здоровья вещества, как ртуть, свинец, мышьяк, фтор, ядохимикаты и другие, представляющие реальную опасность прямого и косвенного влияния на организм человека.

Одним из важных показателей степени загрязненности почвы является санитарное число, представляющее собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. В процессе самоочищения почвы любого типа количество азота гумуса увеличивается и, следовательно, санитарное число возрастает, приближаясь к единице. О степени загрязнения почвы можно судить по коли-титру, титру анаэробов, наличию яиц гельминтов, числу личинок и куколок синантропных мух.

Санитарная охрана почвы относится к числу важнейших гигиенических задач санитарно-эпидемиологической службы.

К числу основных мероприятий по санитарной охране почвы можно отнести:

• законодательные, организационные и административные мероприятия;

• технологические мероприятия, направленные на создание безотходных и малоотходных технологических схем производства, уменьшающих и снижающих до минимума образование отходов, совершенствование технологии обезвреживания отходов;

• санитарно-технические мероприятия по сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации отходов, загрязняющих почву;

• планировочные мероприятия, касающиеся научного обоснования и соблюдения величин санитарно-защитных зон между очистными сооружениями и жилыми зданиями, местами водозабора, выбора схем движения автотранспорта, выбора земельных участков под очистные сооружения;

• разработка гигиенических нормативов для оценки санитарного состояния почвы при поступлении в нее органических, биологических (патогенных и условно-патогенных вирусов, бактерий, простейших, яиц гельминтов) и химических (пестицидов, тяжелых металлов и др.) загрязнителей.

Лекция 12. Значение воды

1. Вода как фактор окружающей среды

Вода является важнейшим фактором окружающей среды, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, работоспособность и заболеваемость. Вода входит в состав почвы, многих минеральных и горных пород, содержится в воздухе в виде водяных паров. Вода находится в непрерывном движении. Круговорот воды связывает все части гидросферы воедино, образуя в целом замкнутую систему: океан-атмосфера-суша.

Климат и погода всех регионов земного шара во многом определяются наличием водных пространств и водяного пара в атмосфере. Участие воды в формировании климата осуществляется за счет ее высокой теплоемкости. На больших пространствах Земли, занятых водой аккумулируется тепловая энергия, которая постепенно отдается в окружающую среду. Это способствует смягчению климата в приморских районах и по сезонам.

Вместе с другими факторами вода формирует поверхность Земли, разрушает горные породы, создает почву, меняет ландшафт.

С древних времен и по настоящее время вода широко используется человеком для хозяйственных нужд.

Вода представляет собой простейшее устойчивое химическое соединение кислорода с водородом и легко вступает в реакцию со многими химическими элементами. Она является лучшим растворителем для большинства соединений и необходима почти для всех химических реакций. В природных условиях в чистом виде почти не встречается. В воде находятся такие элементы, как натрий, кальций, магний, углерод, сера, азот, кислород, водород и др. Природные воды содержат также в незначительном количестве цинк, свинец, молибден, мышьяк, фтор, йод и др. микроэлементы.

Вода является инертным растворителем, не изменяющимся под воздействием тех веществ, которые она растворяет. Поэтому вещества, необходимые для организма, будучи растворены в воде, попадают в него почти в неизменном виде.

2. Физиологическое значение воды

Взрослый организм человека содержит 66–70 % воды, из них 3,5 л приходятся на плазму крови, 10,5 л – на лимфу и внеклеточную жидкость. Обмен веществ возможен только при условии полного растворения продуктов, поступающих в организм, и продуктов обмена. Растворителем для них является вода. В ней растворены минеральные соли, создающие определенное осмотическое давление в крови и тканях. Вода способствует сохранению коллоидного состояния живой плазмы. Водная среда необходима для пищеварения в желудочно-кишечном тракте.

Тепловой баланс организма зависит от наличия воды, так как вода, выделяемая потовыми железами, кожными покровами, слизистыми оболочками и дыхательными путями, участвует в процессе терморегуляции. Слезы, состоящие на 99 % из воды, увлажняя глаза, удаляют с их поверхности пыль. С водой выделяются из организма различные шлаки, образующиеся в результате обмена веществ.

Если содержание воды в организме человека уменьшится на 1–2 %, появляется жажда, на 5 % присоединяются помрачнение сознания, галлюцинации. При потере 20–25 % воды наступает смерть.

Вода поступает в организм с пищей (600–900 мл) и при питье (1,5 л). Суточная потребность человека в воде 2,2–2,5 л. Вода выделяется из организма: через почки (1,5 л), с потом (400–600 мл), при дыхании (350–400 мл), с калом (100–150 мл).

3. Гигиеническое значение воды

Гигиеническое значение воды велико. Она используется для поддержания в надлежащем санитарном состоянии тела человека, предметов обихода, жилища и прочего, оказывает благоприятное влияние на климатические условия, условия отдыха населения, на уровень культуры и быта. Минеральные воды используются для бальнеологических целей. Огромное количество воды расходуется на технические и хозяйственно-бытовые цели.

Лекция 13. Минеральный состав воды. Роль воды в возникновении заболеваний

1. Природные воды по содержанию ионов. Жесткость воды

Минеральный состав воды с давних пор привлекал к себе внимание в связи с распространенными заболеваниями неинфекционной природы.

По содержанию ионов природные воды делятся на:

• пресные (минерализация не превышает 1 г/л);

• минерализованные (от 1 до 50 г/л);

• рассолы (свыше 50 г/л).

У населения, постоянно пользующегося минерализованной водой (1,5–3 г/л сухого остатка), отмечена повышенная гидрофильность тканей, задержка организмом выпитой воды, снижение диуреза на 30–60 %. Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, хуже утоляет жажду. Исследования показали, что избыточное поступление с водой хлоридов, особенно хлоридов натрия, вызывает угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение кровяного давления.

Высокое содержание в питьевой воде сульфатов обуславливает нарушение водно-солевого обмена, вызывают диспепсические явления – от легкого послабления до выраженного.

Нижним пределом минерализации, при котором поддерживается гомеостаз организма, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации соответствует 200–400 мг/л. При этом содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния – 10 мг/л.

Суммарное содержание кальция и магния определяет величину жесткости воды. Жесткая вода мало пригодна для хозяйственно-бытовых нужд, в ней плохо развариваются мясо, овощи и бобовые. Имеются данные о неблагоприятном влиянии жестких вод на здоровье населения, например, повышенная жесткость воды является этиологическим фактором в развитии мочекаменной болезни.

Принят норматив жесткости питьевой воды на уровне 7 ммоль/л.

2. Микроэлементы, поступающие в организм с водой

Питьевая вода покрывает от 1 до 10 % суточной потребности в таких микроэлементах как йод, железо, цинк, магний, молибден, кобальт, и лишь для фтора и стронция является основным источником поступления в организм.

Фтор принадлежит к важным биогенным элементам, участвует в минеральном обмене веществ организма, играет большую роль в образовании твердых составных частей костной ткани скелета и особенно зубов. При избыточном содержании фтора в воде возникает эндемический флюороз, поражающий население районов, эндемичных по фтору. Ранний признак флюороза – появление коричневых пятен на эмали зубов, затем поражается дентин, зубы становятся хрупкими и легко разрушаются. Поражение зубов и костей скелета происходит при концентрации фтора более 2 мг/л.

При пониженном содержании в питьевой воде фтора (0,5–0,6 мг/л) разрушается зубная эмаль, зубы утрачивают прочность, поражаются кариесом. Оптимальная концентрация фтора в питьевой воде – 0,7–1 мг/л.

Йод важнейший галоген, обладающий многими специфическими свойствами. Биогенные свойства йода в организме проявляются в различных биохимических процессах, в частности под его влиянием усиливаются окислительные процессы, изменяется течение ферментативных процессов. В организме основная часть йода сосредоточена в щитовидной железе и мышцах.

У населения, проживающего в биогеохимической провинции с недостаточным содержанием йода в почве и воде, наблюдается развитие гипофункции щитовидной железы, ее компенсаторное увеличение. Заболевание называется эндемический зоб. В более тяжелых случаях происходит задержка роста, физического и умственного развития, расстройство координации движений, косноязычие, глухонемота, психическая отсталость, т. е. наступает кретинизм. Необходимая суточная норма йода для человека 200–220 мкг. С водой в нормальных условиях, как правило, поступает в организм около 120 мкг.

В биогеохимических провинциях с повышенным содержанием стронция в водах у детей выявляются нарушения развития костной ткани, проявляющиеся в задержке развития зубов, удлинении сроков заращения родничков; при тяжелых случаях отмечаются изменения в тазобедренных суставах, искривления позвоночника. Ранним признаком является короткопалость с симметрично деформированными и утолщенными суставами. Заболевание получило название уродской болезни или Кашина-бека. Патология объясняется конкурентными отношениями стронция и кальция в организме.

В результате вымывания из геологических структур с залежами селитры может образовываться в воде повышенное содержание нитратов. Нитраты могут поступать с промышленными сточными водами, с сельскохозяйственными стоками. При поступлении нитратов в организм в повышенных количествах развивается эндемическое заболевание – нитратная метгемоглобинемия, возникает гемическая гипоксия с соответствующими проявлениями. В большей степени этому заболеванию подвержены дети раннего грудного возраста.

3. Роль воды в возникновении заболеваний

Водным путем могут передаваться возбудители многих заболеваний, наиболее часто – кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии). Установлена роль водного фактора в распространении вирусов возбудителей гепатита, полиомиелита, энтеровирусов и в меньшей степени аденовирусов.

Определенную роль играет водный фактор в распространении некоторых зоонозов – желтушного лептоспироза (болезнь Васильева-Вейля) и безжелтушного лептоспироза, туляремии, причиной которых является заражение природных водоисточников выделениями зараженных грызунов или продуктами разложения их трупов. Описаны случаи заражения лихорадкой Ку, сапом, туберкулезом, бруцеллезом через воду, хотя это не является типичным. Через воду могут передаваться патогенные простейшие – возбудители амебной дизентерии и гельминты.

Отмечена роль воды в передаче патогенных грибов, в частности возбудителей эпидермофитии.

Лекция 14. Источники водоснабжения

1. Классификация источников водоснабжения. Открытые водоемы

Для водоснабжения могут быть использованы:

• открытые водоемы;

• подземные воды;

• атмосферные воды.

Открытые водоемы делятся на:

• естественные (реки, озера);

• искусственные (водохранилища, каналы).

Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая соприкасается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает условия для развития водной флоры и фауны, активного течения процессов самоочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами.

Речные воды характеризуются большим количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью. Реки наиболее часто используются с целью водоснабжения.

Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы. На дне образуются значительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Эти водоисточники менее пригодны для питьевых целей, так как значительно подвержены загрязнению и обладают слабовыраженной способностью самоочищения. Эти воды небезопасны в эпидемиологическом отношении.

Искусственные водохранилища создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотток. Большое значение на качество воды в водохранилище оказывает санитарная подготовка его дна.

Открытые водоемы характеризуются непостоянством химического и бактериального состава, резко меняющегося в зависимости от сезона года и атмосферных осадков. Воды отличаются небольшим содержанием солей и значительным количеством взвешенных и коллоидных веществ.

При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов. Эти биологические организмы называются сапробными (sapros, гнилостный). Различают четыре степени сапрости водоемов или зон.

Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процессами. Окислительные процессы отсутствуют. Флора и фауна крайне бедны. Происходит интенсивное размножение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл.

а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды приближается к предыдущей, условия разложения белка в значительной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Количество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветковые растения редки, но имеются водоросли и простейшие. в-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительными, и поэтому вода не загнивает. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десятками тысяч. Появляются инфузории, рыбы.

Олигосапробная зона характеризуется практически чистой водой. В воде отсутствуют процессы восстановления, органические вещества полностью минерализованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1 тыс. в 1 мл. Флора и фауна разнообразна.

2. Подземные воды

Подземные воды образуются за счет фильтрации атмосферных осадков через почву.

Почвенные воды (поверхностные или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко загрязняются, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует.

Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху, и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды образуются за счет просачивания атмосферных осадков. Они отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободными от микроорганизмов. Глубина их залегания от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источниками водоснабжения в сельской местности. Забор воды производится с помощью колодцев.

Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под давлением. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Вследствие глубокого залегания межпластовые воды имеют устойчивые физические свойства и химический состав. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на поверхность в виде восходящих ключей или родников.

Наиболее предпочтительным источником являются межпластовые артезианские воды, так как они настолько чисты, что не нуждаются в мероприятиях по очистке и обеззараживанию.

Лекция 15. Системы водоснабжения, их санитарно-гигиеническая характеристика

1. Разновидности систем водоснабжения

Используются две системы водоснабжения:

• централизованная, при которой вода подается в жилые дома, учреждения, предприятия и т. д.;

• децентрализованная (местная), при которой потребитель сам берет воду непосредственно из водоисточника.

Централизованное водоснабжение из подземных водоисточников водопроводом организуется для поселков городского типа, небольших городов и населенных пунктов. Преимущество водопроводов из подземного водоисточника заключается в том, что отпадает необходимость подвергать воду очистке и обеззараживанию, если воды отвечают требованиям ГОСТа «Вода питьевая». При этом водопровод состоит из скважины, насосов первого подъема, поднимающих воду в водосборный резервуар, насоса второго подъема, который выкачивает воду из сборного резервуара и подает ее в разводящую сеть. По ходу разводящей сети устанавливают водонапорный резервуар.

Скважины представляют собой вертикальные каналы, доходящие до водоносного слоя. Из водоносного горизонта поступает вода в приемную часть скважины, снабженную фильтром. Он задерживает частицы породы из водоносного пласта.

Из артезианских скважин воду собирают в подземных резервуарах запасной воды, которые должны быть устроены в соответствии с гигиеническими требованиями.

Горизонтальные водозаборы состоят из водоприемной части, получающей воду из водоносного горизонта, отводящей части – для отвода самотеком воды в водосборный колодец и насосной станции.

Вода при использовании водовода, основанного на горизонтальном водозаборе, менее надежна в санитарном и эпидемиологическом отношении.

Каптажные устройства применяют для захвата подземных вод, выходящих на поверхность в виде родников. Забор воды из восходящего родника производится через дно каптажной камеры, из нисходящего – через отверстие в стене камеры. Прием воды в камеру должен быть оборудован фильтром.

Камера должна быть защищена от поверхностных загрязнений.

Централизованное водоснабжение из открытых водоемов организуется из:

• водозаборных сооружений;

• сооружения для улучшения качества воды;

• распределительной сети.

Для забора воды из открытого водоема пользуются специальным приемником. Приемник может быть устроен в виде берегового колодца или ковша. Далее при помощи насосов первого подъема вода подается на очистные сооружения, где улучшаются ее свойства.