Текст книги "Вода, которую мы пьем"
Автор книги: Михаил Ахманов
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 10 страниц) [доступный отрывок для чтения: 4 страниц]
Сточные воды
Эту главу я хочу закончить разговором о сточных водах. Они не относятся ни к пресным, ни к соленым. Их можно разделить на два вида: первые поступают из городских квартир, из городской канализации, вторые – с промышленных предприятий. В водах первого типа присутствуют фекалии, моча, бумага, мыло, остатки пищи. Все это оседает в водоотстойниках, перегнивает на специальных площадках и не наносит вреда ни нам, ни природе. Кроме этого, в сточных водах имеются элементы, с которыми естественным процессам очистки не совладать: поверхностно-активные вещества; микробы и вирусы; лекарства.
Мы принимаем массу лекарств, но далеко не все из них полностью усваиваются организмом. Остатки выводятся через желудочно-кишечный тракт и почки и попадают в результате в сточные воды. Антибиотики и анальгетики, противозачаточные средства, средства от ожирения, стероидные гормоны – и т. д. и т. п. Пока трудно предсказать последствия этого вида загрязнения. Возможно, сейчас он еще не особенно опасен для человека. Но что может случиться через какое-то время, например, при контакте антибиотиков с болезнетворными бактериями? То ли антибиотики окажутся сильнее, то ли возникнут штаммы, устойчивые к антибиотикам. Последнее сулит нам большие неприятности…
Не будем, однако, гадать и поговорим о сточных водах предприятий. Разумеется, мы не можем отказаться от химических и целлюлозно-бумажных комбинатов, гальванических цехов, металлургических и машиностроительных заводов, атомных электростанций и всего остального, что насыщает воды тяжелыми металлами, вредной химией и даже радиоактивными изотопами. Но кое о чем мы должны иметь понятия, чтобы, с одной стороны, не предаваться панике, а с другой – соблюдать необходимую осторожность. Перечислю эти сведения по пунктам.
1. В настоящий момент человечеству известны десятки тысяч химических соединений. [11]11
Около ста тысяч или более; существуют оценки, поднимающие эту цифру до трехсот-пятисот тысяч и даже до миллиона.
[Закрыть]Попадая в воду, эти вещества претерпевают различные изменения: разлагаются, вступают в реакции друг с другом, с хлором или озоном, которыми обеззараживают воду, и в результате могут получиться новые модификации, ранее неизвестные науке. Сравнительно немногие из этого огромного количества соединений исследованы столь досконально, что можно сделать вывод об их нейтральности или, наоборот, о вредном влиянии на организм человека и животных; для этих веществ нет ПДК. Правда, самые опасные все же исследованы, и о них мы поговорим в главе 3.
2. Не надо думать, что нам в водопровод подают сточные воды. Очистка сточных вод и приготовление воды, поступающей в наши квартиры, – два разных процесса, осуществляемых государственными унитарными предприятиями «Водоканал», которые есть в любом городе. Сточные воды очищают на особых станциях аэрации [10], где они фильтруются, отстаиваются, насыщаются кислородом и лишь затем поступают в природные водоемы, а отстой (сухое вещество) утилизируется. Есть разные способы утилизации: зарыть в землю, сбросить в океан, переправить на территорию другого государства или переработать на специальной фабрике. Очищенные от сухого остатка сточные воды не хлорируют, во всяком случае у нас. Причина проста: да, в этой воде много болезнетворных бактерий и вирусов, но если убить их хлором, то хлор в чудовищном количестве поступит в водоемы, а это много хуже, чем бактерии. С ними природа уживается, а с хлором и его соединениями – нет. Отравляется рыба, животные и человек.
Очищенные сточные воды, конечно, содержат вредные вещества, но после попадания в обширные природные водоемы концентрация этих веществ нередко разбавляется до ничтожных величин, которые нельзя обнаружить точнейшими методами анализа. Сразу добавлю, что так происходит не везде и не всегда: например, в Ладожском озере и Неве ситуация сравнительно благополучна, а вот Рейн или Волга – совсем иной разговор.
Из природных водоемов вода берется для бытового потребления (самое важное – для питья и приготовления пищи). Это совсем другая операция, не связанная с очисткой сточных вод. Этим занимаются станции водозабора и водоподготовки «Водоканала». Вода проходит необходимые стадии очистки, хлорируется или фторируется, а затем поступает в водопроводную сеть. Возможны опасности: некачественная очистка, ржавые водопроводные трубы, залповый несанкционированный сброс каким-нибудь предприятием промышленных отходов.
3. Однако человек вынослив. Наш организм способен справиться с ядовитыми веществами, если они не поступают в слишком больших дозах или в малых, но постоянно. Если в реке, откуда осуществляют водозабор, водится рыба, то ситуация еще не смертельная, а если в водоеме появились бобры, очень чувствительные к качеству воды, дела вообще обстоят прекрасно. Ну а если осетры поплыли кверху брюхом, это уже криминал. Спасет ли бытовой фильтр? Сильно сомневаюсь.
4. Реки и озера обладают свойством самоочищаться. Это исключительно мощный природный механизм. Однако успокаиваться нельзя. Следите за вашей питьевой водой и, если что не так – бейте тревогу!
После двух мировых войн на дне Балтийского моря затоплена масса немецкого оружия, бомбы, взрывчатые вещества, баллоны с боевым ОВ – ипритом. Что происходит с этими «дарами» прошлого сейчас, спустя десятилетия? В журнале «Экологическая химия» я ознакомился со статьями специалистов, регулярно исследующих район захоронений. Корпуса контейнеров и бомб ржавеют, образовавшиеся в результате этого вредные химические соединения просачиваются в придонные воды, а главное – иприт! Но, оказывается, есть микроорганизмы, которые «кушают» иприт и переводят его в безопасные для живых организмов соединения. Вот если все бомбы и контейнеры рассыплются разом и произойдет залповый выброс отравы, тогда эти бактерии могут погибнуть.
Впрочем, никто не знает, что тогда случится. Мы можем быть уверены лишь в одном: жернова природы вращаются медленно, но верно, и, если ее не напрягать, она нас простит и спасет.
Глава 3
Питьевая вода
Запрещаются сброс в водные объекты и захоронение в них производственных, бытовых и других отходов.
Водный кодекс РФ, статья 96
Сброс сточных вод, содержащих токсичные вещества, в водные объекты допускается только после их очистки в установленном порядке.
Водный кодекс РФ, статья 104
Чем грозит заражение питьевой воды
Начну с того, что чистая водаи питьевая вода– отнюдь не синонимы. Чистая вода, в отличие от воды питьевой, неопределенный термин, и мы его далее использовать не будем. Почему? Потому, что для химика «чистая вода» – дистиллят; для рыболова – та, в которой водится рыба; для микробиолога – та, в которой могут обитать хотя бы бактерии, а для производственника – та, которая годится, скажем, для флотации полезных ископаемых. С питьевой водой проще: она должна отвечать стандартам.
Существует несколько стандартов на питьевую воду, и мы коснемся четырех наиболее важных: российского стандарта, определяемого соответствующими ГОСТами [1], [12]12
ГОСТ на питьевую воду действует с 1982 г., в настоящий момент дополнен другим, более обширным документом – Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.1.4.550-96 «Питьевая вода». Но для того чтобы дать читателю понятие о загрязнениях, которые могут присутствовать в питьевой воде, эти ГОСТы вполне подходят – тем более что население России и Советского Союза жило при этих ГОСТах много лет. Научные публикации 1997–2001 гг., которые я в дальнейшем буду анализировать, также ссылаются на эти ГОСТы.
[Закрыть]стандарта ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), стандарта США и стандарта стран Европейского союза (ЕС). Три последних стандарта приведены в книге [17], благодаря которой мы можем получить информацию о том, что понимается под питьевой водой в Америке и Европе. Упомянутые мной издания [1, 17] построены примерно одинаково: вначале идут таблицы с перечислением вредных веществ и указанием ПДК, а затем описания методик, по которым определяется концентрация в воде того или иного компонента. В методиках подробно описано, с помощью каких реактивов и приборов и как конкретно производятся анализы. Отмечу, что в наших прежних ГОСТах таких методик около тридцати, а в книге [17] вдвое больше.
В табл. 3.1 приведен краткий перечень неорганических и органических веществ, а также бактерий и вирусов, которые при попадании в организм человека из питьевой воды оказывают неблаготворное влияние на органы и системы (подробнее см. [17]).
Таблица 3.1. Влияние неорганических и органических веществ, бактерий и вирусов на организм человека (при их попадании из питьевой воды)
Комментарий (к табл. 3.1).
1. В таблицу не включены, например, сера, хлор, железо, так как вред, наносимый ими, намного меньше по сравнению с воздействием мышьяка, ртути, свинца и других приведенных выше веществ. При избытке хлора или сернистых соединений водопроводная вода имеет неприятный запах. Естественно, такая вода для питья не годится, ее следует очищать с помощью фильтра или покупать питьевую воду в магазине. Избыток железа – «ржавая» вода тоже не слишком годится для питья; ее также следует очищать. Кроме того, придется очищать от ржавчины раковину и ванну. Но это все мелочи по сравнению с канцерогенными свойствами мышьяка.
2. В таблицу не включено множество органических соединений, вредных в той или иной степени. От некоторых неназванных мной субстанций может случиться расстройство желудка, анемия или аллергия, повысятся холестерин или артериальное давление. Другие грозят гораздо более серьезными расстройствами, но перечислить все в данной книге невозможно. Пожалуй, и незачем; в самом деле, нужна ли вам информация об опасности гексахлорциклопентадиена, влияющего на почки? Это слово и выговорить-то трудно…
Но кое о каких субстанциях следует поговорить подробнее. Во-первых, о пестицидах: эта группа разнообразных веществ, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, насекомыми и грызунами, включает более сорока наименований. Среди пестицидов есть сравнительно безвредные, но все в той или иной степени ядовиты, и, по крайней мере, четыре-пять из них способствуют возникновению рака (канцерогенны). С полей они попадают в водные бассейны, а оттуда могут проникнуть в питьевую воду. Если концентрации самых опасных пестицидов очень малы, порядка нанограмм-микрограмм на литр, они не наносят нам вреда – организм с ними справляется.
Во-вторых, хлор. Хлором обеззараживают воду, поскольку этот газ – мощный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы. Однако в реках и озерах, откуда ведется водозабор, присутствует множество веществ, попавших туда со сточными водами, и с некоторыми из них хлор вступает в реакцию. Результат – гораздо более неприятные субстанции, чем сам хлор. Например, соединения хлора с фенолом (который, кстати, присутствует в Неве); они придают воде неприятный запах, влияют на печень и почки, но в малых концентрациях не очень опасны. Однако возможны соединения хлора с бензолом, толуолом, бензином и так далее, с образованием диоксина, хлороформа, хлортолуола и других канцерогенных веществ.
Спрашивается, нельзя ли обеззараживать воду иначе, без хлора (а также без фтора, который тоже небезопасен)? Поскольку использовать серебро для этой цели дороговато, был предложен метод озонирования, [13]13
ОзонО₃ – газ, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Активный окислитель, способный уничтожать болезнетворные микроорганизмы; озоновый экран в верхних слоях атмосферы предохраняет нашу планету от ультрафиолетового излучения Солнца.
[Закрыть]но оказалось, что озон тоже вступает в реакцию со многими веществами в воде – с тем же фенолом, и образовавшиеся в результате продукты еще токсичнее хлорфенольных.
Выход, вероятно, в том, чтобы обеззараживать воду с помощью ультрафиолетового излучения. Этот метод сейчас внедряется в Петербурге, и есть надежда, что через несколько лет проблемы, связанные с применением хлора, фтора и озона, уйдут в прошлое.
В-третьих, бенз(а)пирени другие ядовитые продукты выхлопных газовпо-прежнему являются проблемой. Как уже упоминалось, при анализах проб петербургской воды бенз(а)пирен не определяется, но в других регионах дело обстоит иначе (взять хотя бы Красноярск с его алюминиевыми заводами). Кроме того, данные вещества отравляют не только питьевую воду, но и воздух, которым мы дышим.
3. По данным табл. 3.1, наличие меди и селена в воде ведет к весьма неприятным последствиям. Но загляните в табл. 2.2: медь и селен там присутствуют в качестве необходимых нам микроэлементов! Противоречие? Вовсе нет – все дело в дозе: малая доза – лекарство, слишком большая – яд. Хлор, кстати, нам тоже необходим, и в довольно больших количествах, но только не в виде хлороформа или диоксина.
4. Обратите внимание, что опасные для здоровья человека химические вещества чаще всего вызывают рак либо бьют по печени и почкам. Последнее не удивительно: почки и печень – «очистные сооружения» человеческого организма, наша линия обороны от всевозможных ядов; если эта линия выйдет из строя, человек может погибнуть.
5. Последним комментарием к табл. 3.1 будет замечание о микроорганизмах. Наиболее распространены бактерии из группы кишечных палочек и энтеровирусы, поражающие желудочно-кишечный тракт, а также вирус гепатита. Они попадают в воду из городских канализаций, разносятся сточными водами, но в большей степени – с полей, удобряемых навозом. Дожди и разливы рек смывают навоз в водоемы, где микрофлора начинает бурно размножаться. Чтобы воду обеззаразить, ее хлорируют, так что пока без хлорирования воды не обойтись.
Стандарты на питьевую воду
Нормативы на питьевую воду стран ЕС (Западной Европы) и США, рекомендации Всемирной организации здравоохранения и отечественные стандарты сведены воедино в табл. 3.2. Эта таблица определяет термин «питьевая вода», указывая, какие компоненты могут присутствовать в воде и в каких количествах. Напомню, что эти количества примесей вредных веществ и полезных субстанций (которые при превышении норматива тоже становятся вредными) называются ПДК – предельно допустимой концентрацией.
Параметры питьевой воды делятся на три группы: органолептическиесвойства, показатели бактериальногои санитарно-химическогозагрязнения. Про органолептику я уже говорил – это простейшие оценки запаха, вкуса, цвета и мутности, которые мы, потребители, можем, в принципе, выполнить сами. ПДК на бактериальное загрязнение выглядит исключительно простым: нормативы ЕС, США и ВОЗ определяют, что его вообще не должно быть. Российский стандарт дает такие цифры: не более ста микроорганизмов на один кубический сантиметр и не более трех бактерий типа кишечных палочек в одном литре воды. По сути дела, отечественные и зарубежные требования одинаковы, если учесть ничтожный размер бактерий и вирусов и практическую невозможность убедиться, что они полностью и с гарантией отсутствуют в воде. Таким образом, мы сосредоточимся на химии, которую на глаз, без трудоемких анализов, не определить. В табл. 3.2 представлены ПДК для легких и тяжелых металлов, неорганических и органических соединений; первым указан параметр pH, а затем вещества (в алфавитном порядке).
Таблица 3.2. Стандарты на питьевую воду.
Комментарии (к таблице 3.2).
1. Прежде всего напомню, что ПДК в ней даны в мкг/л (в микрограммах, или миллионных долях грамма на литр). По этой причине диапазон представленных концентраций огромен. Скажем, по стандарту ЕС присутствие бенз(а)пирена допускается в размере 0,01 мкг/л (или 10 нг/л), для алюминия норма 100 мкг/л (или 0,1 мг/л), а натрий, сульфат и хлор могут присутствовать в воде в количествах 200 000–250 000 мкг/л (то есть 200–250 мг/л, или 0,2–0,25 г/л). Эти цифры сразу ориентируют нас относительно каждого из перечисленных в таблице веществ. Если ПДК составляет сотни тысяч микрограмм, то вещество, в принципе, не является вредным. Это, скорее всего, необходимый нам макроэлемент (см. табл. 2.2). Но оно становится вредным для человека в очень больших дозах. Если ПДК составляет сотни-тысячи микрограмм, то такое вещество может оказаться либо, скажем, нитратом, либо металлом (например, медь, железо), которые становятся отравой при превышении ПДК. Ну а если ПДК в пределах единиц, десятых и сотых долей микрограмма, то такая субстанция почти всегда несомненный яд (бензол, винилхлорид, мышьяк, ртуть, свинец и так далее).
2. В таблице представлены различные группы веществ: легкие и тяжелые металлы (к последним экологи относят многие металлы, например алюминий, титан, хром, железо, никель, медь, цинк, кадмий, свинец, ртуть и др.), неорганические и органические соединения. В настоящей таблице данные обобщены и наиболее соответствуют российскому и европейскому стандартам. В нормативах США и ВОЗ органические вещества расписаны подробнее. Так, в стандарте США перечислено около тридцати видов опасной органики. Самыми детальными являются рекомендации ВОЗ, в которых есть следующие отдельные списки: неорганические вещества (в основном тяжелые металлы, нитраты и нитриты); органические вещества (около тридцати), пестициды (более сорока); вещества, применяемые для дезинфекции воды (в основном различные соединения брома и хлора – более двадцати); вещества, влияющие на вкус, цвет и запах воды. Также перечислены вещества, которые не влияют отрицательно на здоровье при предельно допустимых концентрациях в воде – к ним, в частности, относятся серебро и олово.
3. В российском ГОСТе [1] нет ПДК для ряда веществ, отмеченных в зарубежных нормативах. Я полагаю, что их нет в ГОСТе в силу его древности (как-никак 1982 год!), но в новых Санитарных правилах – в СанПиНе 2.1.4.559-96 – эти цифры присутствуют, и нужно подчеркнуть, что требования к качеству питьевой воды в РФ должны соответствовать именно этому новому СанПиНу. В России имеются и другие нормативные документы, в которых приведен список более чем на 1300 вредных веществ и их ПДК. По большинству показателей наш стандарт либо соответствует зарубежным, либо устанавливает нормативы в одних случаях более жесткие, в других более мягкие. Кстати, замечу, что ныне действующие нормативы ЕС, США и ВОЗ сформировались лишь в последнее десятилетие. Но даже в самых детально расписанных рекомендациях ВОЗ против некоторых веществ стоит пометка: «Нет надежных данных для установления норматива». Это означает, что работа продолжается, и в этой связи вспомните, о чем было сказано выше: мы знаем сотни тысяч соединений, но лишь немногие из них изучены с точки зрения влияния на человеческий организм. Особенно влияния в малых дозах, но длительного, постоянного, многолетнего…
В дополнение к комментариям к таблице сравним ряд показателей ПДК, приведенных в российском и зарубежных стандартах. Возьмем, например, алюминий: ПДК на него составляет 200 мкг/л по зарубежным нормам и 500 мкг/л – по российским. Несмотря на расхождение в два с половиной раза, это величины одного порядка. Обратимся далее к железу (200–300 мкг/л), к меди (1000–2000 мкг/л), ртути (1–2 мкг/л), свинцу (10–30 мкг/л) и увидим, что для этих веществ выполняется разумное соответствие по ПДК, то есть различия не более чем в два-три раза.
А теперь приведем (табл. 3.3)нормативы на самые ядовитые вещества:
Таблица 3.3. Нормативы на самые ядовитые вещества
Разница потрясает! Как минимум в пять-шесть раз, а в некоторых случаях – в десять, двадцать, сто! Как видим, российские нормативы не столь плохи. ПДК мышьяка у нас такая же, как в США, норматив на бенз(а)пирен жестче, чем в Европе и США, и только бензол может являться причиной для сомнений в правильности показателей ГОСТа.
Самое странное, что большие значения ПДК по бенз(а)пирену, винилхлориду и дихлорэтану рекомендованы не кем-нибудь, а ВОЗ! Что это означает? Что в ЕС, США и России переоценили опасность этих ядов? А почему европейский ПДК по бензолу и мышьяку немного меньше американских и российских? Может быть, и у нас, и в Штатах уже привыкли к этой отраве и реагируют на нее не так болезненно, как европейцы? А может быть, просто ошибка в источнике, откуда я взял информацию?
Есть у меня гипотеза на этот счет. ВОЗ обобщает гигантский объем исследований по вредным веществам и дает рекомендации, которые научны и объективны, однако ответственность ВОЗ чисто моральная – это неправительственная организация, не имеющая прямого отношения к санитарным службам стран мира. А санитарные службы несут юридическую ответственность перед своими гражданами и правительством! Поэтому, возможно, они на всякий случай ужесточают ПДК, дабы не нажить себе неприятностей. Но это лишь гипотеза. В справочнике [17] различия ПДК никак не комментируются, приведены лишь таблицы, в них – числа, и все.
Теперь давайте вдумаемся в смысл самого понятия предельно допустимые концентрации. Допустимые, но что значит предельно? Надежно ли эти пределы установлены? Вдруг они определяются не заботой о нашем здоровье, а техническими и финансовыми возможностями очистки вод и их регулярного мониторинга? Сопоставление нормативов (см. табл. 3.2) доказывает, что это маловероятно. Да, есть расхождения, но в целом наблюдается разумное соответствие по ПДК, и трудно не доверять сразу всем стандартам – и российским, и американским, и европейским, тем более – рекомендациям ВОЗ, которая не занимается очисткой воды и не имеет в этой связи финансовых проблем. Это одна сторона вопроса, а другая заключается в том, что береженого бог бережет. Можно представить ситуацию чисто теоретически, ибо ни о чем подобном я не слышал и не читал – когда из крана, пусть в предельно допустимых концентрациях, выльется все, что названо в табл. 3.2. Все, или половина, или треть… Причины могут быть самые разнообразные: авария на станции водоочистки, природный катаклизм, крушение танкера с нефтью, залповый сброс вредоносных веществ, диверсия исламских террористов, чья-то небрежность или злой умысел… Помните, что мы живем в техногенную эпоху, а это значит, что лучше подстраховаться от негативных воздействий прогресса.
Термин «ПДК» – «предельно допустимые» – означает следующее. Ошибочно думать, что предельно допустимая доза – это та доза, проглотив которую вы еще выживете, а вот если превысите, может наступить смерть или как минимум жуткая болезнь. Но это совсем не так. ПДК определяется как доза вредного вещества, которую можно без последствий принимать с водой каждые сутки на протяжении всей жизни.При этом учитывается, что человек выпивает 2–2,5 л воды в день и что вредные вещества поступают не только с водой, но также с пищей и воздухом. В приложении 2описано, как устанавливается ПДК, и в качестве примера даны результаты исследований некоторых вредных и не очень вредных субстанций.
Однако напомню, что кроме среднестатистического человека, взрослого и относительно здорового, на планете живут дети, старики и больные люди. Они составляют почти половину населения. Эти категории наиболее уязвимы, а влияние вредных веществ на них наименее изучено. Собственно, такие исследования нужно проводить сотню лет в четырех-пяти поколениях и в разных странах, и тогда, быть может, выяснится, как влияет тот или иной вредоносный фактор на продолжительность жизни и какие вызовет заболевания. Можно считать, что в двадцатом столетии мы лишь приступили к этой гигантской работе.
Теперь на основании вышеизложенного мы можем дать более или менее внятное определение питьевой воде высокого качества:
– это вода с соответствующими органолептическими показателями – прозрачная, без запаха и с приятным вкусом;
– это вода с pH = 7–7,5 и жесткостью не выше 7 ммоль/л;
– это вода, в которой суммарное количество полезных минералов не более 1 г/л;
– это вода, в которой вредные химические примеси либо составляют десятые-сотые доли их ПДК, либо вообще отсутствуют (то есть их концентрации настолько малы, что лежат за гранью возможностей современных аналитических методов);
– это вода, в которой практически нет болезнетворных бактерий и вирусов (то есть опять же их концентрации так малы, что лежат за гранью возможностей аналитических методов).
