Вода, которую мы пьем

4 – запах отчетливый, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;

5 – запах настолько силен, что делает воду непригодной к употреблению.

Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный. Цвет воды определяют фотометрически, путем сравнения испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценивают цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Сходным образом исследуют мутность .

Разумеется, причины, вызывающие дурной запах, плохой вкус и странный цвет воды, изучаются методами химического анализа, чтобы выявить вредоносные примеси и определить их концентрации. Чтобы завершить эту тему, напомню, что на каждую такую примесь имеется свой ПДК – предельно допустимая концентрация, то есть такая, которая не наносит вреда нашему организму. Разумеется, есть вещества, вирусы и бактерии, для которых ПДК равен нулю, то есть их вообще не должно быть в воде. Но это не математический, а «практический» ноль – вредные вещества и микрофлора могут присутствовать, но в столь ничтожной концентрации, что их не определить самыми тонкими и точными методами анализа.

Кроме озер и рек, мы получаем обычную пресную воду из колодцев, артезианских скважин, родников, а также собирая осадки, наполняя ведра и бочки дождевой водой или растапливая лед и снег. Поговорим о трех первых разновидностях воды.

Колодезная вода . Колодцами реально пользуются лишь в сельской местности, так как шурф глубиною 5—10 м не способен обеспечить большого выхода воды – для этого надо бурить скважины в 20—180 м, в зависимости от глубины залегания подземных вод. Колодцы же питаются подпочвенными водами и могут обеспечить водопотребление до 100–150 л/ч (в редких случаях – до 500 л/ч). Они очень уязвимы в смысле загрязнений: все, что попадает в почву – нитраты, нитриты, ПАВ, пестициды и тяжелые металлы, – может оказаться в колодезной воде.

Вода из артезианских скважин . Как я уже отмечал, воды глубокого залегания лучше защищены от различных промышленных и бактериальных загрязнений, однако в городе такими водами пользоваться затруднительно: во-первых, нужно их найти, а во-вторых, пробурить скважину. Это дорогое удовольствие: для бурения используются специальные установки, затем в скважину опускают стальные трубы, погружают мощный насос, а уже от него выводится на поверхность трубопровод. В центральных областях России есть два водоносных горизонта: песчаный залегает на глубине 15–40 м и отделен от верхнего слоя почвы глинистыми пластами, которые и защищают его от загрязнений, а на глубине 30—230 м и более находятся известняковые водоносные слои, так называемые артезианские . Вот на столько и надо бурить, а потом, добравшись до воды, проверить, хороша ли она и не требует ли очистки. Известно, что состав артезианских вод зависит от глубины их залегания. Такая вода может иметь повышенную жесткость и содержать бактерии и органические вещества. Кроме того, из-за плохого соединения труб в скважинах в артезианскую воду могут просачиваться загрязнения из более высоких водоносных слоев. Обычно эту воду необходимо фильтровать и очищать, что делается с помощью очистных систем скорее промышленного, чем бытового назначения.

Родниковая и ключевая вода . Под родником, или ключом , в отличие от ручья, речки и реки, понимается небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Уместно напомнить, что некоторые наши реки порождаются горными снегами и ледниками, а некоторые – именно такими подземными источниками. Однако на изрядном удалении от них речная вода уже не может быть признана родниковой. Родниковая влага берется в том самом месте, откуда она поступает из-под земли. Вода может быть пресной или минерализованной. В первом случае мы, собственно, и говорим о родниках и ключах, а во втором – об источнике минеральных вод.

Природа у родниковой воды такая же, как у колодезной или артезианской, так как она поступает с какого-то подземного водоносного горизонта или бассейна.

На территории России количество родников неисчислимо, они различаются качеством и составом вод. О родниках ходят легенды – и воды многих действительно обладают лечебными свойствами, они свежи и приятны на вкус. Но родники так же, как артезианские скважины и колодцы, подвержены загрязнению. В наше время невозможно гарантировать неизменное качество родниковой воды, так как оно зависит не только от сезонных обстоятельств (ливни, паводки), но и от выбросов близлежащих промышленных предприятий.

Так, например, непригодной для питья признана родниковая вода в пределах городской черты в Нижнем Новгороде, о чем местный санэпиднадзор официально уведомил население. Проведенные исследования показали, что неудачное расположение и неблагоустроенность родников, незащищенность грунтовых вод от поверхностного загрязнения являются причинами низкого качества воды. В родниках, расположенных около Благовещенского и Печерского монастырей, Высоковской церкви, Похвалинского съезда, содержание нитратов превышает допустимые нормы в 1,5–3 раза, а микробиологическое загрязнение значительно превышает ПДК. Естественно, санитарная служба запретила употребление такой воды.

Сходная ситуация и в других городах. В Москве осталось лишь несколько источников, воду из которых можно пить: родник «Сергий Радонежский» в Теплом Стане, «Святой» в Крылатском, «Царевна-лебедь» в Покровском-Стрешневе, «Царицыно» в пойме Царицынского пруда. Некоторые издревле популярные родники были закрыты: в воде родника в Тропаревском парке превышена ПДК по хрому, в Филевском источнике – по алюминию, калию, магнию, в ключе Живоначальной Троицы в Борисове – избыток железа, в родниках в Свиблове (в пойме Яузы) и «Кадочке» (в Коломенском) превышение ПДК по тяжелым металлам, а в «Бекете» в Донском – по кадмию и хрому. Все эти родники были широкоизвестными и популярными, ими пользовались (и, несмотря на запрет, еще продолжают пользоваться) сотни жителей, а потому нашлись инициаторы подобных проверок. Но где-нибудь в глубинке по-прежнему черпают воду из прадедовских источников, которые давно засорены, и лишь медико-экологические исследования могут выявить связь плохого качества воды с ростом числа страдающих мочекаменной болезнью, заболеваниями пищеварительного тракта и сердечно-сосудистой системы.

В настоящее время в городах продают бутилированную воду, как родниковую, так и минеральную. Например, в Петербурге одним из крупнейших поставщиков такой воды является акционерное общество «Полюстрово». Хочется надеяться, что родники и скважины, из которых берется эта вода, лежат вдали от городских подземных коммуникаций, всевозможных свалок и других источников заражения и что состав воды регулярно контролирует санитарная служба. Хочется также надеяться на добросовестность поставщиков родниковой и минеральной воды и быть уверенными, что нам не продают воду из-под крана, пропущенную через фильтр «Гейзер» или «Аквафор». Ведь если есть поддельная водка, почему бы не быть поддельной бутилированной воде?

Минеральная вода

Природная вода с повышенным содержанием минеральных компонентов классифицируется на четыре группы.

1. Минеральные лечебные воды с общей минерализацией более 8 г/л. Сюда же относят и менее минерализованную воду, содержащую повышенное количество бора, мышьяка и других элементов. Ее принимают только по назначению врача.

2. Минеральные лечебно-столовые воды с общей минерализацией 2–8 г/л. Они применяются с лечебными целями по назначению врача, но можно использовать их в качестве столового напитка.

3. Минеральные столовые воды с минерализацией 1–2 г/л.

4. Столовые воды с минерализацией менее 1 г/л.

Своим происхождением минеральные воды обязаны, как правило, подземным водоносным слоям или бассейнам, расположенным среди особых горных пород, в течение долгого периода обогащающих воду целебными минералами, которые диссоциируют в растворе на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы.

В названии вод могут фигурировать определения «гидрокарбонатная» и «натриевая», значит, этих веществ более всего, но могут быть воды хлоридно-натриево-кальциевые, хлоридно-сульфатные, натриево-магниевые и др. В зависимости от того, какой у воды показатель pH (то есть какого заряда ионы преобладают), минеральная вода является кислой, нейтральной или щелочной. Действие каждой на желудочно-кишечный тракт и организм в целом будет разное. О лечебных свойствах этих вод, о том, при каких болезнях и как следует их принимать, написано достаточно много, и за этой информацией я отошлю читателей к специальной литературе. Например, к большой статье Г.З. Магазаника «Применение минеральных вод в домашних условиях», опубликованной в сборнике [2].

Искусственные воды

Под искусственными я понимаю пресные воды, изготовленные с помощью тех или иных технологических ухищрений с целью либо скопировать произведенное природой, либо сотворить нечто такое, чему в природе нет аналога. Опресненную морскую воду, которую в широких масштабах производят Арабские Эмираты, богатые нефтью, но бедные пресной водой, тоже можно считать искусственной, как и тяжелую воду, получаемую для исследований в области ядерной физики, но на этом предмете мы останавливаться не будем. Можно сделать искусственную минеральную воду или подделать ее, но это нас тоже не слишком интересует: мы обратимся к воде с чудодейственными свойствами – талой, шунгитной, серебряной, «живой» и «мертвой». А обратившись, выясним, что в этой области есть правда, полуправда и целые груды фантазий и лжи.

Талая вода . Ее, разумеется, можно получить, растопив в кастрюльке снег или лед, но я не советую этим заниматься, особенно городским жителям. Есть такое соединение – бенз(а)пирен, [10] канцерогенное органическое соединение первого класса опасности (канцерогенное – то есть ведущее к раковым заболеваниям). Главные источники загрязнения окружающей среды бенз(а)пиреном – производство алюминия и транспортные аэрозоли (попросту выхлопные газы автомобилей). Как показали исследования экологов, в пыли и снеге на улице или рядом с загородным шоссе количество бенз(а)пирена в десятки раз превышает ПДК. Вытапливать воду из такого снега – все равно что сыпать в чай цианистый калий вместо сахара. Природные талые воды смоют его в водоемы, и там он разбавится до такой ничтожной концентрации, что с помощью самых тонких анализов его не обнаружишь. А вот снега у дорог лучше не трогать.

Домашний способ приготовления талой, или замороженной-размороженной, воды описан в приложении 1. Ознакомившись с ним, вы увидите, что эта технология помогает очистить питьевую воду от некоторых вредных примесей и, возможно, сообщает ей полезные свойства. Вопрос, однако, в том, что вместе с тяжелыми металлами могут уйти полезные макро– и микроэлементы.

Шунгитнаявода . Шунгит – горная порода, обширные залежи которой имеются в районе Онежского озера, и в этих залежах циркулируют и просачиваются на поверхность воды, насыщенные целебной шунгитной эманацией. Еще Петр I выстроил в этих местах первую в России водолечебницу, и она существует до сих пор – курорт «Марциальные воды» под Петрозаводском. Там находится санаторий, где лечатся водой, очень сильно насыщенной железом.

А вот насколько эффективна искусственная шунгитная вода, которую готовят с помощью бытовых шунгитных фильтров? Фильтр по размерам невелик, вода находится в кратковременном контакте с минеральным веществом. К тому же это – контакт отнюдь не того свойства, который реализуется в природе. Успевает ли вода – и может ли в принципе – сделаться целебной? Большой вопрос! Что касается ее очистки от вредных примесей, тут вопросов еще больше.

В книге О.А. Рысьева «Шунгит – камень здоровья» [12] сообщается, что петербургские предприятия, производящие шунгитные фильтры, изготовляют заодно магические пирамидки из шунгита, так называемые «стержни фараона», начиненные шунгитом мешочки, которые нужно класть под кровать, чтобы уберечься от вредного влияния геопатогенных зон. Карта зон прилагается, и, если судить по ней, жить петербуржцам осталось недолго – разумеется, если их не спасет шунгит. Такие байки вызывают недоверие и к искусственной шунгитной воде, и к шунгитным фильтрам. Но если вы любите диковины и чудеса, то прочитайте книгу Рысьева, а также другую – Ю. Дорониной «Шунгит – камень-спаситель» [3]. Но фильтр все же лучше приобрести «аквафоровский», «гейзерный» или «барьерный». Фирмам с узкой специализацией, которые производят только фильтры, без всяких магических стержней и пирамид, доверия больше.

Серебряная вода . О ее свойствах можно прочитать в ряде книг и публикаций (см., например, [7]). В нашем списке искусственных вод она вызывает наибольшее доверие, так как бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах. Бактерицидные свойства серебра подтверждены и современной наукой.

Пионером исследований в данной области считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух – стафилококки, а возбудитель тифа – за сутки. В те времена результаты Креде произвели сенсацию в научном мире и привлекли внимание к этому методу исцеления недугов.

В 1942 году англичанину Р. Бентону удалось остановить эпидемию холеры и дизентерии, свирепствовавшую на строительстве дороги Бирма – Ассам. Бентон наладил снабжение рабочих (а их было 30 тыс. человек) чистой питьевой водой, обеззараженной с помощью электролитического растворения серебра (концентрация 0,01 мг/л). Разумеется, для этого использовались и другие средства, но считается, что решающую роль сыграло применение серебряной воды.

Когда бактерицидные свойства серебра были изучены, оказалось, что решающую роль здесь играют не атомы, а положительно заряженные ионы Ag+. (Напомню читателям, что ионизация, рассмотренная в главе 1, повышает активность веществ в водных растворах.) Катионы серебра подавляют деятельность фермента, обеспечивающего кислородный обмен у простейших микроорганизмов, иными словами, «душат» болезнетворные бактерии, вирусы, грибки (в этом «смертельном» списке порядка 700 видов патогенной «флоры» и «фауны»). Скорость уничтожения зависит от концентрации ионов серебра в растворе: так, кишечная палочка погибает через 3 мин при концентрации 1 мг/л, через 20 мин – при 0,5 мг/л, через 50 мин – при 0,2 мг/л, через 2 ч – при 0,05 мг/л. Было установлено, что обеззараживающая способность серебра выше, чем у карболовой кислоты, сулемы и даже таких сильных окислителей, как хлор, хлорная известь, гипохлорид натрия. Возникает закономерный вопрос: почему же на станциях водоочистки используют хлорирование, фторирование и более современный метод – озонирование, а не электролитическое насыщение воды ионами серебра? На этот вопрос следует столь же закономерный ответ: дорого. Все же серебро – металл драгоценный… Кроме того, не будем забывать, что серебро – тяжелый металл, и его насыщенные растворы отнюдь не полезны человеку: предельно допустимая концентрация – 0,05 мг/л.

При приеме 2 г солей серебра возникают токсические явления, а при дозе в 10 г вероятен летальный исход. Кроме того, если превышать разумную дозировку в течение нескольких месяцев, возможно постепенное накапливание металла в организме.

Серебро – важный для нас микроэлемент, необходимый для нормального функционирования желез внутренней секреции, мозга и печени. Но повторю еще раз: этот факт – не основание, чтобы увлекаться питьем серебряной воды с большой концентрацией ионов.

А что касается серебряной воды с указанной выше концентрацией ионов, то ее можно пить регулярно и постоянно (например, ее пьют космонавты в период дежурства на космической станции). Приготовить серебряную воду в домашних условиях весьма непросто. Если настаивать воду в серебряном сосуде, эффект будет незначительным. Серебряную воду производят в специальных электрических ионаторах и продают в магазинах (хотя тут возможны сомнения – в самом ли деле она серебряная). Ее также можно получить с помощью установок «Пингвин» и «Дельфин», которые будут описаны в пятой главе.

«Живая» и «мертвая» вода . Под этими терминами можно понимать не только живительную и губительную воду из русских народных сказок, но и нечто более конкретное.

«Живую» и «мертвую» воду впервые получил изобретатель Кратов (см. публикации [4, 5]), исцелившийся с их помощью от аденомы и радикулита. Эти жидкости производят с помощью электролиза обычной воды, причем кислую воду , которая собирается у положительно заряженного анода, называют «мертвой», а щелочную (она концентрируется около отрицательного катода) – «живой». Судя по описаниям в литературе, «живая» вода – мягкая, светлая, с щелочным привкусом, иногда – с белым осадком; ее pH = 10–11 ед. «Мертвая» вода – коричневатая, кисловатая, с характерным запахом и pH = 4–5 ед. Промышленностью уже выпускаются установки для проведения электролиза в домашних условиях («СТЭЛ», производительность до 60 л/ч, и менее производительные, но удобные «Эсперо-1»). Кроме того, «живую» и «мертвую» воду стали продавать в аптеках и магазинах в бутилированном виде.

Считается, что эти воды помогают при различных болезнях. Есть множество чудесных и занимательных историй об исцелениях с помощью «живой» и «мертвой» воды. Но о них сообщается в очень сомнительных книжках и еще более сомнительных статьях. Я же привык придерживаться твердо установленных фактов.

Я не выношу приговор активированной воде, однако хочу предупредить: будьте осторожны с целебными водами, которые еще недостаточно апробированы на практике. Принимайте их только по рекомендации врача, а не знахарей, колдунов и авторов сомнительных книжек. Помните, что даже такая безобидная вода, как дождевая, может нанести вред: она мягкая, в ней можно мыть волосы, но пить не стоит – в ней мало необходимых нам солей. Зато не исключается, что после кислотного дождика в дождевой воде могут присутствовать компоненты, нежелательные для нашего организма.

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] 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 вода и 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] 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] 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)пирен и другие ядовитые продукты выхлопных газов по-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: органолептические свойства, показатели бактериального и санитарно-химического загрязнения. 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 2 описано, 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).

Пресная и питьевая вода Петербурга

Я рассмотрю воду Петербурга в качестве примера, а также по той причине, что имею о ней наибольший объем данных. Если вы, мои читатели, живете в другом регионе, то можете сами произвести такое же исследование. Тут важны методика, подход, и я советую вам не пользоваться информацией из сомнительных книг и статей. Всегда пользуйтесь первоисточниками, научными экологическими журналами, в которых описана экологическая обстановка вашей местности. Таких журналов много, и большая часть из них принадлежит РАН, Российской академии наук. Вот некоторые из них: «Экологическая химия», «Региональная экология» и «Экохроника» (Петербург); «Экология» (Москва); «Сибирский экологический журнал» и «География и природные ресурсы» (Новосибирск). Эти статьи доступны широкому кругу читателей, не требуют специальных знаний квантовой химии или теории относительности.

В данном разделе книги я хочу обратиться к землякам. Нам, дорогие петербуржцы, крупно повезло, хоть климат у нас и паршивый, а предприятий, загрязняющих воду и воздух, тысячи. Тем не менее в части снабжения водой Петербург находится в особых, можно сказать, уникальных условиях. С экологической точки зрения Нева не река, а довольно короткий канал, соединяющий Ладожское озеро с Финским заливом. А озеро – гигантский отстойник, в котором все загрязнения, включая промышленные и бытовые, оседают на дно и, в большинстве случаев, нейтрализуются. В результате в Петербурге пьют воду из поверхностных, довольно чистых слоев Ладоги. Предположительно эта вода почти не содержит вредных химических примесей (то есть их трудно обнаружить высокоточными методами анализа). Однако ладожская вода имеет следующие недостатки: излишняя мягкость (недостаток кальция), микробиологическое загрязнение, загрязнение хлорорганикой в результате дезинфекции и засоренность железом из-за ржавчины в водопроводных трубах. Фильтры, используемые для очистки петербургской воды, должны в первую очередь убирать микробы, вирусы, хлорорганику и избыток железа.

Не во всех регионах экологическая ситуация столь более или менее благоприятна. Взять, например, Волгу, [14] куда сливаются бытовые и промышленные отходы множества городов и предприятий, а в результате получается «компот» из тысяч веществ, очень вредных, просто вредных, нейтральных и таких, чья вредоносность или нейтральность еще наукой не изучена и даже их ПДК не установлена. Подобная ситуация существует на многих реках Европы и Америки. К сожалению, реки и озера эксплуатируются человечеством в двух взаимоисключающих режимах: как свалки для жидких отходов и как источник питьевой воды. А ведь людям нужна не только питьевая вода! Для обеспечения всех потребностей одного человека в цивилизованной стране требуется 100–150 м3 воды в год (не считая производства).

Кто же отвечает за качество воды? В российских городах есть уже упоминавшиеся государственные унитарные предприятия «Водоканал», и ответственность за питьевую воду возложена на них. Но за какую конкретно? За ту воду, которая выпускается со станций водоочистки и циркулирует в центральной водопроводной сети, подведомственной «Водоканалу», до водомерного узла жилого дома. За качество воды в кране частного потребителя отвечает та организация, которая заключила договор с «Водоканалом» на водоснабжение данного потребителя. Часть водопроводной сети от водомерного узла (т. е. снабжающая водой жилой дом) находится на балансе организации-пользователя (в нашем случае это РЭО, ПРЭО и жилкооперативы). Таково общее положение для всех российских регионов. Качество воды контролируется Госсанэпиднадзором, а научную и общественную деятельность в этом направлении осуществляет множество экологических организаций: Научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Центр независимой экологической экспертизы РАН, Международная ассоциация экологической безопасности, Общественный экологический координационный совет и т. д. [15]

В Петербурге имеется пять водопроводных станций (ВС), расположенных вниз по течению Невы в следующем порядке: Южная (ЮВС) – в районе Рыбацкого, Северная (СВС) – в районе Веселого поселка, Волковская (ВВС) – у начала Обводного канала, Главная (ГВС) – около Смольного, Петроградская (ПВС) – на Большой Невке.

Очищают воду у нас хорошо, не хуже, чем в Лондоне или Париже, но эта очищенная вода поступает в водопроводную сеть по старым ржавым трубам, вдобавок насыщенной бактериальной флорой. Естественно, интенсивность загрязнения воды в трубах зависит от времени, в течение которого она добирается до крана потребителя. В районах, расположенных вблизи водопроводных станций, вода не успевает захватить слишком много микробов и ржавчины, но длина труб, проложенных в отдаленные районы, – десятки километров. Утром и днем вода в них движется медленно и насыщается бактериями и железом. Напомню, что отдаленные районы – «спальные»; утром и днем их обитатели на работе. В этот период водозабор невелик, и вода застаивается в трубах. Застаивается она и в тупиковых незакольцованных сетях. Кроме того, возможны разовые случаи ухудшения воды, связанные с сезонными изменениями, дождями и паводками, а также ремонтом водопроводов. В настоящий момент ведется реконструкция магистральной водопроводной сети, старые железные трубы заменяют на трубы из полимерных материалов, что отражается на качестве воды в разных городских районах не в лучшую сторону.