Химический состав загрязненной воды

Изучению химического состава питьевых вод при дезинфекции посвящено большое количество работ. Результатом этих исследований явилась идентификация многих сотен веществ – продуктов реакции различных дезинфицирущих веществ с органическими соединениями, воды, образующихся в различных звеньях технологической цепи водоподготовки. Качество питьевой воды в значительной степени определяется качеством источника водоснабжения. Однако любая обработка сырой воды дезинфектантом (с целью обеззараживания) приводит к ухудшению ее качества, т.е. образованию принципиально новых химических соединений, подавляющее количество которых способно индуцировать мутации и злокачественные образования.

Анализ всех химических веществ, находящихся в питьевой воде, позволяет разделить их (по происхождению) на три группы:

1) органические вещества, попадающие в источник водоснабжения с промышленными, сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами;
2) органические вещества, образующиеся при «цветении» воды в источнике водоснабжения;
3) органические вещества, образующиеся при обработке воды различными дезинфектантами: хлором, озоном и т.п.

Поиск способов преодоления трудностей идентификации продуктов хлорной водоподготовки (помимо усовершенствования методов химического анализа) привел к попыткам использования различных биологических тест-систем с целью определить «букет» химических соединений, выделенных из определенного объема питьевой вод, вызывающих различного рода неблагоприятные эффекты у тест-организмов (от микроорганизмов до теплокровных животных, в зависимости от конкретных задач и технических возможностей исследователя). Среди нескольких десятков методов, адаптированных для тестирования на мутагенность химических веществ воды чаще всего используется скрининговый тест Эймса с метаболической активации. Метод Эймса применяется для целей первичной оценки суммарной мутагенности комплекса химических веществ из объектов окружающей среды. Всякое тестирование на мутагенность питьевых вод начинается с определения качества вод из источников водоснабжения: реки, подземные воды, озера. За последнее десятилетие основной объем исследований по выявлению мутагенности водных объектов в тесте Эймса выполнен на тест-штаммах ТА 98 и ТА 100, как самых чувствительных из серии штаммов, выведенных Эйсом. Применение именно этого метода с метаболической активацией для мутагенных исследований дает ценную информацию о потенциальных канцерогенных свойствах тестируемых веществ в воде, так как подавляющее большинство канцерогенов является «косвенными» мутагенами, т.е. мутагенами, эффект которых обусловлен не исходной химической структурой вещества, а его метаболитами. Относительная дешевизна, большая пропускная способность, хорошая воспроизводимость результатов, высокая методическая разработанность метода и высокая предсказательность (до 95% по отдельным классам веществ) делают метод Эймса на сегодняшний день практически незаменимым и позволяют использовать его в более чем 3000 лабораториях мира, занимающихся изучением мутагенности различных факторов среды.

Влияние продуктов хлорирования на качество питьевой воды в системе водопроводов Украины

Основным дезинфектантом, используемым для первичного обеззараживания воды при водоподготовке является хлор. Образование огромного количества мутагенно активных соединений при контакте сырой воды с хлором является существенным для действия этого дезинфектанта, поскольку хлор может вступать в реакцию с природными или находящимися в промышленных сточных водах органическими веществами, образуя хлоруглеводороды. Известно, что многие из таких хлорсодержащих продуктов мутагенны и канцерогенны (например, хлороформ, четыреххлористый углерод, диоксины).

Хлорирование является старым, но наиболее распространенным способом обеззараживания питьевой воды. Результаты многочисленных исследований показали, что при хлорировании происходит изменение химического состава речной питьевой воды – образуются вредные для здоровья хлороорганические соединения. Большинство таких соединений обладает мутагенной и канцерогенной активностью. Продукты хлорирования способны активно взаимодействовать с ДНК – наследственным материалом живых организмов и вызывать различного рода генетические изменения. Большое внимание исследователей уделяется установлению мутагенных соединений и выяснению причин их образования в результате хлорирования. Было показано, что хлорирование гуминовых кислот, содержащихся в воде, приводит к образованию основной массы мутагенных соединений. Исследователями было обнаружено, что некоторые аминокислоты (например, метионин, фенилаланин, триптофан, тирозин, гистидин, цистеин и др.) после хлорирования проявляют мутагенную активность. Экстракты хлорированных пуринов, пиримидинов, нуклеотидов и нуклеозидов не показали мутагенной активности. Таким образом, полученные результаты сидетельствуют о том, что мутагенная активность экстрактов органических компонентов питьевой воды обусловлена в основном продуктами хлорирования гуминовых кислот и аминокислот. Наибольшей активностью обладают продукты хлорирования тирозина, метионина и фенилаланина. Идентифицированы многочисленные органические вещества, образующиеся при хлорировании воды. Из них мутагенную активность проявляют диоксины, бромэтан, бромбутан, хлорал, бромоформ, йодэтан, 1,2-дихлорэтан, дихлорпропан и др. Диоксиновых соединений идентифицировано более 100 видов.