Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. Андерсон - Нова програма

§ 25. Надходження в організм хімічних елементів і якість питної води: вплив на здоров’я людини

Які функції в організмі окремих хімічних елементів?

Як властивості води зумовлені будовою її молекули?

Ще понад 2000 років тому Гіппократ та інші мислителі зазначали, що фактори навколишнього середовища впливають на стан здоров’я людини. Зокрема такими факторами є вода та хімічні елементи, які беруть участь у метаболізмі. Усі потрібні нашому організму хімічні елементи та значна кількість води є незамінними. За їх дефіциту, який може виникати як за рахунок недостатнього надходження, так і за рахунок проблем із засвоєнням, можуть виникати важкі розлади обміну речовин.

Ендемічні захворювання людини. Вчені виокремлюють ендемічні захворювання - захворювання, характерні для певної місцевості, пов’язані з нестачею або надмірним умістом у середовищі якого-небудь хімічного елемента. Наприклад, ендемічний зоб - захворювання, яке характеризується збільшенням щитоподібної залози. Воно виникає в місцевостях, де ґрунт, і відповідно вода, містять мало Йоду. Щитоподібна залоза виробляє гормони - тироксин, трийодтиронін, до складу яких входить Йод, а розвиток захворювання спричиняє його нестача - йододефіцит. Добова потреба організму людини в цьому елементі становить 150 мкг, а в ендемічних районах організм отримує лише до 50 мкг Йоду на добу. Цей хімічний елемент міститься у воді, йодованій солі, харчових продуктах (рис. 111).

Рис. 111. Уміст Йоду в харчових продуктах, мкг/100 г продукту

Обчисліть кількість кожного продукту в раціоні людини, що може забезпечити добову потребу в Йоді.

Підготуйте повідомлення «Проблема йододефіциту в Україні», використовуючи наукову літературу та інтернет-джерела.

Кальцій необхідний для побудови кісткової тканини, і тому його нестача спричиняє остеопороз - кістки стають ламкими, страждають зуби.

Нестача Магнію є однією з причин високого рівня серцево-судинних захворювань у ряді регіонів з «м’якою» водою. Деякі географічні райони відрізняються підвищеним умістом Магнію в довкіллі і відповідно в місцевих продуктах харчування. У цих районах реєструють набагато нижчу захворюваність на злоякісні новоутворення, що стало поштовхом до вивчення ролі Магнію в протипухлинному процесі в організмі людини.

Інтерес до функцій Цинку значно зріс після встановлення причини синдрому карликовості із сповільненням статевого розвитку в осіб, що проживають у місцевостях з низьким умістом цинку в ґрунті (переважно країни Близького Сходу).

Залізо дефіцитні анемії далеко не рідкість у багатьох країнах, що розвиваються. Причиною тому є переважання в харчуванні рослинної їжі з незначним умістом Феруму, що в ряді місць ускладнюється зниженим його вмістом у ґрунтах і поширеністю шлунково-кишкових захворювань, що перешкоджають засвоєнню цього хімічного елемента в їжі.

Вода та організм людини. Як розчинник, вода є середовищем для перебігу багатьох хімічних реакцій в організмі людини. Крім того, вона може сама вступати в певні реакції або утворюватися як продукт їх перебігу. Завдяки добрій розчинності різних речовин вода бере участь у їх транспортуванні, переносячи поживні речовини, продукти обмінних процесів (наприклад, з кров’ю). В організмі вода розподілена нерівномірно. Це залежить від інтенсивності процесів обміну речовин між органами й тканинами. Як приклад наводимо діаграму розподілу води в різних органах і тканинах організму людини (рис. 112).

Рис. 112. Розподіл води в органах і тканинах організму людини

Проаналізуйте діаграму.

У яких складових організму людини води найбільше, а в яких - найменше? Чим це можна пояснити?

Як й інші рідини, вода погано стискається, а тому може виконувати механічну функцію. Вода забезпечує пружність клітин і частин тіла. Наприклад, рідина, яка заповнює простір між головним мозком і кістками черепа, забезпечує амортизацію під час ударів. Завдяки воді послаблюється тертя між різними поверхнями (наприклад, у суглобах). Вода має порівняно високі питому теплоємність і теплоту випаровування, унаслідок чого виконує терморегуляторну функцію. Вода переносить теплоту від більш нагрітих органів до холодніших. Добова потреба у воді залежить від маси тіла (рис. 113). Недостатнє споживання води призводить до передчасного старіння шкіри, утворення небезпечних тромбів у крові, порушення обміну речовин і теплообміну. Втрата всього 10% води в організмі позначається сильною втомою, нездатністю працювати і навіть серйозними захворюваннями.

Якість питної води. Природна вода є розчином газів і мінеральних речовин - залежно від температури й тиску в ній можуть міститися всі елементи періодичної системи, які є в природі, і навіть метали й важкорозчинні сполуки. Питна вода - це природна вода, яку людина може пити сирою. Проблема забезпечення якісною питною водою належить до числа соціально значущих, оскільки вода безпосередньо впливає на стан здоров’я громадян і кардинально визначає ступінь екологічної та епідеміологічної безпеки. За твердженням ВООЗ (Всесвітня організація охорони здоров’я) істотна кількість випадків захворювань людини пов’язані з якістю питної води. Унаслідок уживання неякісної питної води щороку приблизно 25% населення України (переважно дитячого віку) підлягають ризику захворіти. Споживання людиною неякісної питної води може спричинювати серцево-судинні захворювання, порушення функціонування шлунково-кишкового тракту, ендокринних залоз, алергічні захворювання і новоутворення в організмі людини.

Рис. 113. Добова потреба води залежно від маси тіла людини

Проаналізуйте схему. Виявіть добову потребу води відповідно до вашої маси. Прокоментуйте залежність добової потреби води в організмі людини від маси тіла.

Підготуйте повідомлення «Кількість води та порушення в організмі людини», використовуючи наукову літературу та інтернет-джерела.

Якість води - поєднання хімічного і біологічного складу та фізичних властивостей води водного об’єкта, яке зумовлює її придатність для певних видів використання. Критерії якості питної води - встановлені значення показників якості води (фізичні, хімічні, біологічні), що відповідають певним вимогам, за яких надійно захищається здоров’я людини.

До фізичних показників якості води належать температура, прозорість чи каламутність, колір, запах і смак.

Хімічними показниками є кислотність (pH), окиснюваність (показник умісту органічних сполук), жорсткість або мінералізація (показник умісту неорганічних солей), а також концентрації низки хімічних речовин (основні йони, розчинні гази, біогенні речовини, мікроелементи, радіоактиві речовини, специфічні забруднювальні речовини). Слід зауважити, що води, абсолютно вільної від більшості шкідливих хімічних сполук, не існує. Важливо, щоб їх наявність не перевищувала встановленого безпечного максимального рівня - цей показник називається гранично допустимою концентрацією. Переважна більшість шкідливих речовин при перевищенні гранично допустимих концентрацій чинить негативний вплив на життя та здоров’я людини.

До біологічних (мікробіологічних) показників належить уміст кишкової палички (колі-індекс), сапрофітних бактерій, а також конкретних видів патогенних бактерій (таких, як холерний вібріон), вірусів і одноклітинних еукаріотичних паразитів, наявність яких може призвести до виникнення інфекційних хвороб у людини.

В Україні 2005 р. прийнято «Закон про питну воду», у якому прописані всі правила й вимоги із забезпечення населення якісною питною водою. У доповнення до цього Закону МОЗ України в 2010 р. затвердило нові санітарно-гігієнічні вимоги до питної води (табл. 3).

Таблиця 3.

Нормативи для питної води за окремими показниками

Показник

Норматив, мг/дм3 (не більше)

ВОЗ

ЄС

Україна

pH

6,5-8,5

6,5-8,5

6,0-9,0

Алюміній

1,5

0,05-0,2

0,5

Ферум

0,3

0,2

0,3

Фтор

1,5

2,0

1,5

Плюмбум

0,01

0,025

0,03

Нітрати

50

50

45

Хлориди

250

250

350

Проаналізуйте таблицю. Прокоментуйте нормативи для питної води за окремими показниками в Україні.

1. Що таке ендемічні захворювання?

2. Які функції води в організмі людини?

3. Обґрунтуйте необхідність надходження певної кількості води впродовж доби до організму людини.

4. Назвіть критерії якості питної води.

5. Оцініть важливість якості питної води для збереження здоров’я.