При включении в ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая» допустимого содержания нитратов опирались на результаты отечественных и зарубежных исследований о возникновении водно-нитратной метгемоглобинемии. Согласно современной теории, нитраты в кишечнике человека восстанавливаются в нитриты под влиянием обитающих там бактерий. Всасывание нитритов ведет к образованию метгемоглобина и к частичной инактивации гемоглобина. Таким образом, в основе заболевания лежит та или иная степень кислородного голодания, симптомы которого проявляются в первую очередь у детей, особенно грудного возраста, которые болеют этой формой преимущественно при искусственном вскармливании (разведении сухих молочных смесей водой, содержащей нитраты) или при употреблении этой воды для питья. Дети старшего возраста менее подвержены этому заболеванию, так как у них сильнее выражены компенсаторные механизмы. Проявление болезни у них менее тяжелое.

Употребление воды, содержащей 2—11 мг/л нитратов, не вызывает повышение в крови уровня метгемоглобина, тогда как использование воды с концентрацией 50— 100 мг/л резко его увеличивает, причем растет и число лиц с повышенным содержанием метгемоглобина. Повышение уровня метгемоглобина в крови тем больше, чем моложе ребенок (X. Ш. Капанадзе, 1961 г.). При поступлении нитратов с питьевой водой в концентрации 105 мг/л в организме теплокровных животных снижается иммунологическая реактивность и нарушается способность к формированию условнорефлекторной деятельности. Меньшие концентрации нитратов в питьевой воде (не превышающие 40 мг/л) этих изменений не вызывали (А. В. Иванов и др., 1975).

Концентрация нитратов на уровне 10 мг/л (в пересчете на N) является безопасной и принята в качестве предельно допустимой в питьевой воде.

Бериллий довольно широко распространен в природе. Он содержится в минералах, горных породах, живых организмах, а также в некоторых природных водах. Бериллий является ядом общетоксического действия с высокой степенью кумуляции, приводящим к поражению дыхательной, нервной и сердечно-сосудистой систем. Он оказывает угнетающее действие на некоторые ферменты организма и состояние красной крови. Характерной особенностью бериллия является длительный латентный период проявления интоксикации и отсутствие прямой корреляции между дозой действующего вещества, продолжительностью контакта и реакцией организма. Изучение хронического влияния малых концентраций бериллия определило его пороговую концентрацию, вызывающую функциональное нарушение эритропоэза в костном мозгу, изменения состояния красной крови и условнорефлекторной деятельности белых крыс. Она оказалась равной 0,002 мг/л. В качестве допустимого содержания бериллия в питьевой воде была предложена концентрация 0,0002 мг/л, которая не действовала вредно на организм животных (Л. А. Сажина, 1965 г.).

Молибден встречается в почвах, растениях, организме животных, а также в природных водах. В некоторых районах Армянской ССР подземные воды выявили повышенное содержание молибдена. Миграция молибдена в водах часто происходит в виде иона молибденовой кислоты. Молибден выделяется из организма довольно быстро и его кумулятивные свойства выражены слабо. Молибден: оказывает угнетающее влияние на активность костной фосфатазы, вызывает уменьшение содержания меди в организме. При избытке молибдена у животных и человека усиливается синтез ксантиноксидазы и образование мочевой кислоты, что у людей ведет к заболеванию «молибденовой подагрой». При хронической затравке животных молибден вызывает выраженные функциональные сдвиги в организме, в частности, увеличение количества сульфгидрильных групп в сыворотке крови и печени, а также уменьшение количества витамина С в печени. В качестве допустимого содержания молибдена в питьевой воде предложена концентрация на уровне 0,5 мг/л (Т. А. Асмангулян, 1965 г.).

В некоторых географических областях (биогеохимических провинциях) отмечено повышенное содержание селена. Например, в открытых водоемах биогеохимических селеновых провинций США содержание селена достигает 0,2 мг/л, а в подземных водах — до 9 мг/л. Здесь зарегистрированы заболевания людей и животных, вызванные повышенным содержанием селена во внешней среде. Селен входит в VI группу периодической системы элементов и по своим химическим свойствам занимает промежуточное положение между серой и теллуром. Согласно современным представлениям, селен обладает политропным действием на организм с преимущественным поражением печени, почек, костного мозга и центральной нервной системы. В основе токсического действия селена лежит блокада тиоловых групп ряда биологических субстратов — таких, как глютатион, цистеин и др.

Детальные исследования процесса влияния селена на животных показали, что его концентрация, равная 0,0001 мг/л, не вызывает статистически достоверных изменений ни по одному экспериментальному тесту. Эта же доза селена не выявила структурных изменений внутренних органов животных и при хроническом действии. В результате доза 0,0001 мг/л была принята в качестве гигиенического норматива селена в питьевой воде (H. П. Плетникова, 1970 г.).

Стабильный стронций — Sr — распространен в природных водах, причем его концентрации колеблются в широких пределах (от 0,1 до 45 мг/л). При действии больших концентраций стронция изменения в организме проявляются в первую очередь со стороны минерального обмена и ферментативных процессов в костной ткани. Он не обладает резко выраженными кумулятивными свойствами, но имеет довольно широкий спектр действия при длительном поступлении в организм.

В конце 70-х годов советские ученые провели комплексное гигиеническое исследование по оценке влияния стабильного стронция питьевых вод в условиях хронического эксперимента на животных и при обследовании больших контингентов детей и подростков, проживающих в гидрогеохимическом регионе с повышенным содержанием стронция в подземных водах. В результате исследователи пришли к выводу: длительное употребление питьевой воды, содержащей стронций на уровне 7,0 мг/л, не вызывает функциональных и морфологических изменений как на уровне тканей и органов, так и целостного организма человека. Эта величина была рекомендована в качестве норматива стабильного стронция для питьевой воды.

Радиоактивный химический элемент уран относится к VI группе периодической системы. Он является самым тяжелым из химических элементов, принимающим участие в строении земной коры, и обладает сравнительно повышенным распространением среди элементов конца таблицы Д. И. Менделеева. По образному выражению В. И. Вернадского, уран является составной частью биосферы, находится во всех растительных и животных организмах в ультрамикроскопических количествах, его относят к нормальным компонентам протоплазмы клеток.

В связи с большим периодом полураспада (2,47—4,51 10⁹ лет) уран обладает малой радиоактивностью. Так, 2800 кг природного урана по радиоактивности равны 1 г Ra²²⁶, что составляет 1 кюри.

Токсичность соединений урана находится в прямой зависимости от их растворимости. Все соединения его при контакте с биологическими средами переходят в раствор, но по скорости этого процесса они делятся на легкорастворимые (например, азотнокислые и углекислые соли) и малорастворимые (например, окислы урана). Экспериментальные исследования показали, что при длительном воздействии на уровне 60 мг/л уменьшается содержание аминокислот и хлоридов в моче, что свидетельствует о нарушении канальцевой реабсорбации под влиянием урана. При хроническом влиянии урана в концентрациях 6 и 60 мг/л у белых крыс замечены задержка полового созревания и нарушение ритма полового цикла.

Уровень активности щелочной фосфатазы сыворотки крови экспериментальных животных возрос к 11-му месяцу затравки ураном в концентрациях 6 и 60 мг/л, что связано с ее поступлением в кровь из внутренних органов. Увеличение активности кислой фосфатазы отмечено в гемогенате селезенки кроликов, получавших уран на уровне 30 мг/л. Таким образом, изменения со стороны ферментных систем — первое звено в реакции на хронические воздействия малых концентраций элемента.