Бывший резервуар для питьевой воды в парке округа Сивелл, графство Нортгемптоншир, Англия.

Подробнее по этой теме

: Индукция коллектора

Из перечисленных выше различных видов деятельности, вызывающих землетрясения, наиболее важным является заполнение крупных водохранилищ. Более 20 значительных …

Из-за погодных изменений естественный поток ручьев и рек сильно меняется со временем. Периоды избыточного стока и затопления долин могут чередоваться с маловодьем или засухой. Роль водохранилищ, таким образом, состоит в том, чтобы накапливать воду в периоды более высокого стока, тем самым предотвращая стихийные бедствия, связанные с наводнениями, а затем обеспечивать постепенный сброс воды в периоды более низкого стока. Простые водохранилища, вероятно, были созданы в начале истории человечества для обеспечения питьевой водой и орошением.Из южной Азии и северной Африки водохранилища распространились на Европу и другие континенты.

Водохранилища обычно образуются путем строительства плотин через реки, но внеканальные водохранилища могут быть образованы водозаборными сооружениями и каналами или трубопроводами, по которым вода из реки поступает в естественные или искусственные впадины.

Когда поток затопляется в резервуаре, скорость потока уменьшается и осаждается осадок. Таким образом, ручьи, переносящие много взвешенных наносов, являются плохими местами для водохранилищ; заиление быстро снизит емкость хранилища и значительно сократит срок службы небольшого резервуара.Даже в более крупных резервуарах осаждение представляет собой частую и серьезную проблему. Поскольку удаление отложившихся отложений из резервуаров, как правило, является слишком дорогостоящим для практического применения, резервуары на потоке, нагруженном наносами, обычно планируются для обеспечения резерва емкости для компенсации истощения, вызванного отложениями. Несмотря на это, продолжительность жизни большинства водохранилищ не превышает 100 лет при нынешних темпах седиментации.

Сопутствующая проблема — эрозия русла ручья под водохранилищем при сбросе воды. Поскольку наносные наносы оседают в резервуаре, сбрасываемая вода восстанавливает транспортную способность, что приводит к эрозии русла.

Вода в резервуаре может быть потеряна в результате испарения с поверхности, просачивания в окружающую почву или скалы, а также просачивания через фундамент плотины. Потери через просачивание обычно можно уменьшить, но потери от испарения часто имеют серьезные последствия.Общее испарение с водной поверхности в умеренном и тропическом климате может достигать нескольких метров в год. Во влажных регионах эти потери компенсируются прямыми осадками, а чистые потери поверхности могут быть умеренными или незначительными. В регионах с меньшим количеством осадков чистые потери могут быть значительными, составляя 1,5 метра (5 футов) или более ежегодно в некоторых пустынных районах.

Водохранилища различаются по размеру и сложности от небольших одноцелевых водохранилищ до огромных и сложных многоцелевых водохранилищ.Одноцелевой резервуар предназначен для выполнения только одной функции, такой как орошение, выработка электроэнергии, навигация, борьба с наводнениями, водоснабжение, отдых или регулирование низкого стока. Возникла тенденция к строительству многоцелевых резервуаров, предназначенных для выполнения как минимум двух основных функций.

Водохранилища могут оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду (например, разрушение местообитаний рыб и экосистем), а крупномасштабные проекты водохранилищ могут потребовать затопления больших и малых городов.Например, строительство плотины «Три ущелья» на реке Янцзы (Чанг Цзян) в Китае, предназначенной в первую очередь для борьбы с наводнениями и в качестве источника электроэнергии, заставило почти два миллиона человек покинуть свои дома. Социальные и экологические воздействия необходимо учитывать на этапах планирования новых водохранилищ.

Относительно небольшие закрытые водоемы — привычная достопримечательность большинства городов. Часто сооружаемые на холмах или поддерживаемые стальными резервуарами на башнях, эти резервуары являются неотъемлемой частью большинства местных систем водоснабжения.Обычно они обеспечивают объем водохранилища, равный средней потребности сообщества в воде в течение одного дня. Резервуары приподняты, чтобы обеспечить необходимое давление воды в трубопроводах. Вода используется для чрезвычайных ситуаций, таких как отключения электроэнергии, отказы насосных станций и пожаротушение. Кроме того, эти резервуары служат для удовлетворения пиковых почасовых потребностей населения в воде. Когда потребность в воде превышает среднесуточную потребность, вода вытекает из резервуаров в распределительную сеть. Когда потребность в воде очень низкая (т.е., поздно ночью), высотные насосы заправляют баки.

Водохранилища — обзор

Введение

Триазиновые гербициды в грунтовых водах, поверхностных водах, водохранилищах и осадках были обнаружены по всей территории Соединенных Штатов. В результате были завершены многочисленные исследования для документирования образования, использования, разложения, судьбы и транспорта триазиновых гербицидов и продуктов их разложения в окружающей среде. Сельскохозяйственные практики в Соединенных Штатах часто требуют широкого использования гербицидов для выращивания сельскохозяйственных культур. Собранные данные показывают, что примерно 16% из 209 миллионов кг всех гербицидов, примененных в течение 1997 года в Соединенных Штатах, были триазиновыми гербицидами, которые использовались в растениеводстве на Среднем Западе (Gianessi and Marcelli, 2000). Добровольное снижение рекомендованных норм внесения повлияло на частоту обнаружения некоторых триазиновых гербицидов и продуктов их разложения. Мониторинг последствий этих изменений важен для понимания возникновения, судьбы и переноса этих гербицидов и продуктов их разложения.

На протяжении десятилетия 1990-х гг. Наличие, судьба и перенос сельскохозяйственных химикатов изучались Программой гидрологии токсичных веществ Геологической службы США в верхней части Среднего Запада США (Scribner et al., 2005). Этот регион был выбран для исследования, поскольку он является крупнейшим и наиболее интенсивным районом выращивания пропашных культур в стране (иногда его называют «кукурузным поясом») (рис. 30.1). Следовательно, большая часть сельскохозяйственных триазиновых гербицидов, используемых в Соединенных Штатах, применяется для обработки сельскохозяйственных культур в этом регионе. К основным пропашным культурам относятся кукуруза, сорго и соя, на которые в 1997 году было внесено около 24 миллионов кг гербицидов, таких как атразин, цианазин и симазин (Gianessi and Marcelli, 2000). Другим важным регионом, выбранным для исследования Геологической службой США, был юг Соединенных Штатов (рис. 30.1), который включает в себя дельту реки Миссисипи (часто называемую «хлопковым поясом»), озера Плайя в Техасе и районы выращивания хлопка и риса. Аризоны, Арканзаса и Калифорнии. Хлопок и рис получают равные или более высокие нормы внесения гербицидов на акр, чем кукуруза или соя.В 1997 г. в этих штатах было применено более 8 миллионов кг триазиновых гербицидов (Gianessi and Marcelli, 2000).

Рисунок 30.1. Расположение районов исследования USGS для триазиновых гербицидов на Среднем Западе и юге США.

В связи с мониторингом наличия гербицидов и продуктов разложения, исследования USGS в течение последнего десятилетия подчеркивали разработку методов анализа триазиновых гербицидов и продуктов их разложения. Для исследования и разработки аналитических методов для пестицидов в 1988 году Геологическая служба США открыла лабораторию органической геохимии в Лоуренсе, штат Канзас.Аналитические методы разрабатывались и продолжают развиваться в лаборатории для измерения гербицидов и концентраций продуктов их разложения. Например, разработка методов USGS включала иммуноферментные анализы (ELISA) (Thurman et al., 1990; Fallon and Thurman, 1996; Pomes et al., 1998), автоматизированную твердофазную экстракцию (Mills and Thurman, 1992; Meyer et al., 1993; Thurman and Mills, 1998; Thurman and Snavely, 2000), газовой хроматографии / масс-спектрометрии (ГХ / МС) (Thurman et al., 1990; Циммерман и Турман, 1999; Kish et al., 2000), высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) (Lerch et al., 1997; Zimmerman et al., 2000) и жидкостной хроматографии / масс-спектрометрии (LC / MS) ( Феррер и др., , 1997, 1999, 2000). Анализы гербицидов и продуктов разложения перечислены в Scribner et al. (2000b).

Изучение химии, судьбы и переноса триазиновых гербицидов и продуктов их разложения в поверхностных и грунтовых водах также было одним из основных направлений работы Геологической службы США.Ряд исследований рассеяния поля был проведен для атразина, цианазина, пропазина и симазина. Эти исследования рассеяния привели к описанию структуры и переноса многих продуктов разложения триазиновых гербицидов в водной среде (Mills and Thurman, 1992, 1994; Thurman et al., 1994). В этой главе кратко описаны использование триазинового гербицида, исследования качества воды, наличие и разложение продуктов разложения триазина, а также возможность переноса продуктов разложения триазина в поверхностных и грунтовых водах.

Для чего используются водохранилища и плотины?

На протяжении веков мировые водные ресурсы разрабатывались на благо человечества. Строительство плотин для создания водохранилищ послужило многим целям.

Они также используются для регулирования стока воды в реках. Воду из водохранилища можно сбрасывать в более засушливые сезоны, чтобы поддерживать дикую природу и окружающую среду ниже по течению, а также обеспечивать ресурсы для использования людьми.

Водоснабжение

Вода из резервуаров может использоваться для снабжения водой наших домов и заводов.Резервуары предназначены для хранения дождя, выпадающего в более влажные периоды года, так что в более засушливые периоды имеется постоянная подача воды.

Godley Service Reservioir, недалеко от Манчестера,
к северо-западу от Англии, во время строительства

Вода из резервуаров должна быть очищена перед использованием. Это делается на водоочистных сооружениях. Добавляются химические вещества, которые помогают удалить нежелательные встречающиеся в природе минеральные частицы и вредные бактерии. Грязь и другие мелкие частицы обычно удаляются путем фильтрации воды через слой песка и гравия или путем добавления химикатов, которые заставляют частицы слипаться, чтобы их можно было отделить от воды.

После очистки вода направляется в резервуар для обслуживания (или хранения), готовый к распределению. Резервуары для обслуживания — это закрытые резервуары. В Великобритании существует сеть из десятков тысяч километров подземных трубопроводов, по которым ежедневно проходят миллиарды литров чистой воды в дома, офисы, школы, фабрики и больницы.

Узнайте больше об очистке воды и ее распределении.

Hydroelectric Power

Плотина Лаэрг в Шотландии и ее электростанция

Резервуары могут использоваться для хранения воды для подпитки гидроэлектростанций.Гидроэлектроэнергия вырабатывается за счет использования энергии падающей воды для привода водяных турбин, которые, в свою очередь, приводят в действие электрогенераторы. Вода из резервуара хранится на более высоком уровне, чем турбины, установленные на электростанции. Иногда электростанция находится прямо перед плотиной, и вода через плотину подается прямо к турбинам. В других случаях электростанция находится на некотором расстоянии вниз от водохранилища, и вода подается к ней по длинным трубам или туннелям, называемым водозаборными затворами.

Узнайте о посещении электростанций Dinorwig и Ffestiniog в Северном Уэльсе.

Контроль наводнений

Река Ротер затопила Робертсбридж,
в Сассексе, Англия, в октябре 2000 г.

Вода из снега и дождя попадет в ручьи и реки и, в конечном итоге, в море. После сильных штормов, сильного снегопада или дождя в течение нескольких дней уровень воды в реках может резко подняться. Иногда вода течет по берегам или стенам рек, вызывая затопление сельскохозяйственных угодий, собственности и, в худшем случае, гибель людей.

Частично открытые шлюзы
на плотине Тарбела — Пакистан

Водохранилище можно использовать для контроля количества воды, текущей в реке после сильного дождя. Уровень воды в водохранилище поддерживается на низком уровне в более дождливые периоды года. Когда идет сильный дождь, он останавливается плотиной и задерживается в водохранилище. Когда водохранилище становится слишком полным, паводковые воды могут проходить вниз по течению через водосброс.

Иногда шлюзы используются поверх водосбросов, и они могут быть полностью или частично открыты, чтобы контролировать количество воды, попадающей в реку вниз по течению.

Орошение

Растения будут расти естественным образом на плодородной почве, орошаемой дождем. Однако в регионах мира, где климат очень засушливый в некоторые сезоны, почва становится настолько сухой, что ограничивает рост растительности. Эту проблему можно решить с помощью орошения — искусственной системы полива земли.

Вода для орошения может храниться в резервуарах во время сезона дождей, а в более засушливые сезоны она может сбрасываться из резервуара и распределяться по земле через систему каналов.Обычно вода под действием силы тяжести течет к участкам, в которых она необходима, либо воду можно выкачивать из каналов на сушу.

Плотина Рио-Кобре и ее главный оросительный канал на Ямайке

Навигация

Один из судов блокирует операцию
на плотине Гечжоу
на реке Янцзы в Китае

Строительство плотины через реку образует водохранилище, которое поднимает уровень воды вверх по течению, накапливает воду и замедляет скорость ее течения. Это улучшает условия навигации выше плотины для судов и лодок. Опасные участки скал и отмелей, ранее находившиеся на мелководье, хорошо покрываются, а пороги на реке исчезают. Кроме того, воду из водохранилища можно сбрасывать в реку вниз по течению в более засушливые сезоны года, чтобы обеспечить ее достаточную глубину для навигации круглый год.

Плотина является барьером для любого судоходства, поэтому судоходные шлюзы (аналогичные шлюзу на каналах в Великобритании) могут быть построены с одной стороны плотины, или в дамбу могут быть встроены специальные лифты для подъема и спуска судов.

Модель плотины «Три ущелья» с судоподъемником и судовым шлюзом

Судоподъемник и судоходный шлюз устанавливаются на плотине «Три ущелья», которая в настоящее время строится через реку Янцзы в Китае. Судовой шлюз будет иметь два канала протяженностью 1,6 км каждый. В каждом канале будет пять ступенек для подъема и опускания судов на максимальную высоту 113 метров.

пресных вод Земли

Лекция 22 — Пресные воды Земли

Лиза Tauxe

Наука гидрологии

Земля уникальна в Солнечной системе, потому что вода существует во всех три его возможных состояния: твердое, жидкое и пар (газ). Вода в постоянное движение и мигрирует между земной корой и атмосферой в бесконечный цикл, известный как гидрологический цикл .

Вода движется из океанов в атомосферу, в дождевую воду, в корка в ручьях, ледниках, озерах и в конечном итоге возвращается в океан. Изучите ниже:

Испарение — это процесс преобразования жидкой воды. в водяной пар, газ в атмосфере. Воздух может удерживать определенное количество водяного пара в зависимости от его температуры и давления. Горячий воздух может удерживают больше водяного пара, чем холодный воздух. Основная движущая сила испарения тепло от солнца.Таким образом, большая часть испарения происходит над океанами. на низких широтах. Однако воду также можно превратить в водяной пар через листья растений ( транспирация ) или непосредственно из твердого льда ( сублимация ).

По мере движения воздушной массы она может подниматься. Когда он поднимается, давление воздуха падает так он расширяется. Когда воздух расширяется, он охлаждается. Воздух тогда не может удерживаться, как много водяного пара, и вода конденсируется в виде капель в облаках. Когда облако становится слишком тяжелым, оно осаждает .

Осадки происходят, когда вода падает с неба, либо как лед (снег или град) или жидкая вода (дождь). Осадки падают на Земля либо поглощается землей в результате процесса, известного как инфильтрация или становится поверхностным стоком . Воду можно временно хранить в различные резервуары , либо над землей в озерах, ручьях, ледниках, и т. д. или под землей как подземные воды .

Будет ли вода просачиваться в землю или становится стоком, зависит на землю, на которую он падает.Асфальт не является абсорбентом. и застройка городов существенно повлияла на способность воды всасываться в резервуар грунтовых вод. Также тип растительности может повлиять на сток. Вырубка деревьев для создания пахотных земель снижает способность земли быстро впитывать воду, увеличивает сток и, кстати, также увеличивает эрозию. Вырубка лесов на возвышенностях Индии способствует значительно к наводнению в Бангладеш.

Резервуары

Следующим по величине резервуаром являются ледники и полярные льды, содержащие только более 2% доступной воды. В то время как некоторые страны развлекали возможность перетаскивать айсберги с замерзшего Севера и использовать их как источник пресной воды (особенно Саудовская Аравия), это экономически невыгодно выполнимо в большинстве случаев.

Ниже уровня грунтовых вод грунт насыщен грунтовыми водами. Земля, которая несет или может переносить воду, называется водоносным горизонтом .Если водоносный горизонт окружен относительно непроницаемыми слоями ( водоупоры ), ограниченный таким образом водоносный горизонт называется артезианским . Без водоёмов, водоносный горизонт безнапорный . Водоносные горизонты перезаряжаются, когда вода проникает в них. Подзарядка артезианских водоносных горизонтов через окна где водоупорные водоемы отсутствуют или водоносный горизонт перекрывает поверхность. Питание усиливается за счет естественного растительного покрова, равнинного рельефа, водопроницаемые почвы, глубокий уровень грунтовых вод без вмешательства водоупора кровати.

Вода в артезианском водоносном горизонте ограничена. Вода будет хлестать из артезианский водоносный горизонт, если пробит ниже уровня грунтовых вод у источника. Этот Происходит на артезианской скважине . (см. рисунок 12.11 в вашей книге).

Подземные воды движутся через водоносные горизонты под действием силы тяжести. Скорость на котором он движется, зависит от наклона водного зеркала (гидравлический привод градиент ), пористость и способность материала пропускать вода (гидравлическая проводимость).Как правило, самые пористые породы, такие как как песок и гравий, обладают наибольшим потенциалом для использования в качестве продуктивных водоносных горизонтов. Расход воды обычно очень низкий (несколько см в день).

Когда вода выходит из водоносного горизонта, это называется сбросом . Увольнять может быть в местах, где уровень грунтовых вод пересекает поверхность, например в родниках или в источниках, или в колодцах. Если разряд превышает заряд (например, если в зоне подпитки наблюдается чрезмерная перекачка или засуха), то уровень грунтовых вод будет понижен и образует конус вокруг колодцев в водоносный горизонт (см. рисунок 12.13 в твоей книге или на этой картинке

Поскольку грунтовые воды движутся так медленно, пополняя истощенный водоносный горизонт требуется время — иногда тысячи лет. Кроме того, при загрязнении грунтовых вод на его очистку уходит много времени (и / или много денег !!!).

Хранение воды — Образование в области энергетики

Хранение воды означает удержание воды в замкнутой области в течение определенного периода времени. Хранение воды может быть естественным или искусственным.Хранение естественной воды происходит во всех частях гидрологического цикла. Вода может храниться в атмосфере, на поверхности Земли или под землей. Искусственное хранение воды осуществляется по разным причинам и осуществляется в малых и больших масштабах. Места хранения воды обычно называют резервуарами. ^[1]

Хранение естественной воды и гидрологический цикл

основная статья

Каждая стадия гидрологического цикла включает в себя хранение воды (рис. 1).Хранение воды на Земле можно разделить на три основных естественных места: над, на и под поверхностью Земли. Вода может храниться в атмосфере, на поверхности Земли или под землей. ^[2] Эти водохранилища чаще всего известны как водохранилища . Естественные резервуары включают океаны, ледники и другие льды, грунтовые воды, озера, влажность почвы, водно-болотные угодья, живые организмы, атмосферу и реки. ^[1]

В совокупности все водные хранилища составляют гидросферу.Больше всего воды на Земле содержится в океанах и морях, затем в ледниках и грунтовых водах. ~ 97% воды в мире хранится в океанах в виде соленой воды. Подавляющая часть воды хранится здесь, поэтому океаны можно рассматривать как начальную и конечную точку гидрологического цикла. Вода из океана испаряется в атмосферу, а затем падает обратно на поверхность Земли в виде осадков. Большая часть осадков выпадает обратно в океан, но некоторые осадки выпадают на сушу. ^[1]

Вода перемещается из резервуара в резервуар посредством множества различных механизмов переноса, таких как испарение, конденсация и т. Д. Каждый тип резервуара (например, атмосферный, водоносный пласт, озера) имеет разное время пребывания. Время пребывания — это то, как долго вода остается в резервуаре. Вода в атмосфере остается там в среднем 15 дней, а влажность почвы — пару месяцев. Озера пополняют запасы воды каждые 50–100 лет, а грунтовые воды могут находиться в водохранилище от 100 до 10 000 лет.Ледяные шапки имеют самое долгое время существования — до 200 000 лет. Тип хранилища, которое происходит на поверхности земли и под землей, во многом зависит от геологических особенностей местности и связан с типами почвы и типами горных пород, присутствующих в местах хранения. ^[1]

Искусственное хранилище воды

Искусственное водохранилище предназначено для коммерческих и частных целей. Размеры искусственных хранилищ воды варьируются от дождевых бочек и бытовых резервуаров для воды до городских инфраструктур и промышленных резервуаров.Некоторые из более мелких типов искусственных хранилищ включают водонапорные башни, резервуары и дождевые бочки для использования людьми во время засухи или в районах, где нет легкого доступа к источникам воды. Коммерческое использование для искусственного хранения воды, как правило, более масштабно, например, в водоемах и плотинах. Некоторые примеры отраслей, использующих накопление воды, включают различные виды горнодобывающей промышленности, сельского хозяйства (для орошения и животноводства) и производства энергии. ^[4]

Важным применением искусственных накопителей воды является гидроэнергетика.За плотиной гидроэлектростанции создается резервуар с водой. Вода в водохранилище находится на большей высоте, чем вода по другую сторону плотины. Затем плотина преобразует потенциальную энергию воды в механическую. Это достигается за счет того, что капля воды проходит через плотину и толкает лопасти турбины по мере ее падения. Высота, на которой находится эта вода, известна как гидравлический напор, и это один из основных факторов, определяющих, сколько электроэнергии может быть произведено. ^[5]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

принципов эпидемиологии | Урок 1

Раздел 10: Цепь заражения

Как описано выше, традиционная модель эпидемиологической триады утверждает, что инфекционные заболевания возникают в результате взаимодействия агента, хозяина и окружающей среды.Более конкретно, передача происходит, когда агент покидает свой резервуар или хост через портал выхода , передается некоторым режимом передачи и входит через соответствующий портал входа , чтобы заразить восприимчивый к хост . Эту последовательность иногда называют цепью заражения.

Рисунок 1.19 Цепь заражения

Описание изображения

Источник: Центры по контролю и профилактике заболеваний.Основы эпидемиологии, 2-е изд. Атланта: Министерство здравоохранения и социальных служб США; 1992.

Резервуар

Резервуар инфекционного агента — это среда обитания, в которой возбудитель обычно живет, растет и размножается. Резервуары включают людей, животных и окружающую среду. Резервуар может быть или не быть источником, из которого агент передается на хост. Например, резервуаром Clostridium botulinum является почва, но источником большинства инфекций ботулизма являются ненадлежащие консервы, содержащие C.botulinum споры.

Человеческие резервуары. Многие распространенные инфекционные болезни носят человеческий характер. Заболевания, которые передаются от человека к человеку без посредников, включают венерические заболевания, корь, эпидемический паротит, стрептококковую инфекцию и многие респираторные патогены. Поскольку люди были единственным резервуаром вируса оспы, естественная натуральная оспа была ликвидирована после выявления и изолирования последнего случая заболевания человека.8

Человеческие резервуары могут проявлять или не проявлять последствия болезни.Как отмечалось ранее, носитель — это человек с явной инфекцией, способный передавать патоген другим людям. Бессимптомные, пассивные или здоровые носители — это те, кто никогда не испытывает симптомов, несмотря на то, что они инфицированы. Инкубационные носители — это те, кто может передавать возбудитель в течение инкубационного периода до начала клинического заболевания. Выздоравливающие носители — это те, кто выздоровел от своей болезни, но по-прежнему способен передавать инфекции другим. Хронические носители — это те, кто в течение месяцев или даже лет после первоначального заражения продолжает быть носителем патогена, такого как вирус гепатита B или Salmonella Typhi, возбудителя брюшного тифа.Одним из печально известных носителей является Мэри Мэллон, или Тифозная Мэри, которая была бессимптомным хроническим носителем Salmonella Typhi. Работая поваром в Нью-Йорке и Нью-Джерси в начале 1900-х, она непреднамеренно заразила десятки людей, пока ее не поместили в изоляцию на острове в Ист-Ривер, где она умерла 23 года спустя. ( 45 )

Носители обычно передают болезнь, потому что не осознают, что инфицированы, и, следовательно, не принимают никаких специальных мер предосторожности для предотвращения передачи.С другой стороны, люди с симптомами, которые знают о своем заболевании, могут с меньшей вероятностью передать инфекцию, потому что они либо слишком больны, чтобы выходить на улицу, либо принимают меры предосторожности, чтобы уменьшить передачу, либо получают лечение, ограничивающее болезнь.

Резервуары для животных. Люди также подвержены болезням, носителями которых являются животные. Многие из этих болезней передаются от животного к животному, случайными хозяевами являются люди. Термин зооноз относится к инфекционному заболеванию, которое передается в естественных условиях от позвоночных животных человеку.К давно признанным зоонозам относятся бруцеллез (коровы и свиньи), сибирская язва (овцы), чума (грызуны), трихинеллез / трихинеллез (свиньи), туляремия (кролики) и бешенство (летучие мыши, еноты, собаки и другие млекопитающие). Зоонозы, недавно возникшие в Северной Америке, включают энцефалит Западного Нила (птицы) и оспу обезьян (луговые собачки). Считается, что многие недавно выявленные инфекционные заболевания человека, включая ВИЧ / СПИД, инфекцию Эбола и SARS, возникли от животных-хозяев, хотя эти хозяева еще не идентифицированы.

Экологические резервуары. Растения, почва и вода в окружающей среде также являются резервуарами для некоторых инфекционных агентов. Многие грибковые агенты, например вызывающие гистоплазмоз, живут и размножаются в почве. Вспышки болезни легионеров часто связаны с водоснабжением в градирнях и испарительных конденсаторах, резервуарах для возбудителя болезни Legionella pneumophila.

Портал съезда

Портал выхода — это путь, по которому патоген покидает своего хозяина.Портал выхода обычно соответствует месту, где локализуется возбудитель. Например, вирусы гриппа и Mycobacterium tuberculosis выходят из дыхательных путей, шистосомы через мочу, холерные вибрионы в кале, Sarcoptes scabiei при чесоточных поражениях кожи и энтеровирус 70, вызывающий геморрагический конъюнктивит, в конъюнктивальных секретах. Некоторые переносимые с кровью агенты могут выходить через плаценту от матери к плоду (краснуха, сифилис, токсоплазмоз), в то время как другие выходят через порезы или иглы в коже (гепатит B) или кровососущие членистоногие (малярия).

Режимы трансмиссии

Инфекционный агент может передаваться из своего естественного резервуара восприимчивому хозяину различными путями. Существуют разные классификации способов передачи. Вот одна классификация:

• Прямой
  • Прямой контакт
  • Распространение капли
• Косвенный
  • В воздухе
  • Транспортное средство
  • Переносимые переносчиками (механические или биологические)

При прямой передаче инфекционный агент передается из резервуара к восприимчивому хозяину путем прямого контакта или распространения через капли.

Прямой контакт происходит при контакте кожа к коже, поцелуях и половом акте. Прямой контакт также относится к контакту с почвой или растительностью, в которой находятся инфекционные организмы. Таким образом, инфекционный мононуклеоз («болезнь поцелуев») и гонорея передаются от человека к человеку при прямом контакте. Анкилостомы передаются при прямом контакте с зараженной почвой.

Распространение капель означает спрей с относительно большими аэрозолями ближнего действия, образующимися при чихании, кашле или даже разговоре.Распространение капель классифицируется как прямое, потому что передача происходит прямым распылением на несколько футов, прежде чем капли упадут на землю. Коклюш и менингококковая инфекция являются примерами заболеваний, передающихся от инфекционного пациента к восприимчивому хозяину воздушно-капельным путем.

Непрямая передача относится к передаче инфекционного агента из резервуара к хозяину с помощью взвешенных частиц воздуха, неодушевленных предметов (транспортных средств) или одушевленных посредников (переносчиков).

Передача через воздух происходит, когда инфекционные агенты переносятся пылью или ядрами капель, взвешенных в воздухе.Пыль, переносимая по воздуху, включает материал, осевший на поверхности и ресуспендированный потоками воздуха, а также инфекционные частицы, уносимые ветром из почвы. Ядра капель представляют собой высушенный остаток размером менее 5 микрон. В отличие от капель, которые падают на землю с расстояния в несколько футов, ядра капель могут оставаться в воздухе в течение длительных периодов времени и могут разлетаться на большие расстояния. Корь, например, случилась у детей, которые пришли в кабинет врача после того, как ушел ребенок, заболевший корью, потому что вирус кори оставался в воздухе в подвешенном состоянии.( 46 )

Транспортные средства , которые могут косвенно передавать инфекционный агент, включают пищу, воду, биологические продукты (кровь) и фомиты (неодушевленные предметы, такие как носовые платки, постельные принадлежности или хирургические скальпели). Транспортное средство может пассивно переносить патоген, так как пища или вода могут переносить вирус гепатита А. В качестве альтернативы, носитель может обеспечивать среду, в которой агент растет, размножается или вырабатывает токсин, поскольку неправильно консервированные продукты создают среду, которая поддерживает выработку ботулинического токсина Clostridium botulinum .

Переносчики , такие как комары, блохи и клещи, могут переносить инфекционный агент чисто механическим путем или могут поддерживать рост или изменения возбудителя. Примерами механической передачи являются мухи, несущие Shigella на своих конечностях, и блохи, несущие в кишечнике Yersinia pestis , возбудителя чумы. Напротив, при биологической передаче возбудитель малярии или дракункулеза проходит созревание в промежуточном хозяине, прежде чем он может быть передан человеку (Рисунок 1.20).

Портал въезда

Портал входа относится к способу, которым патоген проникает в восприимчивого хозяина. Входной портал должен обеспечивать доступ к тканям, в которых может размножаться патоген или действовать токсин. Часто инфекционные агенты используют тот же портал для входа на новый хост, который они использовали для выхода с исходного хоста. Например, вирус гриппа покидает дыхательные пути исходного хозяина и попадает в дыхательные пути нового хозяина. Напротив, многие патогены, вызывающие гастроэнтерит, следуют так называемым «фекально-оральным» путем, потому что они покидают хозяина-источника с фекалиями, переносятся неадекватно вымытыми руками в транспортное средство, такое как еда, вода или посуда, и попадают в новый хозяин через рот.Другие пути проникновения включают кожу (анкилостомоз), слизистые оболочки (сифилис) и кровь (гепатит В, вирус иммунодефицита человека).

Рисунок 1.20 Сложный жизненный цикл Dracunculus medinensis (морской червь)

Описание изображения

Источник: Центры по контролю и профилактике заболеваний. Основы эпидемиологии, 2-е изд. Атланта: Министерство здравоохранения и социальных служб США; 1992.

Хост

Последнее звено в цепи заражения — восприимчивый хозяин.Восприимчивость хозяина зависит от генетических или конституциональных факторов, специфического иммунитета и неспецифических факторов, которые влияют на способность человека противостоять инфекции или ограничивать патогенность. Генетический состав человека может увеличивать или уменьшать восприимчивость. Например, люди с серповидно-клеточной анатомией, по-видимому, хотя бы частично защищены от определенного типа малярии. Специфический иммунитет относится к защитным антителам, которые направлены против определенного агента. Такие антитела могут развиваться в ответ на инфекцию, вакцину или токсоид (токсин, который был деактивирован, но сохраняет свою способность стимулировать выработку антител к токсину) или могут быть получены путем трансплацентарной передачи от матери к плоду или путем инъекции антитоксина или иммуноглобулина.Неспецифические факторы, защищающие от инфекции, включают кожу, слизистые оболочки, кислотность желудочного сока, реснички в дыхательных путях, кашлевой рефлекс и неспецифический иммунный ответ. Факторы, которые могут повысить восприимчивость к инфекции за счет нарушения защитных сил хозяина, включают недоедание, алкоголизм, а также болезни или терапию, нарушающую неспецифический иммунный ответ.

Значение для общественного здравоохранения

Знание порталов выхода и входа, а также способов передачи дает основу для определения соответствующих мер контроля.В общем, меры контроля обычно направлены против сегмента инфекционной цепи, который наиболее подвержен вмешательству, если практические вопросы не требуют иного.

Операции направлены на:

• Контролирующий или устраняющий агент в источнике передачи
• Защита входных ворот
• Повышение защиты хоста

Для некоторых болезней наиболее подходящее вмешательство может быть направлено на контроль или устранение возбудителя в его источнике.Больного инфекционным заболеванием можно лечить антибиотиками для устранения инфекции. Бессимптомного, но инфицированного человека можно лечить как для избавления от инфекции, так и для снижения риска передачи другим людям. В сообществе почву можно обеззаразить или накрыть, чтобы предотвратить утечку возбудителя.

Некоторые вмешательства направлены на способ передачи. Прерывание прямой передачи может быть достигнуто путем изоляции человека с инфекцией или консультирования людей, чтобы избежать конкретного типа контакта, связанного с передачей.Передача в автомобиле может быть прервана путем ликвидации или дезактивации автомобиля. Чтобы предотвратить фекально-оральную передачу, усилия часто сосредотачиваются на изменении окружающей среды, чтобы снизить риск заражения в будущем, и на изменении поведения, например, на поощрении мытья рук. В отношении заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, стратегии могут быть направлены на изменение вентиляции или давления воздуха, а также на фильтрацию или обработку воздуха. Чтобы прервать передачу вируса переносчиками инфекции, меры могут быть направлены на борьбу с популяцией переносчиков инфекции, такие как опрыскивание для сокращения популяции комаров.

Некоторые стратегии защиты входных порталов просты и эффективны. Например, надкроватные сетки используются для защиты спящих людей от укусов комаров, которые могут передавать малярию. Маска и перчатки стоматолога предназначены для защиты стоматолога от крови, выделений и капель пациента, а также для защиты пациента от стоматолога. Чтобы снизить риск болезни Лайма и вирусной инфекции Западного Нила, которые передаются при укусах клещей и комаров, рекомендуется носить длинные брюки и рукава, а также использовать репелленты.

Некоторые вмешательства направлены на усиление защиты хозяина. Прививки способствуют выработке специфических антител, защищающих от инфекции. С другой стороны, профилактическое использование противомалярийных препаратов, рекомендованных для посетителей в эндемичных по малярии районах, не предотвращает заражения через укусы комаров, но предотвращает распространение инфекции.

Наконец, некоторые вмешательства направлены на предотвращение контакта патогена с восприимчивым хозяином. Концепция коллективного иммунитета предполагает, что если достаточно высокая доля людей в популяции будет устойчивой к возбудителю, то те немногие, кто восприимчивы, будут защищены устойчивым большинством, поскольку патоген вряд ли «найдет» тех. мало восприимчивых особей.Степень коллективного иммунитета, необходимая для предотвращения или прекращения вспышки, зависит от болезни. Теоретически коллективный иммунитет означает, что не каждый член сообщества должен обладать устойчивостью (иммунитетом) для предотвращения распространения болезни и возникновения вспышки. На практике коллективный иммунитет не предотвратил вспышек кори и краснухи среди населения с уровнем иммунизации от 85% до 90%. Одна из проблем заключается в том, что в высоко иммунизированных популяциях относительно немного восприимчивых людей часто группируются в подгруппы, определяемые социально-экономическими или культурными факторами.Если возбудитель попадает в одну из этих подгрупп, может произойти вспышка.

Упражнение 1.9

Информация о лихорадке денге представлена ​​на следующих страницах. Изучив эту информацию, очертите цепочку инфекции, указав резервуар (и), портал (ы) выхода, способ (ы) передачи, порт (ы) входа и факторы восприимчивости хозяина.

1. Резервуары:
2. Порталы выезда:
3. Виды трансмиссии:
4. Порталы въезда:
5. Факторы восприимчивости хозяина:

Проверьте свой ответ.

Информационный бюллетень о денге

Что такое денге?

Денге — это острое инфекционное заболевание, которое бывает двух форм: денге и геморрагическая лихорадка денге. Основными симптомами денге являются высокая температура, сильная головная боль, боль в спине, боли в суставах, тошнота и рвота, боль в глазах и сыпь. Как правило, у детей младшего возраста болезнь протекает легче, чем у детей старшего возраста и взрослых.

Геморрагическая лихорадка денге — более тяжелая форма денге. Он характеризуется лихорадкой, которая длится от 2 до 7 дней, с общими признаками и симптомами, которые могут возникать при многих других заболеваниях (например,g., тошнота, рвота, боль в животе и головная боль). Эта стадия сопровождается геморрагическими проявлениями, склонностью к образованию синяков или другими типами кожных кровоизлияний, кровотечением из носа или десен и, возможно, внутренним кровотечением. Мельчайшие кровеносные сосуды (капилляры) становятся чрезмерно проницаемыми («протекающими»), позволяя жидкому компоненту выходить из кровеносных сосудов. Это может привести к отказу системы кровообращения и шоку с последующей смертью, если недостаточность кровообращения не будет устранена. Хотя средний уровень летальности составляет около 5%, при хорошем медицинском лечении летальность может быть менее 1%.

Что вызывает денге?

Денге и геморрагическая лихорадка денге вызываются одним из четырех близкородственных флавивирусов, обозначенных как DEN-1, DEN-2, DEN-3 или DEN-4.

Как диагностируется денге?

Диагноз инфекции денге требует лабораторного подтверждения либо путем выделения вируса из сыворотки крови в течение 5 дней после появления симптомов, либо путем выявления специфических антител к фазе выздоровления, полученных не менее чем через 6 дней после появления симптомов.

Как лечится лихорадка денге или геморрагическая лихорадка денге?

Не существует специального лекарства для лечения инфекции денге.Люди, которые думают, что у них денге, должны использовать анальгетики (болеутоляющие) с ацетаминофеном и избегать препаратов, содержащих аспирин. Им также следует отдыхать, пить много жидкости и проконсультироваться с врачом. Людей с геморрагической лихорадкой денге можно эффективно лечить с помощью заместительной жидкости, если установлен ранний клинический диагноз, но часто требуется госпитализация.

Насколько распространена денге и где она встречается?

Денге эндемичен во многих тропических странах Азии и Латинской Америки, большинстве стран Африки и большей части Карибского бассейна, включая Пуэрто-Рико.Случаи заболевания случались спорадически в Техасе. Эпидемии случаются периодически. Во всем мире ежегодно происходит от 50 до 100 миллионов случаев денге и несколько сотен тысяч случаев геморрагической лихорадки денге, в зависимости от эпидемической активности. Ежегодно путешественники ввозят в Соединенные Штаты от 100 до 200 подозреваемых случаев заболевания.

Как передается денге?

Денге передается людям при укусе комара Aedes, инфицированного вирусом денге. Комар заражается вирусом денге, когда кусает человека, страдающего лихорадкой денге или DHF, и примерно через неделю может передавать вирус, кусая здорового человека.Обезьяны могут служить резервуаром в некоторых частях Азии и Африки. Денге не может передаваться напрямую от человека к человеку.

Кто подвергается повышенному риску заражения лихорадкой денге?

Восприимчивость к денге универсальна. Жители или посетители тропических городских районов и других районов, где денге является эндемическим заболеванием, подвергаются наибольшему риску заражения. Хотя у человека, пережившего приступ денге, вызванного одним серотипом, развивается пожизненный иммунитет к этому серотипу, перекрестной защиты против трех других серотипов не существует.

Что можно сделать, чтобы снизить риск заражения лихорадкой денге?