В основном определяется концентрациями отдельных катионов (в частности, Ca 2+ , Mg 2+ , K + , Na +) и анионов (в частности, Cl - , SO 4 2- , HCO 3 -). Кроме того, есть более общие характеристики, производные от некоторых индивидуальных концентраций - например, общая жесткость и щелочность воды.

Существует и еще более обобщенный показатель - сухой остаток (общая минерализация) воды, т.е. суммарное количество веществ, растворенных в единице объема воды. В принципе, сухой остаток (общая минерализация) определяется содержанием как неорганических (минеральных), так и органических веществ в воде. Однако, в норме концентрация органических соединений в воде пренебрежимо мала, поэтому с достаточной точностью величину сухого остатка (общей минерализации) можно считать равной сумме концентраций неорганических катионов и анионов.

Общая минерализация питьевой воды

Понятия «сухой остаток» и «общая минерализация» часто считают тождественными. Это с связано с тем, что такой интегральный показатель, как суммарное количество растворенных веществ, можно точно вычислить, лишь зная концентрации всех индивидуальных ингредиентов (ионов). Поскольку на практике это далеко не всегда возможно, широко практикуется определение сухого остатка, измеряемого гравиметрическим методом (взвешиванием) после упаривания воды.

Полученные значения, однако, часто оказываются гораздо более низкими, чем арифметическая сумма индивидуальных концентраций. Связано это с термическим разложением гидрокарбонат-ионов с выделением углекислого газа. Поэтому самые значительные расхождения межде величинами сухого остатка и вычисляемой общей минерализацией (TDS - total dissolved solids) наблюдаются для вод с высокой щелочностью, т.е. с высоким содержанием гидрокарбонат-ионов.

Разумеется, сухой остаток (общая минерализация) — гораздо менее информативный показатель, нежели данные полного химического анализа питьевой воды. В то же время, он позволяет получить обобщенное представление о качестве питьевой воды. В первую очередь, о ее органолептических свойствах:

• слишком высокие (более 1 г/л) значения сухого остатка (общей минерализации) свидетельствуют о том, что такая вода хуже утоляет жажду. Кроме того, вода с очень высокой минерализацией может иметь соленый или горький привкус;
• вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

С другой стороны, вода с очень низкой минерализацией (величина сухого остатка менее 100 мг/л) также может быть неприятна на вкус и небезопасна при постоянном употреблении. Такая вода обычно характеризуется очень низкой жесткостью, т.е. низкими концентрациями ионов кальция и магния, что является значимым фактором риска для развития заболеваний сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

На основании результатов многочисленных научных исследований, как эпидемиологических, так и экспериментальных, установлен оптимальный уровень сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды — 200-500 мг/л. Вода, минерализованная на уровне до 1000 мг/л, считается качественной, пригодной для питья и приготовления пищи без ограничений. Вода с более высокой минерализацией относится к минеральным водам, употребление которых связано с определенными показаниями и ограничениями.

Для нормализации минерального состава питьевой воды, в том числе для получения питьевой воды с оптимальным значением сухого остатка (общей минерализации) можно использовать минеральные добавки серии «Северянка». Дополняя питьевую воду солями кальция, магния, калия, гидрокарбонат-ионами и другими жизненно важными ингредиентами, «Северянка» оптимизирует значение сухого остатка (общей минерализации) питьевой воды.

Под общей минерализацией подразумевают сумму растворенных в воде частиц. Максимальной растворимостью обладают соли, которые под действием молекул воды распадаются на ионы (диссоциируют).

Показатель общей минерализации воды отображает содержание в ней солей, среди которых наиболее представлены соединения натрия, калия, кальция, магния и остатков соляной, угольной, серной кислот.

Где используется?

Величина общей минерализации используется постоянно и повсеместно для характеристики состава воды. От суммарной концентрации растворенных солей зависят ее вкусовые качества, физиологические свойства. На этом, в частности, основано действие целебных вод на бальнеологических курортах. В повседневной практике показатель отражает особенности воды каждого региона, степень природной чистоты, эффективности очистки.

Общая минерализация сточных вод – величина, информирующая об эффективности работы очистных сооружений на предприятиях.

Для расфасованной воды первой категории нормативная величина составляет 1000 мг/л. В бутилированной воде высшей категории значение суммарной концентрации растворенных солей должно быть меньшим: от 200 мг/л до 500 мг/л.

В СанПиН, также как в некоторых других источниках, термины «общая минерализация» и «сухой остаток» считаются синонимами. Строго говоря, это не совсем правомерно. Методика определения сухого остатка основана на выпаривании растворителя. При нагревании гидрокарбонат разрушается с выделением углекислого газа, превращается в анион карбоната. Следовательно, между показателями суммарной минерализации и количеством сухого остатка всегда имеется небольшая разница.

Общую минерализацию рассчитывают складыванием всех концентраций ионов, полученных при стандартных анализах по ГОСТам. Метод определения данного показателя арифметический. Полученное значение будет отличаться от значения сухого остатка на небольшую величину, равную половине концентрации карбонатных анионов.

Иногда говорят о присутствии в показателе суммарной концентрации ионов незначительного количества органических веществ. Это не соответствует истине. Показатель минерализации включает соединения минерального происхождения. Органические соединения к таковым не относятся.

Влияние на здоровье человека

Большинству потребителей нравится вкус воды, содержащей около 600 мг/л солей. Привязанности, привычки людей отличаются. В регионах, где вода всегда имела повышенную или пониженную минерализацию происходит адаптация вкуса. Население считает ее вполне нормальной, даже вкусной. Тем не менее, концентрации, превышающие 1000 мг/л, ВОЗ считает неприемлемыми. Показатели, равные 1200 мг/л вызывают присутствие горечи. Такая вода большинству населения не нравится.

Обсуждая вопрос о физиологической важности солевого состава воды, следует указать, что из этого источника в организм человека попадает не более 7 % требуемых минеральных веществ. Этот путь насыщения организма полезными элементами важен, но решающего значения не имеет.

Источники загрязнения

Минеральные составляющие поступают в воду из грунта, состав которого специфичен для каждой местности. Заметный вклад в увеличение концентрации солей могут внести плохо очищенные стоки промышленных предприятий. Для полного обеспечения ежесуточной потребности человека в воде имеет смысл приобретать бутилированную продукцию, с хорошими вкусовыми качествами.

Защитите себя от всех рисков и воспользуйтесь службой Аква Маркета.

Наиболее ценные сведения о влиянии низких концентраций кальция в питьевой воде на целую популяцию людей были получены в исследованиях, проведенных в советском городе Шевченко (ныне Актау, Казахстан), где в системе городского водоснабжения применялись опреснительные установки (источник воды - Каспийское море). У местного населения отмечались снижение активности щелочной фосфатазы , снижение концентрации кальция и фосфора в плазме и усиление декальцификации костной ткани. Эти изменения были наиболее заметны у женщин, особенно беременных, и зависели от продолжительности проживания в Шевченко. Необходимость наличия кальция в питьевой воде также подтверждается в однолетнем эксперименте на крысах, которых обеспечили полностью адекватной диетой с точки зрения питательных веществ и солей, но поили дистиллированной водой, в которую добавляли 400 мг/л не содержащих кальция солей и одну из этих концентраций кальция: 5 мг/л, 25 мг/л или 50 мг/л. У крыс, получавших воду с 5 мг/л кальция, было обнаружено снижение функциональности гормонов щитовидной железы и других связанных функций по сравнению с остальными участвовавшими в эксперименте зверьками.

Считается, что общее изменение состава питьевой воды сказывается на здоровье человека через много лет, а понижение концентрации кальция и магния в питьевой воде отражается на самочувствии практически мгновенно. Так, жители Чехии и Словакии в 2000-2002 годах начали активно использовать системы обратного осмоса в своих квартирах для доочистки городской воды. В течение нескольких недель или месяцев на местных врачей нахлынул поток пациентов с жалобами, указывающими на острый дефицит магния (и, возможно, кальция): сердечно-сосудистые расстройства, усталость, слабость и мышечные судороги.

3. Риск возникновения дефицита жизненно важных веществ и микроэлементов при употреблении низкоминерализованной воды.

Хотя питьевая вода, за редким исключением, не является основным источником жизненно важных элементов для человека, она может вносить значительный вклад в поступление их в организм по нескольким причинам. Во-первых, пища многих современных людей - довольно бедный источник минеральных веществ и микроэлементов. В случае пограничного дефицита какого-нибудь элемента даже относительно низкое его содержание в потребляемой питьевой воде может играть соответствующую защитную роль. Это связано с тем, что элементы обычно присутствуют в воде в виде свободных ионов и поэтому легче усваиваются из воды по сравнению с продуктами питания, где они, в основном, находятся в составе сложных молекул.

Исследования на животных также иллюстрируют значимость микродостаточности некоторых элементов, присутствующих в воде. Так, согласно данным В. А. Кондратюка, незначительное изменение концентрации микроэлементов в питьевой воде резко влияет на их содержание в мышечной ткани. Эти результаты были получены в 6-месячном эксперименте, в котором крысы были рандомизированы на 4 группы. Первой группе давали водопроводную воду, второй - низкоминерализованную воду, третьей - низкоминерализованную воду с добавлением иодида, кобальта, меди, марганца, молибдена, цинка и фторида. Последняя группа получала низкоминерализованную воду с добавлением тех же элементов, но в десять раз более высокой концентрации. Было обнаружено, что низкоминерализованная вода влияет на процесс кроветворения. У зверьков, получавших обессоленную воду, среднее содержание гемоглобина в эритроцитах было на 19% ниже по сравнению с крысами, которым давали водопроводную воду. Различия в содержании гемоглобина были еще выше по сравнению с животными, получавшими минеральную воду.

Недавние эпидемиологические исследования в России, проводившиеся среди групп населения, проживающих в районах с различающейся по солесодержанию водой, свидетельствуют о том, что низкоминерализованная питьевая вода может приводить к гипертонии и ишемической болезни сердца, язве желудка и двенадцатиперстной кишки, хроническому гастриту, зобу, осложнениям беременности и ряду осложнений у новорожденных и младенцев, включая желтуху, анемию, переломы и нарушения роста. Впрочем, исследователи отмечают, что для них осталось непонятным, оказывает ли такое влияние на здоровье именно питьевая вода, или же всё дело в общей экологической обстановке в стране.

Отвечая на этот вопрос, Г. Ф. Лутай провел крупное когортное эпидемиологическое исследование в Усть-Илимском районе Иркутской области в России. В исследовании основное внимание было уделено заболеваемости и физическому развитию 7658 взрослых, 562 детей и 1582 беременных женщин и их новорождённых детей в двух районах, снабжаемых водой, различающейся по общей минерализации. Вода в одном из этих районов имела общее солесодержание 134 мг/л, из них кальция 18.7 мг/л, магния 4.9 мг/л, гидрокарбонатов 86.4 мг/л. В другом районе общая минерализация воды составляла 385 мг/л, из них кальция 29.5 мг/л, магния 8.3 мг/л и гидрокарбонатов 243.7 мг/л. Определяли также содержание сульфатов, хлоридов, натрия, калия, меди, цинка, марганца и молибдена в воде. Население этих двух районов не отличалось друг от друга по социальным и экологическим условиям, времени проживания в соответствующих областях, пищевым привычкам. Среди населения района с менее минерализованной водой были выявлены более высокие показатели заболеваемости зобом, гипертонией, ишемической болезнью сердца, язвой желудка и двенадцатиперстной кишки, хроническим гастритом, холециститом и нефритом. Дети, живущие в этом районе, демонстрировали более медленное физическое развитие, проявление аномалий роста. Беременные женщины чаще страдали от отёков и анемии. Новорожденные этой местности были больше подвержены заболеваниям. Самая низкая заболеваемость отмечалась в районах с гидрокарбонатной водой, имеющей общую минерализацию около 400 мг/л и содержащей 30-90 мг/л кальция и 17-35 мг/л магния. Автор пришел к выводу, что такую воду можно считать физиологически оптимальной.

4. Вымывание полезных веществ из пищи, приготавливаемой на низкоминерализованной воде.

Было установлено, что при использовании для приготовления пищи умягчённой воды происходит значительная потеря продуктами питания (мясо, овощи, крупы) микро- и макроэлементов. Из продуктов вымывается до 60% магния и кальция, 66% меди, 70% марганца, 86% кобальта. С другой стороны, когда для приготовления пищи используется жёсткая вода, потери этих элементов снижаются.

Поскольку большинство питательных веществ поступает в организм с пищей, использование низкоминерализованной воды для приготовления пищи и переработки пищевых продуктов может привести к заметному дефициту некоторых важных микро- и макроэлементов. Нынешнее меню большинства людей обычно не содержит всех необходимых элементов в достаточных количествах, и поэтому любой фактор, который приводит к потере основных минеральных и питательных веществ в процессе приготовления пищи, дополнительно усугубляет ситуацию.

5. Возможное увеличение поступления в организм токсичных веществ.

Низкоминерализованная, а особенно деминерализованная вода чрезвычайно агрессивна и способна выщелачивать тяжёлые металлы и некоторые органические вещества из материалов, с которыми контактирует (трубы, фитинги, ёмкости для хранения). Кроме того, кальций и магний, содержащиеся в воде, обладают в какой-то мере антитоксическим действием. Их отсутствие в питьевой воде, которая ещё и по медным трубам попала в вашу оловянную кружку, запросто приведёт к отравлению тяжёлыми металлами.

Среди восьми случаев интоксикации питьевой водой, зарегистрированных в США в 1993-1994 годах, было три случая отравления свинцом у младенцев, в крови которых обнаружились превышения свинца в 1.5, 3.7 и 4.2 раза соответственно. Во всех трёх случаях свинец выщелачивался из пропаянных свинцовым припоем швов в резервуарах для хранения питьевой обратноосмотической воды, на которой разводили детское питание.

Известно, что кальций и, в меньшей степени, магний обладают антитоксической активностью. Они предотвращают абсорбцию в кровь из кишечника ионов тяжёлых металлов, таких как свинец и кадмий, путём конкуренции за сайты связывания. Хотя этот защитный эффект ограничен, его нельзя отбрасывать. В то же время, другие токсичные вещества могут вступать в химическую реакцию с ионами кальция, образуя нерастворимые соединения и, таким образом, теряя своё токсическое действие. Население в районах, снабжаемых низкоминерализованной водой, может подвергаться повышенному риску отравления токсическими веществами по сравнению с населением в регионах, где применяется обычная жёсткая вода.

6. Возможное бактериальное загрязнение низкоминерализованной воды.

Этот пункт в оригинальной статье немножко притянут за уши, но всё же. Любая вода подвержена бактериальному загрязнению, именно поэтому в трубопроводах держат минимальную остаточную концентрацию дезинфектантов - например, хлора. Известно, что обратноосмотические мембраны способны удалять из воды практически все известные бактерии. Тем не менее, обратноосмотическую воду тоже необходимо дезинфецировать и держать в ней остаточную концентрацию дезинфецирующего вещества, чтобы избежать вторичного заражения. Показателен пример вспышки брюшного тифа, вызванной водой, обработанной обратным осмосом, в Саудовской Аравии в 1992 году. Там решили отказаться от хлорирования обратноосмотической воды, ведь она, по идее, была заведомо стерилизована обратным осмосом. Чешский национальный институт общественного здравоохранения в Праге испытал продукты, предназначенные для контакта с питьевой водой, и обнаружил, например, что напорные ёмкости бытовых установок обратного осмоса подвержены бактериальному разрастанию.

Питьевая вода с низкой минерализацией приводит к вымыванию солей из организма. Поскольку побочные эффекты, такие как нарушение водно-солевого обмена, наблюдались не только в экспериментах с полностью деминерализованной водой, но и при использовании низкоминерализованной воды с общим солесодержанием в диапазоне от 50 до 75 мг/л, группа Ю. А. Рахманина в своём отчёте для ВОЗ рекомендовала установить нижнюю планку по общей минерализации питьевой воды на уровне 100 мг/л. Оптимальный же уровень солесодержания питьевой воды, согласно этим рекомендациям, должен составлять около 200-400 мг/л для хлоридно-сульфатных вод и 250-500 мг/л для гидрокарбонатных вод. Рекомендации были основаны на обширных экспериментальных исследованиях, проведенных на крысах, собаках и добровольцах из числа людей. В экспериментах использовали московскую водопроводную воду; опреснённую воду, содержащую приблизительно 10 мг/л солей; лабораторно подготовленную воду, содержащую 50, 100, 250, 300, 500, 750, 1000 и 1500 мг/л растворённых солей со следующим ионным составом:

• среди всех анионов хлоридов 40%, гидрокарбонат-анионов 32%, сульфатов 28%;
• среди всех катионов натрия 50%, кальция 38%, магния 12%.

В дополнение к уровню общей минерализации в этом докладе обосновывается минимальное содержание кальция в питьевой воде - не ниже 30 мг/л. Это требование было введено после изучения критических эффектов, возникающих в результате гормональных изменений в метаболизме кальция и фосфора и снижении минерализации костной ткани при употреблении лишённой кальция воды. В отчёте также рекомендуется поддерживать содержание гидрокарбонат-анионов на уровне 30 мг/л, что способствует сохранению приемлемых органолептических характеристик, снижению коррозионной активности и созданию равновесной концентрации для рекомендуемой минимальной концентрации кальция.

Более поздние исследования привели к появлению уточнённых требований. Так, в одном из них изучалось влияние питьевой воды, содержащей различную концентрацию солей жёсткости, на состояние здоровья женщин в возрасте от 20 до 49 лет в четырех городах Южной Сибири. Вода в городе A имела самое низкое содержание этих элементов (3.0 мг/л кальция и 2.4 мг/л магния). Вода в городе B была более жёсткой (18.0 мг/л кальция и 5.0 мг/л магния). Самая высокая жёсткость отмечалась в городах C (22.0 мг/л кальция и 11.3 мг/л магния) и D (45.0 мг/л кальция и 26.2 мг/л магния). У женщин, живущих в городах A и B, чаще диагностировались заболевания сердечно-сосудистой системы (данные получены с помощью ЭКГ), более высокое кровяное давление, соматоформные вегетативные дисфункции , головная боль, головокружение и остеопороз (данные получены с помощью рентгеновской абсорбциометрии) по сравнению с таковыми в городах C и D. Эти результаты показывают, что минимальное содержание магния в питьевой воде должно составлять 10 мг/л, а минимальное содержание кальция можно уменьшить до 20 мг/л (по сравнению с рекомендациями ВОЗ 1980 года).

Исходя из имеющихся в настоящее время данных, различные исследователи пришли, в итоге, к таким рекомендациям касательно оптимальной жёсткости питьевой воды:

А. магний - не менее 10 мг/л, оптимально около 20-30 мг/л;
б. кальций - не менее 20 мг/л, оптимально 40-80 мг/л;
в. их сумма (общая жёсткость) - 4-8 мг-экв/л.

При этом, магний ограничивается снизу по своему влиянию на сердечно-сосудистую систему, а кальций - как компонент костей и зубов. Верхний предел оптимального диапазона жёсткости установили, исходя из опасений возможного влияния жёсткой воды на возникновение мочекаменной болезни.

Влияние жёсткой воды на образование камней в почках

По химическому составу различают несколько видов мочевых конкрементов, однако, в связи с жёсткостью воды интересны, в основном, фосфаты и оксалаты. При нарушении фосфорно-кальциевого метаболизма или в случае гипервитаминоза витамина D могут формироваться фосфатные камни. Повышенное содержание в пище солей щавелевой кислоты - оксалатов - может привести к появлению оксалатных конкрементов. И оксалат, и фосфат кальция нерастворимы в воде. Кстати, оксалатов много не только в щавеле, но и в цикории, петрушке, свёкле. А ещё оксалаты синтезируются организмом.

Влияние жёсткости воды на образование мочевых конкрементов трудно определить. В большинстве исследований, оценивающих влияние жёсткости воды на появление и развитие мочекаменной болезни (уролитиаз), используются данные медицинских стационарных учреждений. В этом смысле исследование, проведённое Schwartz et al. , значительно отличается тем, что все данные были собраны в амбулаторных условиях, при этом пациенты оставались в естественной среде и занимались своими обычными делами. В этой работе представлена самая большая когорта пациентов на сегодняшний день, что позволяет оценить влияние жёсткости воды на различные компоненты мочи.

Учёные обработали обширный материал. Агенство по охране окружающей среды США (EPA) предоставило информацию о химическом составе питьевых вод на территории США с географической привязкой. Эти сведения объединялись с национальной базой данных амбулаторных лиц, страдающих мочекаменной болезнью (там содержится почтовый индекс пациента, поэтому географическая привязка оказалась возможной). Таким образом были идентифицированы 3270 амбулаторных пациента с кальциевыми конкрементами.

В сознании большинства людей повышенная жёсткость воды является синонимом повышенного риска развития мочекаменной болезни (камни в почках - частный случай мочекаменной болезни). Содержание минеральных веществ, и особенно кальция, в питьевой воде, по-видимому, многими людьми воспринимается как угроза здоровью.

Несмотря на эти распространенные опасения по поводу жёсткости воды, никакие исследования не подтверждают предположение, что употребление жёсткой воды увеличивает риск образования мочевых конкрементов.

Sierakowski et al. изучили 2302 медицинских заключения из стационарных больниц, разбросанных по всей территории США, и обнаружили, что у пациентов, которые жили в районах, снабжаемых жёсткой водой, риск возникновения мочекаменной болезни был ниже. Аналогичным образом, в цитируемой работе было установлено, что жёсткость питьевой воды обратно пропорциональна заболеваемости мочекаменной болезнью.

В приводимом исследовании количество эпизодов мочекаменной болезни было несколько выше у пациентов, проживающих в районах с более мягкой водой, что согласуется с данными других авторов, но противоречит общественному восприятию. Известно, что в некоторых случаях, например, у лиц, страдающих гиперкальциурией , повышенное пероральное потребление кальция может усугубить образование мочевых камней. У пациентов с гипероксалурическим кальциевым нефролитиазом повышенное пероральное введение кальция, наоборот, способно успешно ингибировать образование камней путём связывания солей щавелевой кислоты кальцием в кишечнике и, таким образом, ограничивая поступление оксалатов в мочевыделительную систему. Поступление кальция с питьевой водой потенциально может оказывать ингибирующее действие на образование кальциевых мочевых конкрементов у одних пациентов и способствовать образованию камней у других. Эта теория была проверена в работе Curhan et al., в ходе которой оценивалось влияние потребления кальция у 505 пациентов с повторным камнеобразованием. После 4 лет наблюдения в группе пациентов, принимавших кальций, отмечалось наименьшее число эпизодов появления мочевых камней. Исследователи пришли к выводу, что высокое потребление кальция с пищей снижает риск симптоматической мочекаменной болезни.

Несмотря на озабоченность населения потенциальным литогенезом жёсткой водопроводной воды, существующие научные данные свидетельствуют о том, что между жёсткостью воды и распространённостью образования камней в моче не существует никакой связи. Похоже, что существует корреляция между жёсткостью воды и уровнем кальция, цитрата и магния в моче, но значение этого неизвестно.

Кстати, автор приводит интересное сопоставление: потребление одного стакана молока может быть эквивалентно двум литрам водопроводной воды по содержанию кальция. Так, согласно данным Министерства сельского хозяйства США (USDA), 100 г молока содержит 125 мг кальция . То же самое количество воды из городского водопровода содержит лишь около 4-10 мг кальция.

Заключение

Питьевая вода, производимая опреснительными установками в промышленных масштабах, обычно реминерализируется, но в домашних условиях минерализация обратноосмотической воды, как правило, не производится. Однако, даже при минерализации опреснённых вод их химический состав может оставаться неудовлетворительным с точки зрения потребностей организма. Да, в воду могут добавить соли кальция, но в ней при этом не будет других необходимых микроэлементов - фтора, калия, иода. Кроме того, опреснённая вода минерализируется больше из технических соображений - чтобы снизить её коррозионную активность, а о важности растворённых в воде веществ для здоровья человека обычно не задумываются. Ни один из применяемых способов реминерализации опреснённой воды не может считаться оптимальным, так как в воду при этом добавляется только очень узкий набор солей.

Влияние жёсткой воды на образование камней в почках научно не подтверждено. Есть опасения, что повышенное потребление солей щавелевой кислоты или фосфатов совместно с кальцием может приводить к кристаллизации в органах мочевыделительной системы нерастворимых кальциевых солей фосфорной или щавелевой кислот, однако организм здорового человека, согласно существующим научным данным, не подвержен такому риску. В зоне риска могут находиться лица, страдающие заболеваниями почек, гипервитаминозом витамина D, нарушениями фосфорно-кальциевого, оксалатного, цитратного метаболизмов или употребляющие в пищу значительные количества солей щавелевой кислоты. Установлено, например, что здоровый организм без всяких последствий для себя способен перерабатывать до 50 мг оксалатов на 100 г пищи, однако один только шпинат содержит оксалатов 750 мг/100 г, поэтому в зоне риска могут оказаться вегетарианцы.

В целом, деминерализованная вода не менее вредна, чем сточные воды, и в XXI веке давно пора отойти от нормирования показателей качества воды только сверху. Теперь необходимо установить также и нижние границы содержания минеральных веществ в питьевой воде. Физиологически оптимален лишь узкий коридор концентраций и состава питьевых вод. Имеющуюся в настоящее время информацию по этому вопросу можно представить в виде таблицы.

Таблица 1. Оптимальная минерализация питьевой воды

Ни для кого не секрет, что на бытовом уровне отношение к качеству воды зачастую бывает легкомысленным, основанным на вкусовой оценке «нравится - не нравится». Существуют объективные показатели качества воды, которые должны соблюдаться непосредственно при потреблении. Изначально вода стандартного качества, но по дороге к потребителю она может вобрать в себя много «лишнего».

Что такое pH?

pH - это водородный показатель, который характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН.

pH воды - один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.

Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3. Поэтому Всемирная Организация Здравоохранения (далее - ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН.

Что такое минерализация воды?

Минерализация представляет собой количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей.

По данным ВОЗ надежные данные о возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л, однако уже при величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей.

Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой.

Что означает «мягкая» и «жесткая» вода»?

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

"Жесткая вода" - одна из самых распространенных проблем, причем как в загородных домах с автономным водоснабжением, так и в городских квартирах. Степень жесткости измеряется в миллиграмм-эквиваленте на литр (мг-экв/л). По американской классификации (для питьевой воды) при содержании солей жесткости менее 2 мг-экв/л вода считается "мягкой", от 2 до 4 мг-экв/л - нормальной (для пищевых целей), от 4 до 6 мг-экв/л - жесткой, а свыше 6 мг-экв/л - очень жесткой.

Для многих целей жесткость воды не играет существенной роли (например, для тушения пожаров, полива огорода, уборки улиц и тротуаров). Но в ряде случаев жесткость может создать проблемы. При принятии ванны, мытье посуды, стирке, мытье машины жесткая вода гораздо менее предпочтительна, чем мягкая. И вот почему: при использовании мягкой воды расходуется в 2 раза меньше моющих средств.

Жесткая вода, взаимодействуя с мылом, образует "мыльные шлаки", которые не смываются водой и оставляют малосимпатичные разводы на посуде и поверхности сантехники; "Мыльные шлаки" также не смываются с поверхности человеческой кожи, забивая поры и покрывая каждый волос на теле, что может стать причиной появления сыпи, раздражения, зуда.

При нагревании воды содержащиеся в ней соли жесткости кристаллизуются, выпадая в виде накипи. Накипь является причиной 90% отказов водонагревательного оборудования. Поэтому к воде, подвергаемой нагреву в котлах, бойлерах и т.п., предъявляются на поря-док более строгие требования по жесткости;

Что такое железистая вода?

Разные виды железа "ведут" себя в воде по-разному. Так, если наливаемая в сосуд вода чиста и прозрачна, но через некоторое время образуется краснобурый осадок, то это признак наличия в воде двухвалентного железа. В случае если вода уже из крана идет желтовато-бурая и образуется осадок при отстаивании - надо "винить" трехвалентное железо. Коллоидное железо окрашивает воду, но не образует осадка. Бактериальное железо проявляет себя радужной пленкой на поверхности воды и желеобразной массой, накапливаемой внутри труб.

Необходимо также отметить, что "беда никогда не ходит одна" и на практике почти всегда встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Учитывая, что нет единых утвержденных методик определения органического, коллоидного и бактериального железа, то в деле подбора эффективного метода (или комплекса метдов) очистки воды от железа очень много зависит от практического опыта фирмы, занимающейся водоочисткой.

Методы удаления железа из воды

Удаление из воды железа - без преувеличения одна из самых сложных задач в водоочистке. Каждый из существующих методов применим только в определенных пределах, и имеет как достоинства, так и существенные недостатки. Выбор конкретного метода удаления железа (или их комбинации) в большей степени зависит от опыта водоочистной компании. Не без гордости можем сообщить, что нам в своей практике неоднократно приходилось сталкиваться с содержанием железа в 20-35 мг/л и успешно удалять его.

Итак, к существующим методам удаления железа можно отнести:

1. Окисление (кислородом воздуха или хлором, перекисью водорода, озоном) с последующим осаждением и фильтрацией. Это наиболее старый способ и используется только на крупных муниципальных системах. Наиболее передовым и сильным окислителем на сегодняшний день является озон. Однако установки для его производства довольно сложны, дороги и требуют значительных затрат электроэнергии, что ограничивает его применение.

У всех перечисленных способов окисления есть ряд недостатков:

Во-первых, если не применять коагулянты, то процесс осаждения окисленного железа занимает долгое время, в противном же случае фильтрация некоагулированных частиц сильно затрудняется из-за их малого размера.

Во-вторых, эти методы окисления слабо помогают в борьбе с органическим железом.

В-третьих, наличие в воде железа часто сопровождается наличием марганца. Марганец окисляется гораздо труднее, чем железо и, кроме того, при значительно более высоких уровнях рН.

2. Каталитическое окисление с последующей фильтрацией. Наиболее распространенный на сегодняшний день метод удаления железа, применяемый в компактных высокопроизводительных системах.

Суть метода заключается в том, что реакция окисления железа происходит на поверхности гранул специальной фильтрующей среды, обладающей свойствами катализатора (ускорителя химической реакции окисления).

Все системы на основе данного типа окисления кроме специфических черт имеют и ряд недостатков:

Во-первых. Они неэффективны в отношении органического железа.

Во-вторых, системы этого типа все равно не могут справиться со случаями, когда содержание железа в воде превышает 15-20 мг/л, что совсем не редкость. Присутствие в воде марганца только усугубляет ситуацию.

3. Ионный обмен. Ионный обмен как метод обработки воды известен довольно давно и применялся (да и теперь применяется) в основном для умягчения воды. Достоинством ионного обмена является также и то, что он "не боится" верного спутника железа - марганца, сильно осложняющего работу систем, основанных на использовании методов окисления. Главное же преимущество ионного обмена в том, что из воды могут быть удалены железо и марганец, находящиеся в растворенном состоянии.

Однако на практике, возможность применения катионообменных смол по железу, бывает сильно затруднена.

Объясняется это следующими причинами:

Во-первых, ионообменные смолы очень критичны к наличию в воде трехвалентного железа, которое "забивает" смолу и очень плохо из нее вымывается.

Во-вторых, при высокой концентрации в воде железа, с одной стороны возрастает вероятность образования нерастворимого трехвалентного железа, и, с другой стороны, гораздо быстрее истощается ионообменная ёмкость смолы.

В-третьих, наличие в воде органических веществ (в том числе и органического железа) может привести к быстрому "зарастанию" смолы органической пленкой, которая служит питательной средой для бактерий.

Тем не менее, именно применение ионообменных смол представляется наиболее перспективным направлением в деле борьбы с железом и марганцем в воде.

4. Мембранные методы. Мембранные технологии достаточно широко используются в водоподготовке, однако удаление железа отнюдь не главное их предназначение. Этим и объясняется тот факт, что применение мембран пока не входит в число стандартных методов борьбы с присутствием в воде железа. Основное назначение мембранных систем - удаление бактерий, простейших и вирусов, подготовка высококачественной питьевой воды. То есть они предназначены для глубокой доочистки воды.

Практическое же применение мембран ограничено следующими факторами:

Во-первых, мембраны даже в большей степени, чем гранулированные фильтрующие среды и ионообменные смолы, критичны к "зарастанию" органикой и забиванию поверхности нерастворимыми частицами (в данном случае ржавчиной). То есть мембранные системы применимы либо там, где нет железа, либо проблема с этими загрязнениями должна быть предварительно решена другими методами.

Во-вторых, стоимость. Мембранные системы весьма и весьма недешевы. Их применение рентабельно только там, где требуется очень высокое качество воды (например, в пищевой промышленности).

Что такое окисляемость?

Окисляемость - это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей.

Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, участвовшего в окислении этих веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.

Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О2 на литр воды.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О2/дм3, реки равнинные - 5-12 мг О2 /дм3. Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2 /дм3.

Как нормируются чувственные показатели качества воды?

К числу органолептических (или чувственных) показателей относятся те параметры качества воды, которые определяют ее потребительские свойства, т.е. те свойства, которые непосредственно влияют на органы чувств человека (обоняние, осязание, зрение). Наиболее значимые из этих параметров - вкус и запах - не поддаются формальному измерению, поэтому их определение производится экспертным путем. Работа экспертов, дающих оценку органолептическим свойствам воды, очень сложна и ответственна и во многом сродни работе дегустаторов самых изысканных напитков, так как они должны улавливать малейшие оттенки вкуса и запаха.

Запах и привкус

Химически чистая вода совершенно лишена вкуса и запаха. Однако в природе такая вода не встречается - она всегда содержит в своем составе растворенные вещества. По мере роста концентрации неорганических и органических веществ, вода начинает принимать тот или иной привкус и/или запах.

Основными причинами возникновения привкуса и запаха в воде являются:

• Гниющие растения. Водоросли и водные растения в процессе гниения могут взывать рыбный, травяной, гнилостный запах воды.
• Грибки и плесень. Эти микроорганизмы вызывают возникновение плесневого, зем-листого или затхлого запаха и привкуса.
• Железистые и сернистые бактерии.
• Железо, марганец, медь, цинк. Продукты коррозии этих металлов придают воде характерный резкий привкус.
• Хлорирование воды. Вопреки широко распространенному мнению, сам хлор при правильном использовании не вызывает возникновения сколько-нибудь заметного запаха или привкуса. Появление же такого запаха/привкуса свидетельствует о передозировке при хлорировании. В то же время, хлор способен вступать в химические реакции с различными растворенными в воде веществами, образуя при этом соединения, которые собственно и придают воде хорошо известный многим запах и привкус "хлорки".

Цветность

Цветность определяется путем сравнения окраски испытуемой воды с эталонами и выражается в градусах платиново-кобальтовой шкалы. Различают "истинный цвет", обусловленный только растворенными веществами, и "кажущийся" цвет, вызванный присутствием в воде коллоидных и взвешенных частиц.

Цветность природных вод обусловлена в основном присутствием окрашенных органических веществ и соединений железа и некоторых других металлов.

Наибольшую цветность имеют поверхностные воды рек и озер, расположенных в зонах торфяных болот и заболоченных лесов, наименьшую - в лесостепях и степных зонах.

Мутность

Мутность воды вызвана присутствием веществ органического и неорганического происхождения.

В России мутность воды определяют фотометрическим путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Результат измерений выражают в мг/дм3 при использовании основной стандартной суспензии каолина или в ЕМ/дм3 (едини-цы мутности на дм3) при использовании основной стандартной суспензии формазина.

Общее микробное число

В связи с тем, что определение патогенных бактерий при биологическом анализе воды представляет собой непростую и трудоемкую задачу, в качестве критерия бактериологической загрязненности используют подсчет общего числа образующих колонии бактерий (Colony Forming Units - CFU) в 1 мл воды. Полученное значение называют общим микробным числом.

В основном для выделения бактерий и подсчета общего микробного числа используют метод фильтрации через мембрану.
При этом методе определенное количество воды пропускается через специальную мембрану. В результате, на поверхности мембраны остаются все находящиеся в воде бактерии. После чего мембрану с бактериями помещают на определенное время в специальную питательную среду при температуре 30-37 оС.

Во время этого периода, называемого инкубационным, бактерии получают возможность размножиться и образовать хорошо различимые колонии, которые уже легко поддаются подсчету.

Колиформные бактерии

Термин "Колиформные организмы" (или "колиформные бактерии") относится к классу бактерий, имеющих форму палочек, в основном живущих и размножающихся в нижнем отделе пищеварительного тракта человека и большинства теплокровных животных (например, домашнего скота и водоплавающих птиц).

В воду попадают, как правило, с фекальными стоками и способны выживать в ней в течение нескольких недель, хотя и лишены способности к размножению.

Растворенных веществ (неорганические соли, органические вещества). Так же этот показатель называют содержанием твердых веществ или общим солесодержанием . Растворенные газы при вычислении общей минерализации не учитываются.

За рубежом минерализацию так же называют «общим количеством растворенных частиц» - Total Dissolved Solids (TDS).

Наибольший вклад в общую минерализацию воды вносят распространенные неорганические соли (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия), а также небольшое количество органических веществ.

Единицы измерения

Обычно минерализацию подсчитывают в миллиграммах на литр (мг/л), но, учитывая, что единица измерения "литр" не является системной, правильнее минерализацию выражать в мг/куб.дм, при больших концентрациях - в граммах на литр (г/л, г/куб.дм). Также уровень минерализации может выражаться в частицах на миллион частиц воды - parts per million (ppm). Соотношение между единицами измерения в мг/л и ppm почти равное и для простоты можно принять, что 1 мг/л = 1 ppm .

Классификация

В зависимости от общей минерализации воды делятся на следующие виды :

• слабоминерализованные (1-2 г/л),
• малой минерализации (2-5 г/л),
• средней минерализации (5-15 г/л),
• высокой минерализации (15-30 г/л) ,
• рассольные минеральные воды (35-150 г/л)
• крепкорассольные воды (150 г/л и выше).

Источники минерализации вод

На минерализацию вод влияют как природные факторы, так и воздействие человека. Природная минерализация зависит от геологии района происхождения вод. Различный уровень растворимости минералов природной среды оказывает серьезное влияние на итоговую минерализацию воды.

Воздействие человека сводится к сточным водам промышленности, городским ливневым стокам (т.к. соли и прочие химреагены используется зимой для борьбы с оледенением дорожного покрытия), стокам с сельхозугодий (которые обрабатываются химическими удобрениями) и т.п.

Питьевая вода

Качество питьевой воды регулируется в России рядом стандартов, а именно:

Источники

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Минерализация воды" в других словарях:

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ВОДЫ, насыщение воды неорганическими (минеральными) веществами, находящимися в виде как ионов, так и коллоидов (см. КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ) . Степень минерализации выражается в г/л или мг/л (иногда в г/кг) … Энциклопедический словарь

Насыщение воды неорганическими (минеральными) веществами, находящимися в виде как ионов, так и коллоидов. Степень минерализации выражается в г/л или мг/л (иногда в г/кг) … Большой Энциклопедический словарь

Насыщение воды неорганич. (минеральными) веществами, находящимися в ней в виде ионов и коллоидов; общая сумма неорганических солей, содержащихся преимущественно в пресной воде, степень минерализации обычно выражают в мг/л или г/л (иногда в г/кг) … Экологический словарь Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Минерализация воды - 22. Минерализация воды Суммарная концентрация анионов, катионов и недиссоциированных растворенных в воде неорганических веществ, выражающаяся в g·dm 3