Niveau de minéralisation. Classification de l'eau selon le degré de minéralisation. Il existe plusieurs normes pour l'eau potable

Minéralisation, teneur totale en sel (TDS)

La plupart des rivières ont une minéralisation de plusieurs dizaines de milligrammes par litre à plusieurs centaines. Leur conductivité varie de 30 S/cm à 1500 S/cm.
La minéralisation des eaux souterraines et des lacs salés varie de 40 à 50 mg / dm 3 à 650 g / kg (la densité dans ce cas est déjà significativement différente de l'unité).
La conductivité électrique spécifique des précipitations atmosphériques (avec une minéralisation de 3 à 60 mg/dm 3) est de 20-120 S/cm.

De nombreuses industries, agriculture, entreprises d'approvisionnement en eau potable imposent certaines exigences sur la qualité de l'eau, en particulier, à la minéralisation, car les eaux contenant une grande quantité de sels affectent négativement les organismes végétaux et animaux, la technologie de production et la qualité des produits, provoquent la formation de tartre sur le murs chaudières, corrosion, salinisation des sols.

Classification des eaux naturelles par minéralisation.

Conformément aux exigences d'hygiène pour la qualité de l'eau potable, la minéralisation totale ne doit pas dépasser 1000 mg/dm 3. En accord avec les autorités de Rospotrebnadzor pour un système d'approvisionnement en eau qui fournit de l'eau sans traitement approprié (par exemple, à partir de puits artésiens), une augmentation de la minéralisation jusqu'à 1500 mg / dm 3 est autorisée).

Conductivité spécifique de l'eau

La conductivité spécifique est une expression numérique de la capacité d'une solution aqueuse à conduire le courant électrique. La conductivité électrique de l'eau naturelle dépend principalement de la concentration en sels minéraux dissous et de la température. Les eaux naturelles sont principalement des solutions de mélanges d'électrolytes forts. La partie minérale de l'eau est constituée d'ions Na +, K +, Ca 2+, Cl -, SO 4 2-, HCO 3 -. Ces ions déterminent la conductivité électrique des eaux naturelles. La présence d'autres ions, par exemple Fe 3+, Fe 2+, Mn 2+, Al 3+, NO 3 -, HPO 4 2-, H 2 PO 4 - n'affecte pas beaucoup la conductivité électrique si ces ions sont non contenus dans l'eau en quantités significatives (par exemple, inférieures à la production ou aux rejets d'eaux usées domestiques). Par les valeurs de la conductivité électrique de l'eau naturelle, on peut juger approximativement de la minéralisation de l'eau à l'aide de dépendances préétablies. Les difficultés d'évaluation de la teneur totale en substances minérales (minéralisation) par conductivité électrique spécifique sont associées à :

conductivité électrique inégale des solutions de divers sels;
une augmentation de la conductivité électrique avec l'augmentation de la température.

Les valeurs normalisées de minéralisation correspondent approximativement à la conductivité électrique spécifique de 2 mS/cm (1000 mg/dm 3) et 3 mS/cm (1500 mg/dm 3) dans le cas des deux chlorure (en terme de NaCl) et la minéralisation carbonatée (en termes de CaCO 3 ). La valeur de la conductivité électrique sert d'indicateur approximatif de leur concentration totale en électrolytes, principalement inorganiques, et est utilisée dans les programmes d'observation de l'état du milieu aquatique pour évaluer la salinité des eaux. La conductivité électrique spécifique est un indicateur récapitulatif pratique de l'impact anthropique.

Température

La température de l'eau est le résultat de plusieurs processus simultanés, tels que le rayonnement solaire, l'évaporation, l'échange de chaleur avec l'atmosphère, le transfert de chaleur par les courants, le mélange turbulent de l'eau, etc. l'intensité et la profondeur du mélange. Les fluctuations de température quotidiennes peuvent atteindre plusieurs degrés et pénètrent généralement à de faibles profondeurs. En eau peu profonde, l'amplitude des fluctuations de température de l'eau est proche de la différence de température de l'air. Les exigences relatives à la qualité de l'eau des réservoirs utilisés pour la baignade, les sports et les loisirs indiquent que la température estivale de l'eau à la suite du rejet d'eaux usées ne devrait pas augmenter de plus de 3 °C par rapport à la température mensuelle moyenne du mois le plus chaud de la année au cours des 10 dernières années. Dans les réservoirs destinés à la pêche, une augmentation de la température de l'eau due au rejet d'eaux usées n'est pas autorisée de plus de 5 ° C par rapport à la température naturelle. La température de l'eau est le facteur le plus important affectant les processus physiques, chimiques, biochimiques et biologiques se produisant dans le réservoir, dont dépendent en grande partie le régime d'oxygène et l'intensité des processus d'auto-épuration. Les valeurs de température sont utilisées pour calculer le degré de saturation de l'eau en oxygène, diverses formes d'alcalinité, l'état du système carbonate-calcium, dans de nombreuses études hydrochimiques, hydrobiologiques, en particulier limnologiques, dans l'étude de la pollution thermique.

Les informations les plus précieuses sur l'effet de faibles concentrations de calcium dans l'eau potable sur une population entière de personnes ont été obtenues dans des études menées dans la ville soviétique de Shevchenko (aujourd'hui Aktau, Kazakhstan), où des usines de dessalement ont été utilisées dans le système d'approvisionnement en eau de la ville. (la source d'eau est la mer Caspienne). La population locale a montré une diminution de l'activité de la phosphatase alcaline, une diminution de la concentration de calcium et de phosphore dans le plasma et une augmentation de la décalcification du tissu osseux. Ces changements étaient plus visibles chez les femmes, en particulier les femmes enceintes, et dépendaient de la durée de résidence à Shevchenko. Le besoin en calcium dans l'eau de boisson est également confirmé dans une expérience d'un an sur des rats qui ont reçu une alimentation tout à fait adéquate en termes de nutriments et de sels, mais ont été arrosés avec de l'eau distillée, à laquelle ont été ajoutés 400 mg/L de calcium. -sans sels et une de ces concentrations en calcium : 5 mg/L, 25 mg/L ou 50 mg/L. Chez les rats recevant de l'eau contenant 5 mg/L de calcium, une diminution de la fonctionnalité des hormones thyroïdiennes et d'autres fonctions apparentées a été observée par rapport au reste des animaux participant à l'expérience.

On pense qu'un changement général dans la composition de l'eau potable affecte la santé humaine après de nombreuses années, et qu'une diminution de la concentration de calcium et de magnésium dans l'eau potable affecte la santé presque instantanément. Ainsi, les habitants de la République tchèque et de la Slovaquie en 2000-2002 ont commencé à utiliser activement des systèmes d'osmose inverse dans leurs appartements pour une purification supplémentaire de l'eau de la ville. Au cours de plusieurs semaines ou mois, les médecins locaux ont été inondés d'un flot de patients présentant des plaintes indiquant une carence aiguë en magnésium (et éventuellement en calcium): troubles cardiovasculaires, fatigue, faiblesse et crampes musculaires.

3. Le risque de carence en substances vitales et micro-éléments lors de la consommation d'eau faiblement minéralisée.

Bien que l'eau potable, à de rares exceptions près, ne soit pas la principale source d'éléments vitaux pour l'homme, elle peut apporter une contribution significative à son apport pour plusieurs raisons. Premièrement, la nourriture de nombreuses personnes modernes est une source plutôt pauvre de minéraux et d'oligo-éléments. Dans le cas d'une carence limite d'un élément, même une teneur relativement faible de celui-ci dans l'eau potable consommée peut jouer un rôle protecteur correspondant. Cela est dû au fait que les éléments sont généralement présents dans l'eau sous forme d'ions libres et sont donc plus facilement absorbés par l'eau que par les aliments, où ils se trouvent principalement dans des molécules complexes.

Les études animales illustrent également l'importance de la microsuffisance en certains des éléments présents dans l'eau. Ainsi, selon les données de V.A.Kondratyuk, une légère modification de la concentration d'oligo-éléments dans l'eau potable affecte considérablement leur contenu dans le tissu musculaire. Ces résultats ont été obtenus dans une expérience de 6 mois dans laquelle les rats ont été randomisés en 4 groupes. Le premier groupe a reçu de l'eau du robinet, le deuxième - de l'eau faiblement minéralisée, le troisième - de l'eau faiblement minéralisée additionnée d'iodure, de cobalt, de cuivre, de manganèse, de molybdène, de zinc et de fluorure. Le dernier groupe a reçu de l'eau faiblement minéralisée avec l'ajout des mêmes éléments, mais en concentration dix fois plus élevée. Il a été constaté que l'eau faiblement minéralisée affecte le processus d'hématopoïèse. Chez les animaux qui ont reçu de l'eau déminéralisée, la teneur moyenne en hémoglobine dans les érythrocytes était de 19 % inférieure à celle des rats qui ont reçu de l'eau du robinet. Les différences dans la teneur en hémoglobine étaient encore plus élevées par rapport aux animaux ayant reçu de l'eau minérale.

Des études épidémiologiques récentes en Russie, menées auprès de groupes de population vivant dans des zones où la salinité de l'eau est différente, indiquent que l'eau potable faiblement minéralisée peut entraîner de l'hypertension et des maladies coronariennes, des ulcères de l'estomac et du duodénum, une gastrite chronique, un goitre, des complications de grossesse et diverses de complications chez les nouveau-nés et les nourrissons, y compris la jaunisse, l'anémie, les fractures et les troubles de la croissance. Cependant, les chercheurs notent qu'il leur est resté difficile de savoir si c'est l'eau potable qui a un tel effet sur la santé, ou s'il s'agit uniquement de la situation environnementale générale du pays.

Répondant à cette question, G. F. Lutai a mené une vaste étude épidémiologique de cohorte dans le district d'Ust-Ilimsk de la région d'Irkoutsk en Russie. L'étude a porté sur la morbidité et le développement physique de 7658 adultes, 562 enfants et 1582 femmes enceintes et leurs nouveau-nés dans deux districts, alimentés en eau de minéralisation totale différente. L'eau dans l'une de ces zones avait une teneur totale en sel de 134 mg/l, dont calcium 18,7 mg/l, magnésium 4,9 mg/l, bicarbonates 86,4 mg/l. Dans une autre zone, la minéralisation totale de l'eau était de 385 mg/l, dont calcium 29,5 mg/l, magnésium 8,3 mg/l et hydrocarbures 243,7 mg/l. La teneur en sulfates, chlorures, sodium, potassium, cuivre, zinc, manganèse et molybdène dans l'eau a également été déterminée. La population de ces deux districts ne différait pas l'une de l'autre dans les conditions sociales et écologiques, le temps de résidence dans les zones respectives et les habitudes alimentaires. Parmi la population de la région avec moins d'eau minéralisée, des taux d'incidence plus élevés de goitre, d'hypertension, de cardiopathie ischémique, d'ulcères gastriques et duodénaux, de gastrite chronique, de cholécystite et de néphrite ont été révélés. Les enfants vivant dans cette zone ont montré un développement physique plus lent, manifestation d'anomalies de croissance. Les femmes enceintes étaient plus susceptibles de souffrir d'œdème et d'anémie. Les nouveau-nés de cette région étaient plus sensibles aux maladies. L'incidence la plus faible a été observée dans les zones avec de l'eau hydrocarbonée, qui a une minéralisation totale d'environ 400 mg/l et contient 30-90 mg/l de calcium et 17-35 mg/l de magnésium. L'auteur est arrivé à la conclusion qu'une telle eau peut être considérée comme physiologiquement optimale.

4. Éliminer les nutriments des aliments préparés dans de l'eau faiblement minéralisée.

Il a été constaté que lorsque de l'eau adoucie est utilisée pour la cuisson, il y a une perte importante de produits alimentaires (viande, légumes, céréales) de micro- et macro-éléments. Jusqu'à 60% de magnésium et de calcium, 66% de cuivre, 70% de manganèse, 86% de cobalt sont éliminés des produits. En revanche, lorsque l'on utilise de l'eau dure pour la cuisson, la perte de ces éléments est réduite.

Étant donné que la plupart des nutriments sont absorbés par l'alimentation, l'utilisation d'eau faiblement minéralisée pour la cuisson et la transformation des aliments peut entraîner des carences marquées en certains micronutriments et macronutriments importants. Le menu actuel de la plupart des gens ne contient généralement pas tous les éléments essentiels en quantités suffisantes, et donc tout facteur qui conduit à la perte de minéraux et de nutriments essentiels pendant le processus de cuisson aggrave encore la situation.

5. Augmentation possible de l'apport de substances toxiques dans le corps.

L'eau faiblement minéralisée, et surtout déminéralisée, est extrêmement agressive et est capable de lessiver les métaux lourds et certaines substances organiques des matériaux avec lesquels elle entre en contact (tuyaux, raccords, réservoirs de stockage). De plus, le calcium et le magnésium contenus dans l'eau ont un effet anti-toxique. Leur absence dans l'eau potable, qui s'est également infiltrée dans votre mug en étain par des tuyaux en cuivre, conduira facilement à des intoxications aux métaux lourds.

Parmi les huit cas d'intoxication à l'eau potable signalés aux États-Unis en 1993-1994, il y avait trois cas d'empoisonnement au plomb chez les nourrissons, dont les taux sanguins étaient respectivement 1,5, 3,7 et 4,2 fois plus élevés. Dans les trois cas, le plomb a été lessivé des joints soudés au plomb dans les réservoirs de stockage d'eau potable par osmose inverse utilisés pour élever les aliments pour bébés.

On sait que le calcium et, dans une moindre mesure, le magnésium ont une activité antitoxique. Ils empêchent les ions de métaux lourds tels que le plomb et le cadmium d'être absorbés dans le sang à partir de l'intestin en se faisant concurrence pour les sites de liaison. Bien que cet effet protecteur soit limité, il ne peut être écarté. Dans le même temps, d'autres substances toxiques peuvent entrer en réaction chimique avec les ions calcium, formant des composés insolubles et perdant ainsi leur effet toxique. Les populations des zones approvisionnées en eau à faible salinité peuvent être exposées à un risque accru de toxicité par rapport aux populations des régions où de l'eau dure ordinaire est utilisée.

6. Contamination bactérienne possible de l'eau faiblement minéralisée.

Ce point dans l'article original est un peu tiré par les cheveux, mais quand même. Toute eau est sensible à la contamination bactérienne, c'est pourquoi les canalisations contiennent une concentration résiduelle minimale de désinfectants - par exemple, le chlore. On sait que les membranes d'osmose inverse sont capables d'éliminer pratiquement toutes les bactéries connues de l'eau. Cependant, l'eau osmosée doit également être désinfectée et conservée dans la concentration résiduelle du désinfectant pour éviter une contamination secondaire. Un exemple illustratif est une épidémie de fièvre typhoïde causée par l'eau traitée par osmose inverse en Arabie saoudite en 1992. Ils ont décidé d'abandonner la chloration de l'eau par osmose inverse, car, en théorie, elle a été volontairement stérilisée par osmose inverse. L'Institut national tchèque de santé publique de Prague a testé des produits destinés à entrer en contact avec l'eau potable et a découvert, par exemple, que les réservoirs sous pression des installations d'osmose inverse domestiques sont sensibles à la prolifération bactérienne.

1. D'après le rapport de l'OMS 1980 (Sidorenko, Rakhmanin).

Boire une eau peu minéralisée entraîne le lessivage des sels du corps. Étant donné que des effets secondaires, tels qu'une violation du métabolisme eau-sel, ont été observés non seulement dans les expériences avec de l'eau entièrement déminéralisée, mais également lors de l'utilisation d'eau faiblement minéralisée avec une teneur totale en sel comprise entre 50 et 75 mg / l, le groupe de Yu.A. Rachmanin dans leur rapport a recommandé à l'OMS de fixer la barre inférieure pour la minéralisation totale de l'eau potable au niveau de 100 mg / l. Le niveau optimal de salinité de l'eau potable, selon ces recommandations, devrait être d'environ 200-400 mg/l pour les eaux chlorurées-sulfatées et 250-500 mg/l pour les eaux hydrocarbonées. Les recommandations étaient basées sur des études expérimentales approfondies sur des rats, des chiens et des volontaires humains. L'eau du robinet de Moscou a été utilisée dans les expériences; eau dessalée contenant environ 10 mg/l de sels ; eau préparée en laboratoire contenant 50, 100, 250, 300, 500, 750, 1000 et 1500 mg/l de sels dissous avec la composition ionique suivante :

parmi tous les anions chlorure 40 %, anions hydrocarbonés 32 %, sulfates 28 % ;
parmi tous les cations sodium 50%, calcium 38%, magnésium 12%.

Plusieurs paramètres ont été étudiés : dynamique du poids corporel, métabolisme basal ; activité enzymatique; équilibre eau-sel et son système de régulation; la teneur en minéraux des tissus et des fluides corporels ; activité hématocrite et vasopressine. La salinité optimale finale a été dérivée des données sur les effets de l'eau sur les humains et les animaux, en tenant compte des propriétés organoleptiques, de la capacité à étancher la soif et du niveau de corrosivité par rapport aux matériaux des systèmes d'approvisionnement en eau.

En plus du niveau de minéralisation totale, ce rapport justifie la teneur minimale en calcium dans l'eau potable - pas moins de 30 mg / l. Cette exigence a été introduite après avoir étudié les effets critiques résultant des changements hormonaux du métabolisme du calcium et du phosphore et d'une diminution de la minéralisation osseuse lors de la consommation d'une eau dépourvue de calcium. Le rapport recommande également de maintenir la teneur en anions bicarbonate à un niveau de 30 mg/l, ce qui permet de maintenir des caractéristiques organoleptiques acceptables, de réduire la corrosivité et de créer une concentration d'équilibre pour la concentration minimale de calcium recommandée.

Des recherches plus récentes ont conduit à des exigences plus précises. Ainsi, dans l'un d'eux, l'effet d'une eau potable contenant différentes concentrations de sels de dureté sur la santé de femmes âgées de 20 à 49 ans dans quatre villes de Sibérie méridionale a été étudié. L'eau de la ville A avait la plus faible teneur en ces éléments (3,0 mg/L de calcium et 2,4 mg/L de magnésium). L'eau de la ville B était plus dure (18,0 mg/L de calcium et 5,0 mg/L de magnésium). La dureté la plus élevée a été observée dans les villes C (22,0 mg/L de calcium et 11,3 mg/L de magnésium) et D (45,0 mg/L de calcium et 26,2 mg/L de magnésium). Les femmes vivant dans les villes A et B étaient plus susceptibles de recevoir un diagnostic de maladie cardiovasculaire (sur la base des données ECG), d'hypertension artérielle, de dysfonctionnements somatoformes autonomes, de maux de tête, d'étourdissements et d'ostéoporose (d'après l'absorptiométrie aux rayons X) par rapport à celles vivant dans les villes A et B. villes C et D. Ces résultats montrent que la teneur minimale en magnésium dans l'eau potable doit être de 10 mg/l, et la teneur minimale en calcium peut être réduite à 20 mg/l (par rapport aux recommandations de l'OMS de 1980).

Sur la base des données actuellement disponibles, divers chercheurs sont finalement parvenus aux recommandations suivantes concernant la dureté optimale de l'eau potable :

A. magnésium - pas moins de 10 mg / l, de manière optimale environ 20-30 mg / l;
b. calcium - pas moins de 20 mg / l, de manière optimale 40-80 mg / l;
v. leur somme (dureté totale) est de 4-8 mg-eq/l.

Dans le même temps, le magnésium est limité par le bas dans son effet sur le système cardiovasculaire et le calcium - en tant que composant des os et des dents. La limite supérieure de la plage optimale de dureté a été fixée en fonction des préoccupations concernant l'influence possible de l'eau dure sur l'apparition de la lithiase urinaire.

Effets de l'eau dure sur la formation de calculs rénaux

Dans certaines conditions, les solutés contenus dans l'urine peuvent cristalliser et se déposer sur les parois des cupules rénales et du bassin, dans la vessie, ainsi que dans d'autres organes du système urinaire.

Selon la composition chimique, plusieurs types de calculs urinaires se distinguent cependant en raison de la dureté de l'eau, ce sont principalement les phosphates et les oxalates qui présentent un intérêt. En cas d'altération du métabolisme phosphore-calcium ou en cas d'hypervitaminose à la vitamine D, des calculs phosphatés peuvent se former. La teneur accrue en sels d'acide oxalique dans les aliments - les oxalates - peut entraîner l'apparition de calculs d'oxalate. L'oxalate de calcium et le phosphate de calcium sont insolubles dans l'eau. Soit dit en passant, il y a beaucoup d'oxalates non seulement dans l'oseille, mais aussi dans la chicorée, le persil, les betteraves. Et les oxalates sont également synthétisés par le corps.

L'effet de la dureté de l'eau sur la formation de calculs urinaires est difficile à déterminer. La plupart des études évaluant l'effet de la dureté de l'eau sur l'apparition et le développement de la lithiase urinaire (lithiase urinaire) utilisent des données provenant d'établissements médicaux hospitaliers. En ce sens, une étude de Schwartz et al. , significativement différente en ce que toutes les données ont été collectées en ambulatoire, tandis que les patients restaient dans leur environnement naturel et vaquaient à leurs activités quotidiennes. Cet article présente la plus grande cohorte de patients à ce jour, ce qui permet d'évaluer l'effet de la dureté de l'eau sur divers composants de l'urine.

Les scientifiques ont traité une grande quantité de matière. L'Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis a fourni des informations géoréférencées sur la composition chimique de l'eau potable aux États-Unis. Ces informations ont été combinées à une base de données nationale des patients ambulatoires atteints de lithiase urinaire (elle contient le code postal du patient, donc un géoréférencement a été possible). Ainsi, 3270 patients ambulatoires avec calculs calciques ont été identifiés.

Dans l'esprit de la plupart des gens, l'augmentation de la dureté de l'eau est synonyme d'un risque accru de développer une lithiase urinaire (les calculs rénaux sont un cas particulier de lithiase urinaire). La teneur en minéraux, et en particulier en calcium, de l'eau potable semble être perçue par de nombreuses personnes comme une menace pour la santé.

Malgré ces préoccupations courantes concernant la dureté de l'eau, aucune recherche ne soutient la suggestion que la consommation d'eau dure augmente le risque de calculs urinaires.

Sierakowski et al. a étudié 2 302 rapports médicaux provenant d'hôpitaux d'hospitalisation dispersés aux États-Unis et a découvert que les patients qui vivaient dans des zones alimentées en eau dure présentaient un risque plus faible de lithiase urinaire. De même, dans les travaux cités, il a été constaté que la dureté de l'eau potable est inversement proportionnelle à l'incidence de la lithiase urinaire.

Dans cette étude, le nombre d'épisodes de lithiase urinaire était légèrement plus élevé chez les patients vivant dans des zones d'eau plus douce, ce qui est cohérent avec les données d'autres auteurs, mais contrairement à la perception du public. Il est connu que dans certains cas, comme ceux atteints d'hypercalciurie, un apport oral accru de calcium peut aggraver la formation de calculs urinaires. Chez les patients atteints de néphrolithiase calcique hyperoxalurique, une administration orale accrue de calcium, au contraire, peut inhiber avec succès la formation de calculs en liant les sels d'acide oxalique au calcium dans l'intestin et, ainsi, limiter le flux d'oxalates dans le système urinaire. L'apport de calcium dans l'eau potable a le potentiel d'inhiber la formation de calculs urinaires calciques chez certains patients et de contribuer à la formation de calculs chez d'autres. Cette théorie a été testée par Curhan et al., qui ont évalué les effets de l'apport en calcium chez 505 patients atteints de calculs récurrents. Après 4 ans de suivi, le groupe de patients prenant du calcium a eu le moins d'épisodes de calculs urinaires. Les chercheurs ont conclu qu'un apport alimentaire élevé en calcium réduit le risque de lithiase urinaire symptomatique.

Malgré les inquiétudes du public concernant la lithogenèse potentielle de l'eau dure du robinet, les preuves scientifiques existantes suggèrent qu'il n'y a pas de relation entre la dureté de l'eau et la prévalence des calculs urinaires. Il semble y avoir une corrélation entre la dureté de l'eau et les niveaux urinaires de calcium, de citrate et de magnésium, mais la signification de ceci est inconnue.

À propos, l'auteur donne une comparaison intéressante : la consommation d'un verre de lait peut être équivalente à deux litres d'eau du robinet en termes de teneur en calcium. Ainsi, selon le département américain de l'Agriculture (USDA), 100 g de lait contiennent 125 mg de calcium. La même quantité d'eau provenant de l'approvisionnement en eau de la ville ne contient qu'environ 4 à 10 mg de calcium.

Conclusion

L'eau potable doit contenir des concentrations minimales de certains minéraux essentiels. Malheureusement, trop peu d'attention a été accordée aux propriétés bénéfiques de l'eau potable. L'accent a été mis sur la toxicité de l'eau non traitée. Les résultats d'études récentes visant à établir la composition minérale optimale de l'eau potable devraient être entendus non seulement par les structures publiques et privées chargées de l'approvisionnement en eau de villes entières, mais aussi par les citoyens ordinaires qui abusent des systèmes de traitement d'eau à domicile.

L'eau potable produite par les usines de dessalement à l'échelle industrielle est généralement reminéralisée, mais à la maison, l'eau osmosée n'est généralement pas minéralisée. Cependant, même avec la salinité des eaux dessalées, leur composition chimique peut rester insatisfaisante au regard des besoins de l'organisme. Oui, des sels de calcium peuvent être ajoutés à l'eau, mais elle ne contiendra pas d'autres oligo-éléments essentiels - fluor, potassium, iode. De plus, l'eau dessalée est plus minéralisée pour des raisons techniques - afin de réduire sa corrosivité, et l'importance des substances dissoutes dans l'eau pour la santé humaine n'est généralement pas prise en compte. Aucune des méthodes utilisées pour la reminéralisation de l'eau dessalée ne peut être considérée comme optimale, car seul un ensemble très restreint de sels est ajouté à l'eau.

L'effet de l'eau dure sur la formation de calculs rénaux n'a pas été scientifiquement prouvé. Il existe des craintes qu'une consommation accrue de sels d'acide oxalique ou de phosphates avec le calcium puisse conduire à la cristallisation de sels de calcium insolubles d'acides phosphorique ou oxalique dans les organes du système urinaire, cependant, le corps d'une personne en bonne santé, selon les données scientifiques existantes , n'est pas soumis à un tel risque. Les personnes à risque peuvent être les personnes souffrant de maladie rénale, d'hypervitaminose à la vitamine D, d'altération du métabolisme du calcium-phosphore, de l'oxalate, du citrate ou de la consommation de quantités importantes de sels d'acide oxalique. Il a été établi, par exemple, qu'un corps sain est capable de traiter jusqu'à 50 mg d'oxalates par 100 g de nourriture sans aucune conséquence pour lui-même, mais les épinards seuls contiennent 750 mg/100 g d'oxalates, donc les végétariens peuvent être à risque.

En général, l'eau déminéralisée n'est pas moins nocive que les eaux usées, et au 21e siècle, il est grand temps de s'éloigner de la normalisation des indicateurs de qualité de l'eau uniquement par le haut. Maintenant, il est nécessaire d'établir aussi les limites inférieures de la teneur en minéraux dans l'eau potable. L'optimum physiologique n'est qu'un couloir étroit de concentrations et de composition de l'eau potable. Les informations actuellement disponibles sur cette question peuvent être présentées sous forme de tableau.

Tableau 1. Minéralisation optimale de l'eau potable

Élément	Unités	Contenu minimal	Niveau optimal	Niveau maximum, SanPiN 2.1.4.1074-01 ou * recommandation OMS
Minéralisation totale	mg/l	100	250-500 pour les eaux hydrocarbonées 200-400 pour les eaux chlorurées-sulfatées	1000
Calcium	mg/l	20	40-80	-
Magnésium	mg/l	10	20-30	- Ajouter des balises

Selon les indicateurs déterminés dans SanPiN, la minéralisation totale de l'eau potable est normale - c'est-à-dire que les valeurs des concentrations maximales admissibles (MPC) - devraient rester dans les 1000 mg / litre. Dans le cas d'un examen séparé de la situation épidémiologique dans un certain établissement ou pour un système d'approvisionnement en eau spécifique, sur ordre du médecin hygiéniste en chef de l'État, cet indicateur peut être augmenté à 1500 mg / litre. Ces restrictions ont été établies par des caractéristiques organoleptiques. Cependant, les valeurs optimales se situent dans la plage de 200 à 400 mg de solides par litre.

Le paramètre de minéralisation totale lui-même dans le tableau SanPiN est accompagné d'un post-scriptum entre parenthèses : « résidu sec ». Dans ce cas, la valeur du résidu sec peut ne pas coïncider avec la salinité réelle, car la méthode de détermination du résidu sec par évaporation et de pesée du résidu ne prend pas en compte certains composés organiques volatils dissous. En conséquence, la différence de valeurs peut aller jusqu'à 10%.

Minéralisation générale : concept et catégories

Sous la minéralisation totale, il est d'usage de comprendre la teneur totale en substances dissoutes dans l'eau, qui détermine le deuxième nom "teneur en sel", qui est également légitime à utiliser, car les substances dissoutes sont dans l'eau sous forme de sels de potassium, de magnésium , sodium, sulfates de calcium, chlorures, hydrocarbonates. Ce sont principalement des substances inorganiques et organiques en petite quantité.

Les eaux de surface, toutes choses égales par ailleurs, dans l'évaluation de la salinité ont une teneur en sédiments inférieure à celle des eaux souterraines. Par conséquent, les souterrains ont un goût salé (parfois amer). De plus, le degré de minéralisation est influencé par :

région géologique,
eaux usées (en particulier dans les régions industrielles),
le ruissellement des eaux pluviales se produit principalement dans les villes où les services publics utilisent du sel partout avec du glaçage.

Pour faciliter la gradation de la minéralisation (« salinité ») des eaux naturelles, un tableau de catégories allant de l'ultra-fraîche aux saumures est utilisé :

Goût et apport en minéraux du corps par l'eau

Le seuil de sensation pour les sulfates est de 500 mg/litre, et pour les chlorures il est de 350 mg/litre. En général, une eau avec une teneur totale en sel de 600 mg / litre est considérée comme agréable au goût.

Les qualités gustatives de l'eau faiblement minéralisée sont déterminées en fonction des habitudes gustatives des consommateurs et se caractérisent par une gamme allant de « fraîche et insipide » à « légère et agréable ».

Parallèlement, il existe une limite inférieure objective de minéralisation, basée sur les réactions adaptatives de l'homéostasie de l'organisme, qui se situe à environ 100 mg de résidu sec par litre avec des indicateurs de 25 et 10 mg/l pour le calcium et le magnésium, respectivement. . Dans l'ensemble, la valeur optimale est considérée comme comprise entre 200 et 400 mg de résidu sec par litre.

La possibilité de fournir au corps des minéraux par l'eau à hauteur d'un quart des besoins quotidiens requis est activement contestée par les opposants à cette tendance. Les preuves sont des tableaux croisés dynamiques convaincants qui comparent un certain nombre de caractéristiques :

Minéraux nécessaires à une personne (avec une hypothèse conditionnellement surestimée de la pleine digestibilité des substances).
La composition est soumise au contenu de la concentration maximale admissible.
Consommation d'eau quotidienne, etc.

Ensemble, ces signes démontrent qu'en théorie, l'eau peut être considérée comme une source d'oligo-éléments uniquement pour fournir à l'organisme du fluor et de l'iode. Cependant, compte tenu d'un certain nombre d'hypothèses "idéales" conditionnelles et de la différence de contenu de ces éléments dans différentes régions de la Russie, l'eau potable ne peut pas être considérée comme une source suffisante, même de ces micro-éléments.

Sels minéraux dans l'eau industrielle

Pour un fluide technique pour un certain nombre d'industries, il devient nécessaire de fournir des normes plus strictes pour la teneur en sel. Ainsi, la prévention des dépôts de sel dans les conduits vapeur-eau de cogénération ou de TPP peut être assurée par la présence de sels en quantité minimale - moins de 1 mg/litre - dans les deux milieux (moins de 1 mg/l).

Lorsque l'écoulement hydraulique circule dans les canalisations, une sursaturation en sels minéraux, compte tenu de la faible concentration et de la température relativement basse, n'est généralement pas observée, cependant, dans les couches limites à faible débit, en présence de rugosités sur les parois des canalisations, défauts d'isolation, etc. des précipitations peuvent être déclenchées.

Les tendances à une réglementation stricte de la qualité des ressources techniques en eau ont deux directions :

création de paramètres pour chaque indicateur, de la même manière que pour les ressources en eau ;
création de modèles de composition de l'eau à des fins techniques, qui ne diviseraient pas la norme pour les indicateurs physico-chimiques individuels, mais incluraient toute une gamme de propriétés.

Désormais, les exigences relatives aux propriétés du débit hydraulique consommé et prélevé sont enregistrées dans les méthodologies sectorielles pour les types de production et les industries spécifiques.

Élimination des sels minéraux

La déminéralisation (ou procédé d'élimination des substances minérales) s'effectue par déionisation, distillation, électrolyse, osmose inverse, ce qui nécessite souvent une certaine préparation de la ressource, mais permet d'atteindre un degré d'épuration très élevé (jusqu'à 99,9%) , comme c'est le cas lors de l'utilisation de systèmes membranaires.

Distillation. Le principe est basé sur l'évaporation et la concentration de la vapeur. La technologie est considérée comme énergivore et se produit avec la formation de tartre sur les parois de l'évaporateur.
Électrodialyse. Le processus se produit en raison du mouvement des ions dans un champ électrique avec l'installation de membranes sélectives d'ions qui ne laissent passer que des cations ou uniquement des anions, de sorte que la concentration de sels diminue dans le volume limité par les membranes.
Déionisation. Le dessalage fournit un échange d'ions dans 2 couches de matériau d'échange d'ions. L'eau déminéralisée est utilisée dans les produits pharmaceutiques, la chimie, le traitement du cuir, etc.
Osmose inverse. La purification est basée sur « pousser » des gouttes à travers une membrane semi-perméable avec des pores de taille comparable à la molécule H2O. Sous pression, seule la molécule elle-même, les gaz de faible poids moléculaire, traverse la membrane et les impuretés sont filtrées et fusionnées.

La ressource en eau pour ce processus nécessite un nettoyage préalable de la rouille, du sable et d'autres suspensions, d'abord à l'aide de cartouches cellulaires mécaniques (jusqu'à 5 microns), puis - des filtres à charbon granulaire qui adsorbent les métaux, le chlore libre, puis - filtres au charbon de coco pressé pour éliminer les composés organochlorés.

Ces membranes filtrantes ne peuvent être comparées ni en fonction ni en échelle avec les tamis filtrants installés sur les aérateurs et les économiseurs d'eau (par exemple, http://water-save.com/). Chez les économistes, les filtres sont beaucoup plus gros et résolvent des problèmes complètement différents d'aération de l'eau et de création de l'effet d'un flux « plein » avec une consommation d'eau réelle inférieure.

L'expression célèbre des nutritionnistes, "Nous sommes ce que nous mangeons" peut être paraphrasée par rapport à l'eau. Notre santé dépend directement de ce que nous buvons. Malheureusement, la qualité de l'eau potable est une préoccupation majeure dans le monde. L'état des systèmes d'approvisionnement en eau rend de plus en plus nécessaire le recours à l'installation de filtres puissants ou à l'utilisation d'eau en bouteille achetée. Quel type d'eau appelle-t-on eau minérale ? Comment la minéralisation de l'eau affecte-t-elle la santé humaine?

Quelle eau peut être qualifiée de minérale ?

L'eau potable ordinaire, que nous collectons au robinet ou achetons en bouteilles, peut également être considérée, dans une certaine mesure, comme minérale. Il contient également des sels et divers éléments chimiques dans des proportions différentes. Et pourtant, sous un certain nom, il est d'usage de désigner de l'eau saturée de substances organiques utiles à des degrés de concentration variables. Le principal indicateur qui détermine la composition chimique de la principale source de vie, son aptitude à la consommation, est la salinité totale de l'eau, ou, en d'autres termes, le résidu sec. C'est un indicateur de la quantité de matière organique dans un litre de liquide (mg/l).

Sources de minéralisation

La minéralisation des eaux peut se produire à la fois naturellement et industriellement, artificiellement. Dans la nature, les rivières souterraines absorbent des sels précieux, des oligo-éléments et d'autres particules des roches le long desquelles elles passent.

Hélas, les sources d'eau potable sont devenues rares. L'humanité est de plus en plus obligée d'utiliser des installations spéciales pour les nettoyer de la contamination par des substances nocives. Les méthodes de filtration modernes peuvent extraire l'eau utilisable de presque tous les liquides. En raison de l'utilisation de telles technologies, il devient parfois presque distillé et également nocif pour une utilisation constante dans l'alimentation. L'eau purifiée artificiellement subit une reminéralisation et est remplie de la composition nécessaire d'une manière non naturelle.

Degré de minéralisation de l'eau

L'eau avec un indicateur de matière sèche inférieur à 1000 mg/l est considérée comme douce, cet indicateur de la plupart des rivières et lacs. C'est ce seuil qui est considéré comme le plus élevé pour l'eau potable ; à cette limite, une personne ne ressent pas d'inconfort et de goût salé ou amer désagréable. La minéralisation de l'eau au-dessus de 1000 mg/l, en plus de changer son goût, réduit la capacité d'étancher la soif, et a parfois un effet néfaste sur l'organisme.

En dessous de 100 mg / l - un faible degré de minéralisation. Une telle eau a un goût désagréable et provoque des troubles métaboliques lors d'une utilisation prolongée.

Les scientifiques balnéologues ont déduit l'indice optimal de saturation en substances organiques - de 300 à 500 mg / l. Le résidu sec de 500 à 100 mg/l est considéré comme augmenté, mais acceptable.

Propriétés de consommation de l'eau

Selon ses propriétés de consommation, l'eau doit être divisée en eau adaptée à un usage quotidien et celle utilisée à des fins thérapeutiques et prophylactiques.

L'eau purifiée artificiellement de toutes substances convient à la consommation et à la cuisine. Cela n'apportera pas beaucoup de mal, sauf qu'il n'apportera absolument aucun avantage. Ceux qui, craignant les infections, ne consomment qu'un tel liquide, courent le risque d'une carence en sels et minéraux utiles. Ils devront être reconstitués artificiellement.
L'eau de table est la plus favorable à un usage quotidien, nettoyée de la saleté et des impuretés nocives et modérément nourrie de tout ce dont vous avez besoin.
Les eaux de table médicinales se distinguent déjà par le préfixe « médicinale ». Ils sont pris comme médicament ou à titre prophylactique. C'est-à-dire que tout le monde peut les boire, mais avec modération et pas constamment, mais ils ne peuvent pas être utilisés pour la cuisine.
Les eaux minérales purement médicinales ne sont généralement prises que sur prescription d'un médecin, dans la plupart des cas comme procédure dans une station balnéaire. La minéralisation élevée de l'eau rend son utilisation inacceptable dans une large gamme.

Classification de l'eau par composition

Dans la société minérale, il est d'usage d'appeler les substances médicinales et médicinales qui y sont dissoutes substances organiques, minéraux et gaz est très différent et dépend de l'emplacement de la source. La principale caractéristique de l'eau est sa composition ionique, dont la liste générale comprend environ 50 ions différents. La minéralisation principale des eaux est représentée par six éléments principaux : les cations de potassium, calcium, sodium et magnésium ; anions chlorure, sulfate et bicarbonate. Selon la prédominance de certains éléments, les eaux minérales se répartissent en trois grands groupes principaux : les hydrocarbonates, les sulfates et les chlorures.

Dans la plupart des cas, sous sa forme pure, un groupe distinct d'eau est rarement présent dans la nature. Le plus souvent, il existe des sources de type mixte : chlorure-sulfate, sulfate-hydrocarbonate, etc. À leur tour, les groupes sont divisés en classes selon la prédominance de certains ions. Il existe des eaux calciques, magnésiennes ou mixtes.

Juste boire et être en bonne santé

La minéralisation de l'eau est largement utilisée à des fins médicales, à la fois pour un usage interne et pour un usage externe, sous forme de bains et d'autres procédures d'eau.

Les eaux hydrocarbonées sont utilisées pour traiter et prévenir les maladies du système digestif associées à une acidité élevée. Ils aident à se débarrasser des brûlures d'estomac, nettoient le corps du sable et des pierres.
Les sulfates stabilisent également la fonction intestinale. La zone principale de leur influence est le foie, les voies biliaires. Recommander un traitement avec de telles eaux pour le diabète, l'obésité, l'hépatite, l'obstruction biliaire.
La présence de chlorures élimine les troubles du tractus gastro-intestinal, stabilise l'estomac et le pancréas.

Une minéralisation élevée peut causer des dommages importants à la santé si elle est mal utilisée. Une personne souffrant de problèmes digestifs et métaboliques doit prendre ces médicaments naturels selon les directives et sous la supervision d'un professionnel de la santé.

C'est un indicateur quantitatif de la teneur en substances dissoutes dans l'eau. On l'appelle aussi teneur en solides ou teneur totale en sel, car les substances dissoutes dans l'eau sont sous forme de sels. Les sels inorganiques les plus courants (bicarbonates, chlorures et sulfates de calcium, magnésium, potassium et sodium) et une petite quantité de substances organiques solubles dans l'eau. La minéralisation totale est confondue avec le résidu sec. En fait, ces paramètres sont très proches, mais les méthodes pour les déterminer sont différentes. Lors de la détermination du résidu sec, les composés organiques les plus volatils dissous dans l'eau ne sont pas pris en compte. En conséquence, la salinité totale et la matière sèche peuvent différer de la quantité de ces composés volatils (généralement pas plus de 10 %). Le niveau de salinité de l'eau potable est dû à la qualité de l'eau des sources naturelles (qui varient considérablement selon les régions géologiques en raison de la solubilité différente des minéraux).

En termes de minéralisation générale, l'eau est divisée en les catégories suivantes :

En plus des facteurs causés par la nature, l'homme influence fortement la minéralisation globale de l'eau : eaux usées industrielles, eaux pluviales urbaines (le sel est utilisé en hiver comme anti-givre), etc. Selon l'Organisation mondiale de la santé, il n'existe aucune information fiable sur les effets sur la santé d'une teneur accrue en sel. Pour des raisons médicales, l'OMS n'impose pas de restrictions. En règle générale, le goût de l'eau est considéré comme normal avec une minéralisation totale allant jusqu'à 600 mg / l, avec une teneur en sel supérieure à 1000-1200 mg / l, l'eau peut provoquer des plaintes des consommateurs. A cet égard, l'OMS recommande une limite de minéralisation totale de 1000 mg/l pour les indications organoleptiques. Ce niveau peut varier en fonction des habitudes et des conditions locales. Aujourd'hui, dans les pays développés, les gens utilisent de l'eau à faible teneur en sel - de l'eau purifiée par la technologie de l'osmose inverse. Une telle eau est la plus pure et la plus inoffensive, elle est largement utilisée dans l'industrie alimentaire, la fabrication d'eau en bouteille, etc. En savoir plus sur les minéraux et l'eau dans l'article : L'eau et les minéraux. Un sujet distinct est la valeur de la minéralisation lors du dépôt de tartre et des précipitations dans la chaufferie, la chaudière et les équipements sanitaires. Dans ce cas, des exigences particulières s'appliquent à l'eau, et plus le niveau de minéralisation est faible (en particulier la teneur en sels de dureté), mieux c'est.

Rigidité

La propriété de l'eau, déterminée par la présence de sels de calcium et de magnésium sous forme dissoute.

Chimie de la dureté de l'eau

Il est admis que la dureté de l'eau est généralement associée aux cations calcium (Ca2 +) et, dans une moindre mesure, magnésium (Mg2 +). En fait, tous les cations divalents affectent la dureté de l'eau. Les sédiments et le tartre (sels de dureté) se forment à la suite de l'interaction de cations divalents avec des anions. Le sodium Na + - un cation monovalent n'interagit pas avec les anions.

Voici les principaux échangeurs de cations métalliques auxquels ils sont associés et provoquent de la rigidité.

Le fer, le manganèse et le strontium ont peu d'effet sur la dureté par rapport au calcium et au magnésium. La solubilité de l'aluminium et du fer ferrique est faible au niveau de pH de l'eau naturelle, de sorte que leur effet sur la dureté de l'eau est également faible.