Рівень мінералізації. Класифікація води за рівнем мінералізації. Існує кілька стандартів на питну воду

Мінералізація, загальний солевміст (TDS)

Більшість річок має мінералізацію від кількох десятків міліграмів у літрі до кількох сотень. Їхня питома електропровідність варіюється в межах від 30 мкСим/см до 1500 мкСим/см.
Мінералізація підземних водта солоних озер змінюється в інтервалі від 40-50 мг/дм 3 до 650 г/кг (щільність у цьому випадку вже значно відрізняється від одиниці).
Питома електропровідність атмосферних опадів (з мінералізацією від 3 до 60 мг/дм 3 ) становить 20-120 мкСим/см.

Багато виробництв, сільського господарства, підприємства питного водопостачанняпред'являють певні вимоги до якості вод, зокрема до мінералізації, оскільки води, що містять велика кількістьсолей, що негативно впливають на рослинні та тваринні організми, технологію виробництва та якість продукції, викликають утворення накипу на стінках котлів, корозію, засолення грунтів.

Класифікація природних вод з мінералізації.

Відповідно до гігієнічними вимогамидо якості питної водисумарна мінералізація має перевищувати величини 1000 мг/дм 3 . За погодженням з органами Росспоживнагляду для водопроводу, що подає воду без відповідної обробки (наприклад, артезіанських свердловин), допускається збільшення мінералізації до 1500 мг/дм 3).

Питома електропровідність води

Питома електропровідність – це чисельний вираз здатності водного розчинупроводити електричний струм. Електрична провідністьприродної води залежить в основному від концентрації розчинених мінеральних солей та температури. Природні води представляють переважно розчини сумішей сильних електролітів. Мінеральну частину води складають іони Na+, K+, Ca 2+ , Cl-, SO 4 2-, HCO 3-. Цими іонами обумовлюється електропровідність природних вод. Присутність інших іонів, наприклад, Fe 3+ , Fe 2+ , Mn 2+ , Al 3+ , NO 3 - , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - не сильно впливає на електропровідність, якщо ці іони не містяться у воді значних кількостях (наприклад, нижче за випуски виробничих або господарсько-побутових стічних вод). За значеннями електропровідності природної води можна приблизно судити про мінералізації води за допомогою попередньо встановлених залежностей. Труднощі, що виникають при оцінці сумарного змісту мінеральних речовин(мінералізації) по питомій електропровідності пов'язані з:

неоднаковою питомою електропровідністю розчинів різних солей;
підвищенням електропровідності із підвищенням температури.

Нормовані величини мінералізації приблизно відповідають питомій електропровідності 2 мСім/см (1000 мг/дм 3) і 3 мСім/см (1500 мг/дм 3) у разі хлоридної (у перерахунку NaCl), так і карбонатної (у перерахунку на CaCO 3 ) Мінералізації. Величина питомої електропровідності служить приблизним показником їхньої сумарної концентрації електролітів, головним чином, неорганічних, і використовується в програмах спостережень за станом водного середовища для оцінки мінералізації вод. Питома електропровідність – зручний сумарний індикаторний показник антропогенної дії.

Температура

Температура води є результатом декількох одночасно протікаючих процесів, таких як сонячна радіація, випаровування, теплообмін з атмосферою, перенесення тепла течіями, турбулентним перемішуванням вод та ін. інтенсивністю та глибиною перемішування. Добові коливання температури можуть становити кілька градусів і проникають на невелику глибину. На мілководді амплітуда коливань температури води близька до перепаду температури повітря. У вимогах до якості води водойм, що використовуються для купання, спорту та відпочинку, зазначено, що літня температура води внаслідок спуску стічних вод не повинна підвищуватися більш ніж на 3 °С порівняно із середньомісячною температурою спекотного місяця року за останні 10 років. У водоймищах рибогосподарського призначення допускається підвищення температури води внаслідок спуску стічних вод не більше ніж на 5 °С порівняно з природною температурою. Температура води - найважливіший фактор, що впливає на фізичні, хімічні, біохімічні та протікають у водоймищі біологічні процеси, від якого значною мірою залежать кисневий режим та інтенсивність самоочищення. Значення температури використовують для обчислення ступеня насичення води киснем, різних формлужності, стану карбонатно-кальцієвої системи, при багатьох гідрохімічних, гідробіологічних, особливо лімнологічних дослідженнях, щодо теплових забруднень.

Найбільш цінні відомості про вплив низьких концентраційкальцію у питній воді на цілу популяцію людей було отримано у дослідженнях, проведених у радянському місті Шевченку (нині Актау, Казахстан), де в системі міського водопостачання застосовувалися опріснювальні установки (джерело води – Каспійське море). У місцевого населення відзначалися зниження активності лужної фосфатази, зниження концентрації кальцію та фосфору в плазмі та посилення декальцифікації. кісткової тканини. Ці зміни були найпомітнішими у жінок, особливо вагітних, і залежали від тривалості проживання у Шевченка. Необхідність наявності кальцію в питній воді також підтверджується в однорічному експерименті на щурах, яких забезпечили повністю адекватною дієтою з погляду поживних речовині солей, але напували дистильованою водою, в яку додавали 400 мг/л не містять кальцію солей і одну з цих концентрацій кальцію: 5 мг/л, 25 мг/л або 50 мг/л. У щурів, які отримували воду з 5 мг/л кальцію, було виявлено зниження функціональності гормонів щитовидної залозита інших пов'язаних функційв порівнянні з іншими звірятами, що брали участь в експерименті.

Вважається, що загальна зміна складу питної води позначається на здоров'я людини через багато років, а зниження концентрації кальцію та магнію в питній воді відбивається на самопочутті майже миттєво. Так, жителі Чехії та Словаччини у 2000-2002 роках почали активно використовувати системи зворотного осмосу у своїх квартирах для доочищення міської води. Протягом кількох тижнів або місяців на місцевих лікарів наринув потік пацієнтів зі скаргами, що вказують на гострий дефіцитмагнію (і, можливо, кальцію): серцево-судинні розлади, втома, слабкість та м'язові судоми.

3. Ризик виникнення дефіциту життєво важливих речовинта мікроелементів при вживанні низькомінералізованої води

Хоча питна вода, за рідкісними винятками, не є основним джерелом життєво важливих елементівдля людини, вона може робити значний внесок у надходження їх до організму з кількох причин. По-перше, їжа багатьох сучасних людей – досить бідне джерело мінеральних речовин та мікроелементів. У разі прикордонного дефіциту якогось елемента навіть відносно низький вміст у споживаній питній воді може відігравати відповідну захисну роль. Це з тим, що елементи зазвичай присутні у питній воді як вільних іонів і тому легше засвоюються із води проти продуктами харчування, де вони, переважно, перебувають у складі складних молекул.

Дослідження на тваринах також ілюструють значущість мікродостатності деяких елементів у воді. Так, згідно з даними В. А. Кондратюка, незначна зміна концентрації мікроелементів у питній воді різко впливає на їх вміст у м'язовій тканині. Ці результати були отримані у 6-місячному експерименті, в якому щури були рандомізовані на 4 групи. Першій групі давали водопровідну воду, другій - низькомінералізовану воду, третій - низькомінералізовану воду з додаванням іодиду, кобальту, міді, марганцю, молібдену, цинку та фториду. Остання група отримувала низькомінералізовану воду з додаванням тих же елементів, але вдесятеро більше високої концентрації. Виявили, що низькомінералізована вода впливає на процес кровотворення. У звірків, які отримували знесолену воду, середній вміст гемоглобіну в еритроцитах був на 19% нижчим порівняно з щурами, яким давали водопровідну воду. Відмінності у вмісті гемоглобіну були ще вищими порівняно з тваринами, які отримували мінеральну воду.

Недавні епідеміологічні дослідження в Росії, що проводилися серед груп населення, що проживають в районах з водою, що розрізняється по солевмісту, свідчать про те, що низькомінералізована питна вода може призводити до гіпертонії та ішемічної хвороби серця, виразці шлунка і дванадцятипалої кишкихронічного гастриту, зобу, ускладнень вагітності та ряду ускладнень у новонароджених і немовлят, включаючи жовтяницю, анемію, переломи та порушення росту. Втім, дослідники зазначають, що для них залишилося незрозумілим, чи впливає на здоров'я саме питна вода, чи вся справа в загальній екологічній обстановці в країні.

Відповідаючи на це питання, Г. Ф. Лутай провів велике когортне епідеміологічне дослідження в Усть-Ілімському районі Іркутської областів Росії. У дослідженні основну увагу було приділено захворюваності та фізичному розвитку 7658 дорослих, 562 дітей та 1582 вагітних жінок та їх новонароджених дітей у двох районах, що постачаються водою, що відрізняється за загальною мінералізації. Вода в одному з цих районів мала загальний вміст солевмісту 134 мг/л, з них кальцію 18.7 мг/л, магнію 4.9 мг/л, гідрокарбонатів 86.4 мг/л. У іншому районі загальна мінералізація води становила 385 мг/л, їх кальцію 29.5 мг/л, магнію 8.3 мг/л і гідрокарбонатів 243.7 мг/л. Визначали також вміст сульфатів, хлоридів, натрію, калію, міді, цинку, марганцю та молібдену у воді. Населення цих двох районів не відрізнялося один від одного за соціальними та екологічними умовами, часом проживання у відповідних областях, харчовими звичками. Серед населення району з менш мінералізованою водою були виявлені вищі показники захворюваності на зоб, гіпертонію, ішемічну хворобусерця, виразкою шлунка та дванадцятипалої кишки, хронічним гастритом, холециститом та нефритом. Діти, які живуть у цьому районі, демонстрували повільніше фізичний розвиток, прояв аномалій зростання Вагітні жінки частіше страждали від набряків та анемії. Новонароджені цієї місцевості були більше схильні до захворювань. Найнижча захворюваність відзначалася в районах з гідрокарбонатною водою, що має загальну мінералізацію близько 400 мг/л і містить 30-90 мг/л кальцію та 17-35 мг/л магнію. Автор дійшов висновку, що таку воду можна вважати фізіологічно оптимальною.

4. Вимивання корисних речовинз їжі, що готується на низькомінералізованій воді.

Було встановлено, що з використанням для приготування їжі пом'якшеної води відбувається значна втрата продуктами харчування (м'ясо, овочі, крупи) мікро- і макроелементів. З продуктів вимивається до 60% магнію та кальцію, 66% міді, 70% марганцю, 86% кобальту. З іншого боку, коли приготування їжі використовується жорстка вода, втрати цих елементів знижуються.

Оскільки більшість поживних речовин надходить в організм з їжею, використання низькомінералізованої води для приготування їжі та переробки харчових продуктівможе призвести до помітного дефіциту деяких важливих мікро- та макроелементів. Нинішнє меню більшості людей зазвичай не містить усіх необхідних елементів у достатніх кількостях, і тому будь-який фактор, що призводить до втрати основних мінеральних та поживних речовин у процесі приготування їжі, додатково посилює ситуацію.

5. Можливе збільшення надходження до організму токсичних речовин.

Низькомінералізована, а особливо демінералізована вода надзвичайно агресивна та здатна вилуговувати важкі метали та деякі органічні речовини з матеріалів, з якими контактує (труби, фітинги, ємності для зберігання). Крім того, кальцій і магній, що містяться у воді, мають певною мірою антитоксичну дію. Їхня відсутність у питній воді, яка ще й по мідних трубах потрапила у ваш олов'яний кухоль, запросто призведе до отруєння важкими металами.

Серед восьми випадків інтоксикації питною водою, зареєстрованих у США у 1993-1994 роках, було три випадки отруєння свинцем у немовлят, у крові яких виявились перевищення свинцю в 1.5, 3.7 та 4.2 рази відповідно. У всіх трьох випадках свинець вилуговувався з пропаяних свинцевим припоєм швів у резервуарах для зберігання питної зворотноосмотичної води, на якій розводили дитяче харчування.

Відомо, що кальцій і, меншою мірою, магній мають антитоксичну активність. Вони запобігають абсорбції в кров з кишечнику іонів. важких металів, таких як свинець та кадмій, шляхом конкуренції за сайти зв'язування. Хоча цей захисний ефект обмежений, його не можна відкидати. У той же час інші токсичні речовини можуть вступати в хімічну реакціюз іонами кальцію, утворюючи нерозчинні сполуки і, таким чином, втрачаючи своє токсична дія. Населення в районах, що забезпечуються низькомінералізованою водою, може наражатися на підвищений ризик отруєння токсичними речовинами в порівнянні з населенням у регіонах, де застосовується звичайна жорстка вода.

6. Можливе бактеріальне забруднення низькомінералізованої води.

Цей пункт в оригінальній статті трошки притягнутий за вуха, але все-таки. Будь-яка вода схильна до бактеріального забруднення, саме тому в трубопроводах тримають мінімальну залишкову концентрацію дезінфектантів - наприклад, хлору. Відомо, що зворотноосмотичні мембрани здатні видаляти з води практично всі відомі бактерії. Проте, зворотноосмотичну воду теж необхідно дезінфекувати і тримати в ній залишкову концентрацію дезінфекційної речовини, щоб уникнути вторинного зараження. Показовий приклад спалаху черевного тифу, викликаної водою, обробленої зворотним осмосом, Саудівської Аравії 1992 року. Там вирішили відмовитися від хлорування зворотньоосмотичної води, адже вона, за ідеєю, була стерилізована зворотним осмосом. Чеська національний інститут громадського охорони здоров'яв Празі випробував продукти, призначені для контакту з питною водою, і виявив, наприклад, що напірні ємності побутових установок зворотного осмосу схильні до бактеріального розростання.

1. Відповідно до доповіді ВООЗ 1980 року (Сидоренко, Рахманін).

Питна вода з низькою мінералізацією призводить до вимивання солей з організму. Оскільки побічні ефекти, такі як порушення водно-сольового обміну, спостерігалися не тільки в експериментах з повністю демінералізованою водою, а й при використанні низькомінералізованої води із загальним вмістом солі в діапазоні від 50 до 75 мг/л, група Ю. А. Рахманіна у своєму звіті для ВООЗ рекомендувала встановити нижню планку загальної мінералізації питної води на рівні 100 мг/л. Оптимальний рівень солевмісту питної води, згідно з цими рекомендаціями, повинен становити близько 200-400 мг/л для хлоридно-сульфатних вод і 250-500 мг/л для гідрокарбонатних вод. Рекомендації були засновані на великих експериментальних дослідженнях, проведених на щурах, собаках та добровольцях з-поміж людей. В експериментах використали московську водопровідну воду; опріснену воду, що містить приблизно 10 мг/л солей; лабораторно підготовлену воду, що містить 50, 100, 250, 300, 500, 750, 1000 та 1500 мг/л розчинених солей з наступним іонним складом:

серед усіх аніонів хлоридів 40%, гідрокарбонат-аніонів 32%, сульфатів 28%;
серед усіх катіонів натрію 50%, кальцію 38%, магнію 12%.

Було вивчено цілу низку параметрів: динаміка маси тіла, базального метаболізму; активність ферментів; водно-сольовий баланс та його регуляторна система; вміст мінеральних речовин у тканинах та рідинах організму; гематокрит та активність вазопресину. Підсумкова оптимальна мінералізація була виведена на основі даних щодо впливу води на організм людини та тварин з урахуванням органолептичних властивостей, здатності вгамовувати спрагу та рівня корозійної активності по відношенню до матеріалів систем водопостачання.

На додаток до рівня загальної мінералізації у цій доповіді обґрунтовується мінімальний вміст кальцію у питній воді – не нижче 30 мг/л. Ця вимога була введена після вивчення критичних ефектів, що виникають у результаті гормональних зміну метаболізмі кальцію та фосфору та зниженні мінералізації кісткової тканини при вживанні позбавленої кальцію води. У звіті також рекомендується підтримувати вміст гідрокарбонат-аніонів на рівні 30 мг/л, що сприяє збереженню прийнятних органолептичних характеристик, зниженню корозійної активності та створенню рівноважної концентрації для мінімальної концентрації кальцію, що рекомендується.

Більше пізні дослідженнясприяли появі уточнених вимог. Так, в одному з них вивчався вплив питної води, що містить різну концентрацію солей жорсткості, на стан здоров'я жінок віком від 20 до 49 років у чотирьох містах Південного Сибіру. Вода у місті A мала саме низький змістцих елементів (3.0 мг/л кальцію та 2.4 мг/л магнію). Вода у місті B була більш жорсткою (18.0 мг/л кальцію та 5.0 мг/л магнію). Найвища жорсткість відзначалася в містах C (22.0 мг/л кальцію та 11.3 мг/л магнію) та D (45.0 мг/л кальцію та 26.2 мг/л магнію). У жінок, які живуть у містах A і B, частіше діагностувалися захворювання серцево-судинної системи (дані отримані з допомогою ЕКГ), вище кров'яний тиск, соматоформні вегетативні дисфункції , головний біль, запаморочення та остеопороз (дані отримані за допомогою рентгенівської абсорбціометрії) порівняно з такими у містах C та D. Ці результати показують, що мінімальний вміст магнію в питній воді має становити 10 мг/л, а мінімальний вміст кальцію можна зменшити до 20 мг/ л (проти рекомендаціями ВООЗ 1980 року).

Виходячи з наявних в даний час даних, різні дослідники дійшли, в результаті, до таких рекомендацій щодо оптимальної жорсткості питної води:

А. магній – не менше 10 мг/л, оптимально близько 20-30 мг/л;
б. кальцій – не менше 20 мг/л, оптимально 40-80 мг/л;
в. їх сума (загальна жорсткість) – 4-8 мг-екв/л.

При цьому, магній обмежується знизу за своїм впливом на серцево-судинну систему, а кальцій - як компонент кісток та зубів. Верхню межу оптимального діапазону жорсткості встановили виходячи з побоювань можливого впливу жорсткої води на виникнення сечокам'яної хвороби.

Вплив жорсткої води на утворення каменів у нирках

Розчинені речовини, що містяться в сечі, при деяких певних умовможуть кристалізуватися і відкладатися на стінках ниркових чашок і балії, сечовому міхурі, а також інші органи сечовидільної системи.

За хімічним складом розрізняють кілька видів сечових конкрементів, однак у зв'язку з жорсткістю води цікаві в основному фосфати та оксалати. При порушенні фосфорно-кальцієвого метаболізму або у разі гіпервітамінозу вітаміну D можуть формуватися фосфатні камені. Підвищений зміств їжі солей щавлевої кислоти – оксалатів – може призвести до появи оксалатних конкрементів. І оксалат, і фосфат кальцію нерозчинні у воді. До речі, оксалатів багато не лише у щавлі, а й у цикорії, петрушці, буряках. А ще оксалати синтезуються організмом.

Вплив твердості води на утворення сечових конкрементів важко визначити. У більшості досліджень, що оцінюють вплив жорсткості води на появу та розвиток сечокам'яної хвороби (уролітіаз), використовуються дані медичних стаціонарних установ. У цьому вся сенсі дослідження, проведене Schwartz et al. значно відрізняється тим, що всі дані були зібрані в амбулаторних умов, при цьому пацієнти залишалися в природному середовищіі займалися своїми звичайними справами. У цій роботі представлено найбільшу когорту пацієнтів на сьогоднішній день, що дозволяє оцінити вплив жорсткості води на різні компоненти сечі.

Вчені обробили великий матеріал. Агенство з охорони довкілляСША (EPA) надало інформацію про хімічний склад питних вод на території США із географічною прив'язкою. Ці відомості поєднувалися з національною базою даних амбулаторних осіб, які страждають на сечокам'яну хворобу (там міститься поштовий індекс пацієнта, тому географічна прив'язка виявилася можливою). Таким чином було ідентифіковано 3270 амбулаторних пацієнтів з кальцієвими конкрементами.

У свідомості більшості людей підвищена жорсткість води є синонімом. підвищеного ризикурозвитку сечокам'яної хвороби (камені в нирках - окремий випадоксечокам'яної хвороби). Вміст мінеральних речовин, і особливо кальцію, у питній воді, мабуть, багатьма людьми сприймається як загроза здоров'ю.

Незважаючи на ці поширені побоювання щодо жорсткості води, жодні дослідження не підтверджують припущення, що вживання жорсткої води збільшує ризик утворення сечових конкрементів.

Sierakowski et al. вивчили 2302 медичних висновківзі стаціонарних лікарень, розкиданих по всій території США, і виявили, що у пацієнтів, які жили в районах, що постачалися жорсткою водою, ризик виникнення сечокам'яної хвороби був нижчим. Аналогічним чином, у цитованій роботі було встановлено, що жорсткість питної води обернено пропорційна захворюваності на сечокам'яну хворобу.

У дослідженні кількість епізодів сечокам'яної хвороби була дещо вищою у пацієнтів, які проживають в районах з більш м'якою водою, що узгоджується з даними інших авторів, але суперечить суспільному сприйняттю. Відомо, що в деяких випадках, наприклад, у осіб, які страждають на гіперкальціурію, підвищене пероральне споживання кальцію може погіршити утворення. сечових каменів. У пацієнтів з гіпероксалуричним кальцієвим нефролітіазом підвищене пероральне введення кальцію, навпаки, здатне успішно інгібувати утворення каменів шляхом зв'язування солей щавлевої кислоти кальцієм у кишечнику і, таким чином, обмежуючи надходження оксалатів у сечовидільну систему. Надходження кальцію з питною водою потенційно може чинити інгібуючу дію на утворення кальцієвих сечових конкрементів у одних пацієнтів та сприяти утворенню каменів в інших. Ця теорія була перевірена у роботі Curhan et al., у ході якої оцінювався вплив споживання кальцію у 505 пацієнтів із повторним каменеутворенням. Після 4 років спостереження групи пацієнтів, які приймали кальцій, відзначалося найменше епізодів появи сечових каменів. Дослідники дійшли висновку, що високе споживання кальцію з їжею знижує ризик симптоматичної сечокам'яної хвороби.

Незважаючи на занепокоєння населення потенційним літогенезом жорсткої водопровідної води, існуючі наукові дані свідчать, що між жорсткістю води та поширеністю утворення каменів у сечі немає ніякого зв'язку. Схоже, що існує кореляція між жорсткістю води та рівнем кальцію, цитрату та магнію в сечі, але значення цього невідоме.

До речі, автор наводить цікаве зіставлення: споживання однієї склянки молока може бути еквівалентним двом літрам водопровідної води за вмістом кальцію. Так, згідно з даними Міністерства сільського господарстваСША (USDA), 100 г молока містить 125 мг кальцію. Та ж кількість води з міського водопроводу містить лише близько 4-10 мг кальцію.

Висновок

Питна вода має містити мінімальні концентрації деяких необхідних мінеральних речовин. На жаль, корисним властивостямпитної води завжди приділялося надто мало уваги. Основний наголос робився на токсичність неочищеної води. Результати досліджень, проведених у Останнім часомта спрямованих на встановлення оптимального мінерального складупитної води, мають бути почуті як державними і приватними структурами, відповідальними за водопостачання цілих міст, а й звичайними людьми, зловживаючими системами водоочищення вдома.

Питна вода, вироблена опріснювальними установками у промислових масштабах, зазвичай ремінералізується, але в домашніх умовах мінералізація зворотньоосмотичної води, як правило, не виробляється. Однак, навіть при мінералізації опріснених вод їх хімічний складможе залишатися незадовільним із погляду потреб організму. Так, у воду можуть додати солі кальцію, але в ній не буде інших необхідних мікроелементів - фтору, калію, йоду. Крім того, опріснена вода мінералізується більше з технічних міркувань – щоб знизити її корозійну активність, а про важливість розчинених у воді речовин для здоров'я людини зазвичай не замислюються. Жоден із застосовуваних способів ремінералізації опрісненої води не може вважатися оптимальним, так як у воду при цьому додається лише дуже вузький набір солей.

Вплив жорсткої води на утворення каменів у нирках науково не підтверджено. Є побоювання, що підвищене споживання солей щавлевої кислоти або фосфатів спільно з кальцієм може призводити до кристалізації в органах сечовидільної системи нерозчинних кальцієвих солей фосфорної або щавлевої кислот, проте організм здорової людини, згідно з існуючими науковими даними, не схильний до такого ризику. У зоні ризику можуть перебувати особи, які страждають на захворювання нирок, гіпервітаміноз вітаміну D, порушення фосфорно-кальцієвого, оксалатного, цитратного метаболізмів або вживають в їжу значні кількості солей щавлевої кислоти. Встановлено, наприклад, що здоровий організмбез будь-яких наслідків для себе здатний переробляти до 50 мг оксалатів на 100 г їжі, однак тільки шпинат містить оксалатів 750 мг/100 г, тому в зоні ризику можуть виявитися вегетаріанці.

В цілому, демінералізована вода не менш шкідлива, ніж стічні води, і в XXI столітті давно настав час відійти від нормування показників якості води тільки зверху. Тепер необхідно встановити також нижні межі вмісту мінеральних речовин у питній воді. Фізіологічно оптимальний лише вузький коридор концентрацій та складу питних вод. Наявну в даний час інформацію з цього питання можна подати у вигляді таблиці.

Таблиця 1. Оптимальна мінералізація питної води

Елемент	Одиниці виміру	Мінімальний зміст	Оптимальний рівень	Максимальний рівень, СанПіН 2.1.4.1074-01 або *рекомендація ВООЗ
Загальна мінералізація	мг/л	100	250-500 для гідрокарбонатних вод 200-400 для хлоридно-сульфатних вод	1000
Кальцій	мг/л	20	40-80	-
Магній	мг/л	10	20-30	- Додати теги

За показниками, визначеними в СанПіН, загальна мінералізація питної води в нормі - тобто значення в гранично допустимих концентраціях (ГДК) - повинні залишатися в межах 1000 мг/літр. У разі окремого розгляду епідеміологічної обстановки у певному населеному пунктіабо для конкретної системи водопостачання, за постановою державного головного лікаря, цей показник може бути збільшений до 1500 мг/літр. Ці обмеження були встановлені за органолептичною ознакою. Однак оптимальні значеннявходять у діапазон від 200 до 400 мг сухого залишку на літр.

Сам параметр загальної мінералізації в таблиці СанПіН супроводжується припискою в дужках: сухий залишок. При цьому величина сухого залишку може не збігатися з фактичною мінералізацією, оскільки методика визначення сухого залишку шляхом випарювання та зважування залишку не враховує деякі леткі розчинені. органічні сполуки. В результаті різниця у значеннях може досягати 10%.

Загальна мінералізація: поняття та категорії

Під загальною мінералізацією прийнято розуміти сумарний вміст речовин, розчинених у воді, що зумовлює і другу назву «соміст», яке теж правомірно застосовувати, оскільки розчинені речовини знаходяться у воді у вигляді солей калію, магнію, натрію, сульфатів кальцію, хлоридів, гідрокарбонатів. Здебільшого це неорганічні речовинита в невеликій кількості органічні.

Поверхневі води, за інших рівних, в оцінці солевмісту мають менший осад, ніж підземні. Тому підземні мають більш солонуватий (іноді - гіркуватий) присмак. Крім того, на ступінь мінералізації впливають:

геологічний регіон,
стічні води (особливо у промислових регіонах),
зливові стоки переважно в тих містах, де зі зледенінням комунальні служби повсюдно використовують сіль.

Для полегшення градації мінералізації (солоності) природної води використовується таблиця категорій від ультрапресних до розсолів:

Смакові ознаки та забезпечення мінералами організму через воду

Поріг відчуттів для сульфатів становить 500 мг/літр, а хлоридів – лише на рівні 350 мг/л. Загалом прийнятною на смак вважається вода із загальним вмістом солі на рівні 600 мг/літр.

Смакові якості низькомінералізованої води визначаються залежно від смакових звичок споживачів і характеризуються в діапазоні від «пресної та несмачної» до «легкої та приємної».

При цьому існує об'єктивна нижня межа мінералізації, заснована на адаптивних реакціях гомеостазу організму, що знаходиться на позначці 100 мг сухого залишку на літр з показниками 25 і 10 мг/л для кальцію та магнію відповідно. Оптимальним у цілому вважається середнє значення не більше 200-400 мг сухого залишку на літр.

Можливість постачання мінеральних речовин організму через воду в обсязі чверті від необхідної добової потребиактивно заперечується противниками цієї тенденції. Як доказ наводяться переконливі зведені таблиці, в яких зіставляється ряд ознак:

Необхідні людині мінерали (з умовним підвищеним припущенням повної засвоюваності речовин).
Склад за умови вмісту максимально допустимих концентрацій.
Добове водоспоживання та ін.

У сукупності ці ознаки демонструють, що джерелом мікроелементів вода може теоретично розглядатися тільки для забезпечення організму фтором і йодом. Однак з урахуванням цілого ряду умовних «ідеальних» припущень і різниці вмісту таких елементів у різних регіонах Росії, не можна розглядати питну воду як достатньо джерело надходження навіть цих мікроелементів.

Мінеральні солі у технічній воді

Для технічної рідини за низкою галузей промисловості виникає потреба забезпечити більш суворі норми солевмісту. Так, запобігання відкладенням сольового осаду в пароводяних трактах ТЕЦ або ТЕС може бути забезпечене присутністю солей у мінімальній кількості – менше 1 мг/літр – в обох середовищах (менше 1 мг/л).

При русі гідропотоку трубами перенасиченості мінеральними солямиз урахуванням низької концентрації та щодо низької температури, як правило, не спостерігається, однак у прикордонних шарах з малою швидкістю потоку, за наявності шорсткості на стінках труб, дефектах ізоляції тощо. можуть бути спровоковані осадження.

Тенденції до суворого нормування якості технічного водоресурсу мають два напрями:

створення параметрів за кожним показником, аналогічно до того, як це зроблено для питних ресурсів;
створення моделей водоскладу для технічних цілей, які б ділили норматив за окремими фізико-хімічними показниками, а включали б цілий комплекс властивостей.

Наразі вимоги до властивостей споживаного та відведеного гідропотоку фіксуються у галузевих методиках за видами виробництв та конкретних галузей.

Видалення мінеральних солей

Демінералізація (або процес видалення мінеральних речовин) проводять способами деіонізації, дистиляції, електролізу, зворотного осмосу, що часто вимагає певної підготовки ресурсу, але дозволяє досягти дуже високого (до 99,9%) ступеня очищення, як це відбувається при використанні мембранних систем.

Дистиляція. В основі принципу – випарювання та концентрація пари. Технологія вважається енергоємною і проходить з утворенням накипу на стінках випарника.
Електродіаліз. Процес відбувається завдяки переміщенню іонів в електричному поліз установкою іоноселективних мембран, що пропускають тільки катіони або тільки аніони, в результаті чого в обмеженому об'ємі мембранами знижується концентрація солей.
Деіонізація. Знесолювання забезпечує іонний обмін у 2 шарах іонообмінного матеріалу. Деіонізована вода використовується у фармацевтиці, хімії, обробці шкір та ін.
Зворотний осмос. Очищення засноване на «продавлюванні» крапель крізь напівпроникну мембрану з порами, порівнянними за розміром з молекулою Н 2 О. Під тиском крізь мембрану проходить лише сама молекула, низькомолекулярні гази, а домішки відфільтровуються та зливаються.

Водоресурс для цього процесу вимагає попереднього очищення від іржі, піску та ін. суспензій спочатку за допомогою механічних пористих (з розміром до 5 мікрон) картриджів, потім – фільтрів з гранульованим вугіллям, що сорбує метали, вільний хлор, а потім – фільтрів з пресованим кокосовим кутом для усунення хлорорганічних сполук.

Такі мембрани-фільтри не можна порівнювати ні за функціями, ні за масштабом із сітками-фільтрами, що встановлюються на аераторах та економіках води (наприклад, http://water-save.com/). В економіках фільтри набагато більші і вирішують зовсім інші завдання аерування води та створення ефекту «повного» струменя при меншому фактичному водовитраті.

Відомий вислів дієтологів: «Ми є те, що ми їмо» можна перефразувати щодо води. Наше здоров'я залежить від того, що ми п'ємо. На жаль, якість питної води викликає серйозне занепокоєння у всьому світі. Стан водопровідних систем змушує все частіше вдаватися до встановлення потужних фільтрів або до вживання покупної води. Яку воду ми називаємо мінеральною? Як впливає мінералізація вод для здоров'я людини?

Яка вода може називатись мінеральною?

Звичайну питну воду, яку ми набираємо з-під крана, або купуємо в бутлях, теж можна вважати певною мірою мінеральною. У ній теж у різних пропорціях присутні солі та різні хімічні елементи. І все-таки під певною назвою прийнято мати на увазі воду, насичену корисними органічними речовинами різною мірою концентрації. Основним показником, що визначає хімічний склад основного джерела життя, його придатність для пиття є загальна мінералізація води або, по-іншому, сухий залишок. Це показник кількості органічних речовинв одному літрі рідини (мг/л).

Джерела мінералізації

Мінералізація вод може відбуватися як природним шляхом, так і промисловим, штучним. У природі підземні річки приймають до складу цінні солі, мікроелементи та інші частинки з порід, якими вони проходять.

Чисті питні джерела, на жаль, стали рідкістю. Людство все частіше змушене застосовувати спеціальні установки для їхнього очищення від забруднень. шкідливими речовинами. Сучасні методифільтрації можуть отримати придатну для вживання воду практично з будь-якої рідини. В результаті застосування таких технологій вона часом стає майже дистильованою і теж шкідливою для постійного вживання. Штучно очищена вода проходить повторну мінералізацію та наповнюється необхідним складом вже ненатуральним способом.

Ступінь мінералізації води

Вода з показником сухого залишку нижче 1000 мг/л вважається прісною, такий показник більшості річок та озер. Саме цей поріг вважається найвищим для питної води, на цій межі людина не відчуває дискомфорту та неприємного солоного чи гіркого смаку. Мінералізація води вище 1000 мг/л, крім того, що змінює її смак, знижує здатність вгамувати спрагу, і часом надає шкідливий впливна організм.

Нижче 100 мг/л – низький ступінь мінералізації. Така вода має неприємний смак, Викликає порушення в обміні речовин при тривалому її вживанні.

Вченими бальнеологами виведено оптимальний показник насиченості органічними речовинами – від 300 до 500 мг/л. Сухий залишок від 500 до 100 мг/л вважається підвищеним, але допустимим.

Споживчі властивості води

За своїми споживчими властивостями воду слід розділити на придатну для щоденного вживання і ту, що використовується в лікувально-профілактичних цілях.

Очищена штучним шляхом від усіх речовин вода придатна для пиття та приготування їжі. Шкоди великої вона не принесе, крім того, що не принесе жодної користі. Ті, хто, побоюючись інфекцій, вживає тільки таку рідину, ризикують отримати дефіцит. корисних солейта мінералів. Поповнювати їх доведеться штучно.
Столова вода - найсприятливіша для щоденного вживання, очищена від бруду та шкідливих домішокі помірковано насичена всім необхідним.
Лікувально-їдальні води вже відрізняються приставкою «лікувально». Приймають їх як ліки або для профілактики. Тобто пити їх можна всім, але помірно і не завжди, а ось для приготування їжі не можна використовувати.
Суто лікувальні мінводи зазвичай приймають лише за призначенням лікаря, як правило, як процедуру на бальнеологічному курорті. Висока мінералізація води робить її вживання неприйнятним у широкому колі.

Класифікація води за складом

У суспільстві мінеральної прийнято називати лікувальні та лікувально-столові розчинених у них органічних речовин, мінералів та газів значно відрізняється і залежить від місця знаходження джерела. Основна характеристика води – її іонний склад, до загального переліку якого входить близько 50 різних іонів. Основна мінералізація вод представлена шістьма основними елементами: катіонами калію, кальцію, натрію та магнію; аніонами хлориду, сульфату та гідрокарбонату. За переважанням тих чи інших елементів і ділять мінводи на три великі основні групи: гідрокарбонатні, сульфатні та хлоридні.

У більшості випадків у чистому вигляді окрема групаВода представлена в природі рідко. Найчастіше зустрічаються джерела змішаного типу: хлоридно-сульфатні, сульфатно-гідрокарбонатні і т.д. У свою чергу групи поділяються на класи з переважання тих чи інших іонів. Є води кальцієві, магнієві чи змішані.

Просто пий і будь здоров

Мінералізація вод широко використовується в медичних цілях, як для внутрішнього застосування, так і для зовнішнього, у вигляді ванн та інших водних процедур.

Гідрокарбонатні води застосовують для лікування та профілактики захворювань органів травлення, пов'язаних з підвищеною кислотністю. Вони допомагають позбутися печії, очищають організм від піску та каміння.
Сульфати також стабілізують роботу кишківника. Основна сфера їх впливу - печінка, жовчні шляхи. Рекомендують лікування такими водами при цукровому діабеті, ожирінні, гепатиті, непрохідності жовчних шляхів.
Наявність хлоридів усуває розлади шлунково-кишковий тракт, стабілізує роботу шлунка та підшлункової залози.

Високу мінералізацію може завдати і помітної шкоди здоров'ю, якщо застосовувати її неправильно. Людині з проблемами травлення та обміну речовин слід приймати ці природні лікиза призначенням та під контролем медперсоналу.

Це кількісний показник вмісту розчинених у воді речовин. Його ще називають вмістом твердих речовин або загальним вмістом солі, оскільки речовини розчинені у воді знаходяться у вигляді солей. Найбільш поширені неорганічні солі (бікарбонати, хлориди та сульфати кальцію, магнію, калію та натрію) та невелика кількість органічних речовин, розчинних у воді. Загальну мінералізацію плутають із сухим залишком. Насправді ці параметри дуже близькі, але методи їх визначення різні. При визначенні сухого залишку не враховуються летючі органічні сполуки, розчинені у воді. В результаті загальна мінералізація та сухий залишок можуть відрізнятися на величину цих летких сполук (як правило, не більше 10%). Рівень солевмісту в питній воді обумовлений якістю води в природних джерел(які суттєво варіюються у різних геологічних регіонах внаслідок різної розчинності мінералів).

За загальним мінералізації води поділяються на такі категорії:

Крім факторів, зумовлених природою, на загальну мінералізацію води великий вплив надає людина: стічні води промисловості, міські зливові стоки (Сіль використовується взимку як антиобледенитель) і т.п. За даними Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, достовірної інформації про вплив підвищеного солевмісту на здоров'я немає. За медичними показаннями ВООЗ обмеження не запроваджує. Як правило, нормальним смак води вважається при загальній мінералізації до 600 мг/л, при солевмісті більше 1000-1200 мг/л вода може викликати нарікання у споживачів. У зв'язку з цим ВООЗ за органолептичним показанням рекомендує межу загальної мінералізації в 1000 мг/л. Цей рівень може змінюватися залежно від звичок, що склалися, і місцевих умов. На сьогоднішній день в розвинених країнах люди вживають воду з низьким вмістом солі - воду, очищену технологією зворотного осмосу. Така вода найбільш чиста та нешкідлива, вона широко використовується в харчовій промисловості, виготовлення бутильованої води тощо. Докладніше про мінеральні речовини та воду читайте у статті: Вода та мінеральні речовини. Окрема тема – величина мінералізації при відкладенні накипу та опадів у котельному, бойлерному та сантехнічному обладнанні. У цьому випадку до води застосовуються спеціальні вимоги, і що менше рівень мінералізації (особливо вміст солей жорсткості), то краще.

Жорсткість

Властивість води, визначена наявністю солей кальцію та магнію у розчиненому вигляді.

Хімія жорсткості води

Прийнято жорсткість води прийнято асоціювати з катіонами кальцію (Са2+) та меншою мірою магнію (Mg2+). Насправді всі двовалентні катіони впливають на жорсткість води. Осад і накип (солі жорсткості) утворюються в результаті взаємодії двовалентних катіонів з аніонами. Натрій Na+ – одновалентний катіон не взаємодіє з аніонами.

Наведемо головні катіоніти металів, з якими вони асоціюються та викликають жорсткість.

Залізо, марганець і стронцій надають на жорсткість невеликий вплив у порівнянні з кальцієм та магнієм. Розчинність Алюмінію та тривалентного Заліза невелика при рівні pH природної води, тому їх вплив на жорсткість води також невеликий.