1803.info

Оптимальный состав питьевой воды

В наше время наблюдается бум чистой воды. Многие жители городов, получающие, казалось бы, качественную воду из городского водопровода, стремятся установить у себя дома дополнительные системы очистки воды — чаще всего, обратный осмос. При этом, типичны такие рассуждения: «жёсткая вода способствует образованию камней в почках, вызывает артроз, отложение солей и накипь в чайнике, поэтому в повседневной жизни нужно использовать исключительно обессоленную воду, в идеале — дистиллят». Однако, в научном сообществе до сих пор нет чёткого ответа на вопрос, связано ли употребление жёсткой воды с возникновением мочекаменной болезни. Напротив, влияние деминерализованной воды на организм человека изучено достаточно хорошо, и в научной среде на этот счёт сформировано однозначное, консолидированное мнение.

В стародавние времена, 4.1-3.8 млрд лет назад, на третьей от Солнца планете начался абиогенез. Жизнь потихоньку зарождалась в первичном бульоне, щурясь на яркий солнечный свет своими маленькими зелёными глазками. Эволюционно развиваясь, жизнь приспосабливалась к окружающей среде, подстраивалась под неё. Шли годы, и 300 тыс лет назад появились первые Homo sapiens. Они продолжили лучшие эволюционные традиции предыдущих эпох, и надо заметить, что во всём вмещающем ландшафте ни тогда, ни сейчас нигде не было деминерализованной воды. Ну, кроме снега в Заполярье. Но там человек не жил. И лишь каких-то 50 лет назад появились первые технологии глубокой очистки питьевой воды. Такой срок по меркам эволюционного развития — лишь артефакт в рамках статистической погрешности. Может, их и не было, этих пятидесяти лет. А с первичным бульоном — насыщенным минеральным раствором — жизнь знакома всю свою жизнь.

В общем, наш организм эволюционно адаптирован к обычной природной воде, в которой всегда растворены какие-то вещества. Вопрос в том, каким должно быть оптимальное солесодержание питьевой воды как по количеству, так и по составу. И надо отметить, что первые исследования на эту тему были проведены в Советском Союзе. 

Под деминерализованной водой в этом тексте подразумевается вода с электрической проводимостью менее 20 мкСм/см (менее 15 мг/л; для сравнения, в обычном городском водопроводе, в зависимости от населённого пункта, минерализация воды колеблется от 70 до 250 мг/л), почти или полностью лишённая растворённых минеральных веществ в результате дистилляции, деионизации, мембранной фильтрации или с применением других технологий глубокой очистки воды. Хотя технологии глубокой очистки воды появились в 1960-е годы, деминерализованная вода не сразу стала использоваться для питья. Чаще она находила применение в исследовательских лабораториях как замена дистилляту. Однако, в центральноазиатских городах Советского Союза уже тогда остро стояла проблема водоснабжения, которая могла быть решена опреснительными установками, поэтому советские врачи и учёные одними из первых начали исследовать влияние деминерализованной воды на здоровье человека. Помимо чисто технических проблем (деминерализованная вода чрезвычайно агрессивна и вызывает коррозию водопроводных труб, выщелачивая из них металлы) советские учёные в 1960-е годы указали также на потенциальные риски для здоровья, таящиеся в обессоленной воде. В частности, эпидемиологические исследования выявили более низкий уровень сердечно-сосудистых заболеваний и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в районах с жёсткой водой по сравнению с районами с мягкой водой. С другой стороны, опыт искусственного фторирования питьевой воды продемонстрировал уменьшение частоты возникновения кариеса у потребителей такой воды. Стало очевидно, что нормировать солесодержание питьевой воды нужно не только сверху, но и снизу, и начались поиски оптимальной концентрации и состава растворённых в воде солей, которые привели к концу 1970-х годов к рекомендациям, позднее принятым ВОЗ.

Группа исследователей из Института общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина под руководством Г. И. Сидоренко и Ю. А. Рахманинаустановила, что «деминерализованная вода оказывает неблагоприятное влияние на организм животных и человека». Учёные пришли к выводу, что общая минерализация питьевой воды должна составлять не ниже 100 мг/л (оптимально 200-400 мг/л для хлоридно-сульфатных и 250-500 мг/л для гидрокарбонатных вод) с содержанием гидрокарбонат-аниона не менее 30 мг/л, кальция не менее 30 мг/л, щёлочности не более 6.5 мг-экв/л, натрия не более 200 мг/л, бора не более 0.5 мг/л, брома не более 0.01 мг/л.
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.
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.

Согласно докладу ВОЗ 1980 года (Сидоренко, Рахманин) 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.

Заключение

Питьевая вода должна содержать минимальные концентрации некоторых необходимых минеральных веществ. К сожалению, полезным свойствам питьевой воды всегда уделялось слишком мало внимания. Основной упор делался на токсичность неочищенной воды. Результаты исследований, проведённых в последнее время и направленных на установление оптимального минерального состава питьевой воды, должны быть услышаны не только государственными и частными структурами, отвечающими за водоснабжение целых городов, но и обычными людьми, злоупотребляющими системами водоочистки у себя дома.

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.