Способ минерализации питьевой воды из дистиллята. Минерализация питьевой воды

Обсуждение оптимального минерального состава питьевой воды | Блог Lexx

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.

Миф о вреде жёсткой воды и пользе обратноосмотической

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. Представленный ниже материал — вольный перевод статьи «Health risks from drinking demineralised water» [1] с моими комментариями и привлечением дополнительных источников информации.

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. Рахманина установила, 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.

С тех пор прошло несколько десятков лет, и опреснительные установки активно вошли в быт, особенно в странах Азии и Ближнего Востока. В промышленных масштабах опреснённые воды, как правило, подвергаются искусственной минерализации карбонатом кальция или путём добавления небольшого количества исходной солёной воды. Но делается это, в основном, для защиты водопроводных труб от выщелачивания, и во вторую очередь — для вкуса. Как следствие, люди, потребляющие такую воду (в том числе и бутилированную), могут недополучать некоторые важные химические элементы, присутствующие в более минерализованной воде.

Наше знание о влиянии деминерализованной воды на организм основано на экспериментальных и статистических данных. Эксперименты проводились на лабораторных животных и добровольцах, а статистика собиралась в регионах с преимущественным снабжением опреснённой водой по отношению к регионам, снабжаемым обычной речной или скважинной водой. Нам также доступны результаты эпидемиологических исследований, в которых проводился сравнительный анализ здоровья населения в районах с преимущественным снабжением деминерализованной водой по сравнению с районами, где используется обычная природная вода. Возможные неблагоприятные последствия потребления воды с низким солесодержанием можно разделить на шесть категорий.

1. Прямое воздействие воды с низким содержанием минеральных веществ на слизистую оболочку кишечника, метаболизм, водно-солевой обмен и другие функции организма.

Вода с низким содержанием минеральных веществ (менее 50 мг/л) обладает отрицательными вкусовыми качествами. Впрочем, к её вкусу со временем можно привыкнуть. Однако, есть сведения, что такая вода хуже утоляет жажду. Хотя это и не влияет напрямую на здоровье, всё же этот факт следует принимать во внимание. Плохие органолептические и жаждоутоляющие свойства могут влиять на количество потребляемой воды.

В 1963 году Williams в своей работе утверждал, что дистиллированная вода, вводимая в кишечник, вызывает аномальные изменения в эпителиальных клетках крыс, возможно, из-за осмотического шока. Однако, эти выводы не были подтверждены Schumann et al. в более поздних 14-дневных экспериментах на крысах. Гистологический анализ не выявил признаков эрозии, изъязвления или воспаления в пищеводе, желудке и тощей кишке. В отчёте, подготовленном для ВОЗ группой Ю. А. Рахманина в 1980 году, отмечалось лишь увеличение секреции и кислотности желудочного сока и изменение тонуса желудочной мышцы у крыс, которым давалась дистиллированная вода. Но имеющиеся в настоящее время данные недвусмысленно указывают на прямое негативное воздействие деминерализованной воды на слизистую оболочку ЖКТ.

Было продемонстрировано, что потребление воды с низкой минерализацией нарушает водно-солевой обмен. Однолетние эксперименты на крысах показали, что потребление дистиллированной воды или воды с общей минерализацией менее 75 мг/л приводит к увеличению потребления воды, усилению диуреза (одновременное увеличение количества мочи и частоты мочеиспускания), увеличению объема внеклеточной жидкости и повышенному выделению из организма ионов натрия и хлорид-анионов, что приводит к общему отрицательному водно-солевому балансу. Кроме того, отмечалось снижение среднего объёма эритроцитов (и другие изменения гематокрита) и снижение секреции трииодтиронина и альдостерона; повышение секреции кортизола; морфологические изменения в почках, включая выраженную атрофию клубочков и набухание сосудистого эндотелия, приводящее к ограничению кровотока. У зародышей крыс, матерям которых давали исключительно дистиллированную воду, было обнаружено снижение скелетной оссификации (окостенения). При этом, за исключением воды, вся остальная диета крыс была физиологически адекватна по калорийности, питательным и минеральным веществам. По-видимому, снижение потребления минеральных веществ из воды не компенсировалось их содержанием в пище.

Результаты экспериментов на добровольцах из числа людей согласуются с результатами экспериментов на животных. Низкоминерализованная вода (менее 100 мг/л), потребляемая добровольцами, приводила к:

а. усилению диуреза (в среднем почти на 20%) и увеличению объема внеклеточной жидкости в организме; б. увеличению концентрации натрия в сыворотке крови; в. снижению концентрации калия в сыворотке; г. увеличению выделения натрия, калия, хлорид-аниона, кальция и магния из организма.

Считается, что низкоминерализованная вода действует на осморецепторы желудочно-кишечного тракта, вызывая увеличение потока ионов натрия в просвет кишечника и небольшое снижение осмотического давления в портальной венозной системе с последующим усиленным высвобождением натрия в кровь в качестве адаптационного ответа. Это осмотическое изменение в плазме крови приводит к перераспределению воды в организме: увеличивается общий объем внеклеточной жидкости и перенос воды из эритроцитов в плазму. В ответ на измененный объем плазмы активируются барорецепторы и объемные рецепторы в кровотоке, что приводит к уменьшению выделения альдостерона и, следовательно, к увеличению элиминации натрия. Реакционная способность объемных рецепторов в сосудах может привести к уменьшению высвобождения вазопрессина (антидиуретический гормон) и усилению диуреза.

Вода в организме человека всегда содержит электролиты (например, калий и натрий) в определенных концентрациях, контролируемых организмом. Резорбция (всасывание) воды эпителием кишечника обеспечивается активным транспортом (натриево-калиевым насосом). Если потребляется дистиллированная вода, кишечник должен сначала добавить электролиты в эту воду, взяв их из резервов организма. Поскольку организм никогда не удаляет жидкость в виде «чистой» воды (а только всегда вместе с солями), необходимо обеспечить достаточное потребление электролитов. Употребление дистиллированной воды приводит к разбавлению электролитов, содержащихся в жидкостях организма. Неадекватное перераспределение воды в организме может нарушить функции жизненно важных органов. Симптомами такого состояния на начальном этапе являются усталость, слабость и головная боль; в более серьезных случаях появляются мышечные судороги и нарушение сердечного ритма.

Дополнительные доказательства получены в экспериментах на животных и клинических наблюдениях в нескольких странах. У лабораторных животных, которым давали воду с добавкой солей цинка и магния, обнаруживалась более высокая концентрация этих элементов в сыворотке, чем у животных, которым давали эти же соединения в больших дозах с пищей, но поили низкоминерализованной водой. Robbins и Sly пришли к выводу, что деминерализованная вода приводит к существенному вымыванию микро- и макроэлементов из организма.

Регулярное употребление низкоминерализованной воды на протяжении многих лет может не демонстрировать описанных выше симптомов. Но враг не дремлет! Такие милые состояния, как гипонатриемический шок, могут возникать после интенсивных физических нагрузок у людей, постоянно пьющих обессоленную воду. Так называемая «интоксикация водой» (гипонатриемический шок) также может возникать при однократном избыточном употреблении не только деминерализованной, но и водопроводной воды. Показано, что летальная доза воды (ЛД50) составляет 90 мл/кг (крысы, орально) [2]. Человеку массой 70 кг нужно выпить всего-то 6.3 л воды в короткий промежуток времени, чтобы вызвать серьёзные сбои в работе организма. При этом, «интоксикационный» риск увеличивается с уменьшением общего солесодержания. В прошлом острые проблемы со здоровьем отмечались у альпинистов, которые готовили чай и пищу на талом снегу. Более тяжелый вариант такого состояния в сочетании с отёком мозга, судорогами и метаболическим ацидозом отмечался у младенцев, чья еда и напитки были приготовлены с использованием низкоминерализованной или деминерализованной бутилированной воды.

2. Риск возникновения дефицита кальция и магния при употреблении умягчённой или низкоминерализованной воды.

Кальций и магний играют важную роль в организме. Кальций входит в состав костей и зубов, регулирует нервно-мышечную возбудимость (уменьшает её), отвечает за функционирование проводящей системы сердца, сократимость сердца и мышц, передачу внутриклеточной информации и свёртываемость крови. Магний выступает в качестве кофактора и активатора более 300 ферментативных реакций, включая гликолиз, метаболизм АТФ, перенос натрия, калия и кальция через мембраны, синтез белков и нуклеиновых кислот; регулирует нервно-мышечную возбудимость и сокращение мышц.

Несмотря на то, что вода не является основным источником кальция и магния, отсутствие этих элементов в питьевой воде приводит к повышенному их вымыванию из организма и не компенсируется поступлением с пищей.

50 лет сравнительных эпидемиологических исследований по всему миру показали, что употребление воды с низким содержанием кальция и магния связано с повышенной заболеваемостью и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний. Недавние исследования также выявили связь использования в пище мягкой воды с более высоким риском переломов у детей, некоторыми нейродегенеративными заболеваниями, досрочными родами и нарушениями беременности (преэклампсией).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5. Возможное увеличение поступления в организм токсичных веществ.

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

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

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

6. Возможное бактериальное загрязнение низкоминерализованной воды.

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

Влияние жёсткой воды на образование камней в почках

Содержащиеся в моче растворённые вещества при некоторых определённых условиях могут кристаллизоваться и откладываться на стенках почечных чашек и лоханки, в мочевом пузыре, а также других органах мочевыделительной системы.

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

Влияние жёсткости воды на образование мочевых конкрементов трудно определить. В большинстве исследований, оценивающих влияние жёсткости воды на появление и развитие мочекаменной болезни (уролитиаз), используются данные медицинских стационарных учреждений. В этом смысле исследование, проведённое Schwartz et al. [3], значительно отличается тем, что все данные были собраны в амбулаторных условиях, при этом пациенты оставались в естественной среде и занимались своими обычными делами. В этой работе представлена самая большая когорта пациентов на сегодняшний день, что позволяет оценить влияние жёсткости воды на различные компоненты мочи.

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

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

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

Sierakowski et al. изучили 2302 медицинских заключения из стационарных больниц, разбросанных по всей территории США, и обнаружили, что у пациентов, которые жили в районах, снабжаемых жёсткой водой, риск возникновения мочекаменной болезни был ниже. Аналогичным образом, в цитируемой работе [3] было установлено, что жёсткость питьевой воды обратно пропорциональна заболеваемости мочекаменной болезнью.

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

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

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

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.

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

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

Таблица 1. Оптимальная минерализация питьевой воды

Литература:

1. F. Kozisek, «Health risks from drinking demineralised water» 2. Википедия, летальная доза воды 3. B. F. Schwartz, «Calcium nephrolithiasis: effect of water hardness on urinary electrolytes» 4. USDA, химический состав молока

Оригинал

Рекомендуемая минеральная добавка после обратного осмоса - https://www.severyanka.spb.ru/

cont.ws

Гигиена воды. Минеральный состав воды

Большое и разностороннее влияние на здоровье оказывает степень минерализации питьевой воды. Минерализация характеризуется двумя аналитически определяемыми показателями: сухим остатком (мг/л) и жесткостью (ммоль/л).

Сухим остатком определяется суммарное содержание в воде растворенных неорганических веществ. Основные компоненты сухого остатка — соли кальция, магния, натрия, бикарбонаты, хлориды и сульфаты.

С давних времен до настоящего времени одним из гигиенических критериев предельного содержания неорганических солей в воде является изменение ее органолептических свойств (вкуса).

Для условий центра европейской части России вода хорошего качества (по вкусу) находится в диапазоне концентраций сухого остатка от 300 до 900 мг/л. На территориях с высокоминерализованными природными водами население благоприятно воспринимает воду с верхним пределом сухого остатка более 1000 мг/л.

Вода с крайне низким уровнем сухого остатка (менее 100 мг/л) может быть неприемлемой из-за ее безвкусности. Длительное употребление излишне деминерализованной мягкой воды неблагоприятно для организма. При использовании ее для питья нарушается регуляция водно-электролитного баланса, увеличивается содержание электролитов в сыворотке крови и моче с их ускоренным выведением из организма, снижается осмотическая резистентность эритроцитов, появляются изменения в сердечно-сосудистой системе.

Наряду с общей минерализацией большое значение имеет жесткость воды, определяемая в основном содержанием бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Жесткость воды выражается через эквивалентное количество карбоната кальция (CaCO3).

Вода с общей жесткостью свыше 7 ммоль/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. В ней плохо образуется мыльная пена, в связи с чем такая вода малопригодна для стирки и мытья. В жесткой воде хуже развариваются мясо, овощи и бобовые. Большой экономический ущерб связан с использованием в промышленности и тепловой энергетике воды с высокой устранимой жесткостью, так как в котлах и трубах при кипячении образуется накипь в результате перехода бикарбонатов в нерастворимые карбонаты.

Содержание органических веществ в воде служит важным критерием ее качества. О наличии органических веществ обычно судят косвенно, по содержанию кислорода в воде или по его количеству, которое расходуется на окисление органических веществ, находящихся в 1 л воды. Важным показателем загрязнения воды органическими веществами животного происхождения являются соли аммиака, азотистой и азотной кислот, особенно при большой окисляемости воды. Присутствие аммонийных солей указывает на свежее загрязнение воды, наличие нитритов и особенно нитратов свидетельствует об относительной давности загрязнения.

Аммонийный азот (аммиак). Аммонийный азот в воде может быть различного происхождения. Чаше всего он является продуктом разложения белковых веществ, попавших в воду с бытовыми сточными водами. В отдельных случаях в воде глубоких артезианских скважин аммиак может появиться в результате химических реакций восстановления азотнокислых соединений. Аммонийный азот может также встречаться в воде болот и в почвенных водах торфяных слоев в результате раскисления нитратов гуминовыми веществами.

Азот нитритов. Ион азотистой кислоты является продуктом дальнейшего окисления иона аммония под действием ферментов нитрифицирующих бактерий. Вода хорошо защищенного от загрязнений водоисточника не должна содержать ионов азотистой кислоты.

По санитарно-гигиеническим требованиям питьевая вода не должна содержать аммонийный азот и нитриты, которые могут поступить с фекальными, хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Вода, богатая нитратами, вызывает у детей, а иногда и у взрослых тяжелое заболевание, главный признак которого — появление в крови метгемоглобина. Это уменьшает снабжение тканей кислородом, оказывает неблагоприятное влияние на состояние центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Хлориды. Хлориды встречаются почти во всех природных водах. Большое содержание хлоридов делает воду непригодной для питья из-за соленого вкуса, который ощущается при содержании иона хлора 150-250 мг/л.

Поскольку хлориды попадают в воду из почвы, а также с хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками, то их содержание используют в качестве косвенного показателя возможного загрязнения воды патогенными микроорганизмами.

Высокое содержание хлоридов в воде исследуемого источника по сравнению с их количеством в подобных источниках данной местности может свидетельствовать о проникновении нечистот. Ценные сведения дают наблюдения за содержанием хлоридов на протяжении определенного отрезка времени (дней, недель). Колебание их количества, особенно после дождей, указывает на попадание в контролируемый источник поверхностных вод, нередко загрязненных патогенными микроорганизмами.

Сульфаты. При повышении обычного для данной местности содержания солей серной кислоты они могут служить признаком загрязнения воды органическими веществами. Сера является составной частью белков, которые при разложении и последующем окислении дают соли серной кислоты. Но главное значение сульфатов заключается в том, что они портят вкус воды и вызывают у некоторых людей расстройство деятельности кишечника (диарею).

Фосфаты. В чистых водах соли фосфорной кислоты обычно не встречаются, и их наличие свидетельствует о сильном загрязнении воды разлагающимися органическими веществами, поступающими из почвы или со стоками промышленных предприятий.

В живых системах 10 микроэлементов: железо, йод, фтор, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен — признаны жизненно необходимыми. При их недостатке возникают функциональные нарушения, устраняемые путем введения в организм этих веществ. В питьевой воде не должны находиться ядовитые вещества. Отдельные элементы могут встречаться в ней как примеси, попадающие с промышленными стоками или из резервуаров и сосудов, в которых хранится вода.

Йод. В природных водах содержание йода незначительно и составляет небольшую часть суточной потребности в нем человека, которая покрывается в основном за счет пищи. Количество йода в воде рассматривается как своего рода индикатор его наличия в окружающей среде. Незначительное содержание йода в воде свидетельствует о том, что его мало в почве, растительных продуктах, произрастающих в данном районе, и, наконец, в организме животных и человека.

В связи с недостаточным поступлением йода щитовидная железа вынуждена усиленно функционировать (йод входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина), что ведет к ее гипертрофии и нарушению деятельности всего организма.

Среди профилактических мероприятий наибольшее распространение получили употребление йодированной поваренной соли, использование привозных продуктов питания, приема по медицинским показаниям препаратов йода, в первую очередь школьниками, беременными и кормящими матерями.

Фтор. Фтор широко распространен в земной коре. Его соли хорошо растворимы и поэтому легко вымываются из почвы в воду. Концентрации фтора, как и других минеральных веществ, повышаются в водоисточниках с севера на юг, а также по мере увеличения глубины залегания вод. С питьевой водой при средней концентрации фтора 1 мг/л в организм человека поступает более 80% этого элемента.

Изменение концентрации фтора в питьевой воде оказывает большое влияние на состояние твердых тканей — костей и зубов, а также на некоторые физиологические функции. Установлено, что пониженное содержание этого микроэлемента (менее 0,5 мг/л) является одной из причин возникновения массового заболевания населения — кариеса зубов, проявляющегося деминерализацией и последующей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефектов в виде полостей, приводящих к потере зубов в юношеском и зрелом возрасте.

Причин кариеса зубов много: недостаток кальция в рационе, ослабление иммунного статуса организма, повышенная кислотность в ротовой полости, микроорганизмы, плохой уход за зубами, наследственность, гормональные нарушения и др. Однако отмечено, что кариес зубов значительно учащается у населения, пользующегося водой с низкой концентрацией фтора.

Наблюдение повышенной распространенности кариеса у населения, пользующегося водой с низким содержанием фтора, показало, что массовую профилактику кариеса зубов можно проводить путем фторирования питьевой воды. Следует подчеркнуть, что вопрос о необходимости фторирования питьевой воды, подаваемой централизованными системами водоснабжения, должен решаться в каждом случае с учетом содержания фтора в атмосферном воздухе, пищевом рационе населения и обязательно с учетом степени пораженности детей кариесом зубов.

Концентрации фтора, превышающие 1,0-1,5 мг/л, вызывают другое заболевание зубов — флюороз (пятнистость, крапчатость эмали), Появляясь в период формирования постоянных зубов, т.е. в детском возрасте, развитие происходит в течение 2—2,5 лет. При этом образовавшаяся пятнистость эмали остается на всю жизнь. При концентрациях фтора более 6 мг/л процесс захватывает не только зубную эмаль, но и дентин. Но это только внешнее проявление болезни.

Одновременно избыточное поступление фтора вызывает общее поражение организма, при котором наблюдаются нарушения окостенения скелета у детей, изменения в мышце сердца и деятельности нервной системы, системы иммунитета. При оценке обеспеченности организма фтором следует учитывать дополнительное поступление его с фторсодержащими зубными пастами.

В.И. Архангельский, В.Ф. Кириллов

medbe.ru

Способ минерализации питьевой воды из дистиллята

Изобретение относится к технологии получения питьевой воды путем минерализации дистиллята. Для осуществления способа предварительно растворяют в небольшом количестве дистиллята отдельно сульфат магния, сульфат калия, сульфат цинка и сульфат марганца. Затем в большую емкость наливают заданное количество дистиллята, после чего в дистиллят последовательно вводят предварительно приготовленные растворы сульфата магния, сульфата калия, сульфата цинка и сульфата марганца при медленном перемешивании. Приготовленную таким образом минерализованную воду перемешивают и выдерживают 1,5-2,0 часа, после чего разливают в необходимую тару. Предложенный способ обеспечивает получение минерализованной питьевой воды улучшенного качества за счет сбалансированности необходимых макро- и микроэлементов. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения питьевой воды путем минерализации дистиллята.

Метод обработки воды, направленный на снижение общего солесодержания, называется обессоливанием. Различают полное и частичное обессоливание воды. При полном обессоливании достигаемое остаточное солесодержание составляет десятые или сотые доли миллиграмма на 1 литр воды. Если же из воды удаляются только основные ионы для уменьшения общего солесодержания, то такое обессоливание называется частичным. Опреснение морской или пресной воды для последующего получения воды питьевого назначения представляет собой один из вариантов частичного обессоливания. Наиболее применимым в настоящее время является метод частичного обессоливания с помощью установок обратного осмоса. Актуальность получения минерализованной воды из дистиллята с заданным количеством солей объясняется так называемыми «болезнями недостаточности», которые связаны с хроническим недополучением макро- и микроэлементов. Например, недостаточность микроэлементов приводит к заболеванию анемией, которому особенно подвержены дети и женщины. Существуют также другие болезни, связанные с «микроэлементным голодом». В пище, которую употребляют люди в настоящее время, существенно не хватает микро- и макроэлементов. Поэтому одним из путей восполнения этих элементов является метод частичного обессоливания.

Известен способ получения питьевой воды из дистиллята (Авторское свидетельство СССР №407840. Кл. C02F 1/68. 1973 г.), включающий смешивание опресненной морской воды с минерализующей добавкой, в качестве которой используют осветленный сбросовый рассол в количестве 1-2% от общего объема получаемой питьевой воды.

Общим признаком аналога и заявляемого изобретения является смешивание дистиллята с минерализующей добавкой. Этот способ немного повышает вкусовые качества воды, упрощает технологическую схему получения питьевой воды, но имеет существенный недостаток - питьевая вода содержит в основном лишь ионы хлора и натрия, да еще и большом количестве, а эти элементы и без того в большом количестве поступают в организм с пищей. И если вкусовые качества такой воды могут быть вполне приемлемыми, то по физиологическим показателям она способствует накоплению в крови ионов натрия, что ведет к отекам и к повышению артериального давления.

Известен также другой способ минерализации опресненной воды для придания ей потребительских качеств (Авторское свидетельство СССР №464535, кл. C02F 1/68, 1975 г.), который в качестве минерализующей добавки использует природную соленую воду, например морскую. В соответствии с данным способом опресненная вода наполняется минеральными веществами из природной соленой воды, ионы которых проходят через ионитовые мембраны, что в некоторой мере снижает жесткость получаемой воды, но, как и в предыдущем способе, оставляет в воде много ионов хлора и натрия.

В данном случае общим с заявляемым изобретением является то, что опресненная вода минерализуется, но этот способ, равно как и предыдущий и по тем же причинам, не может дать оптимальную питьевую воду, которая способствовала бы сохранению здоровья человека.

Известен также такой способ минерализации опресненной воды (Авторское свидетельство СССР №715493, кл. C02F 1/16, 1980 г.), когда для получения питьевой воды в опресненную вводят углекислый газ и затем пропускают воду, обогащенную углекислотой, через известняк-ракушечник (кальций углекислый) с размерами зерен 0,3-1 мм.

Общим с заявляемым изобретением является то, что опресненная вода минерализуется, но ни способ минерализации, ни солевой состав получаемой воды не совпадает с предлагаемым. По этому способу вода минерализуется преимущественно бикарбонатом кальция и поэтому в воде содержится очень много ионов кальция (более 100 мг/л). Получается очень жесткая вода, которая резко ухудшает все показатели здоровья.

Исследования природных вод в тех географических районах, где относительно много долгожителей (Абхазия, Дагестан, Нагорный Карабах и Якутия), показали, что природные воды в этих районах содержат не более 10 мг/л ионов кальция, а суммарное потребление ионов кальция с питьевой водой и с продуктами питания в этих районах не превышает 400 мг в сутки (опубликовано в книгах «Как продлить быстротечную жизнь», Одесса, 2001 и Актюбе - Казахстан, 2004, и «Вода здоровья и долголетия», Одесса, 2005. Автор книг - Друзьяк Н.Г.). А так как в большинстве стран (вся Украина и большая часть Европы) природная вода содержит не менее 40 мг/л ионов кальция, что способствует повышенному содержанию солей кальция во всех продуктах питания, выращенных на такой воде, то имеет смысл не включать в состав солей, предназначенных для минерализации опресненной воды, соли кальция. Поэтому названный выше способ минерализации опресненной воды нас никак не может удовлетворить.

Кроме того, перечисленные способы минерализации воды предназначены для централизованного водоснабжения населенных пунктов, а поэтому для них очень важен фактор стабильности воды. Повышенное содержание бикарбоната кальция способствует в таком случае снижению коррозионной активности получаемой воды. Предлагаемый же способ минерализации опресненной воды предназначен не для централизованного водоснабжения, а только для бутылирования.

Близким к заявляемому является способ, описанный в ТУ 6-09-3457-83.

В соответствии с указанным, в 5 тонн дистиллята вводят (в граммах): натрий кислый сернокислый - 480; магний сернокислый 7-водный - 406; кальций хлористый кристаллический - 1610; бикарбонат натрия - 1313 и натрий фтористый - 9.

Общим с заявляемым изобретением является минерализация дистиллята определенным набором солей, одна из которых (сульфат магния) совпадает. Из приведенного солевого соединения, вводимого в дистиллят согласно ТУ, следует, что, как и в других технических решениях, в питьевой воде образуется повышенное содержание ионов кальция. К тому же, дополнительно вводится большое количество ионов натрия. Эта вода предназначалась для моряков дальнего плавания, однако от ее использования отказались, так как она содержала неоправданно большое количество ионов натрия. Кроме того, в этой воде совершенно не была сбалансирована по отношению к натрию магниевая соль (всего 8 мг/л в пересчете на ион Mg2+).

Физиологически эта вода неполноценна, поэтому и не нашла применение ни в каких сферах. Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения питьевой воды, описанный в патенте Российской Федерации №2051125 (опубликованный 27.12.1995 г.). Способ предусматривает введение в дистиллят предварительно растворенных солей. Сульфат магния вводят в количестве 24-40 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), а сульфат калия вводят в количестве 115-195 мг/л (в пересчете на ион К+. Смесь выдерживают в течение суток.

Состав полученной таким способом воды близок к оптимальному, но и у него имеется такой недостаток, как повышенное солесодержание (до 635 мг/л), а, как известно, чем выше солесодержание, тем хуже вода усваивается нашим организмом, а это, в некоторой мере, способствует обезвоживанию организма (см. книги: Лодзинский А.А, Лекции по общей бальнеологии, Москва, 1949, и Таубе П.Р., Барванова А.Г., «Химия и микробиология воды, Москва, 1983). По этой причине следовало бы уменьшить содержание солей, не снижая при этом их позитивного эффекта.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Прототип и заявляемый способ имеют такие общие признаки:

- введение в дистиллят сульфата магния;

- введение в дистиллят сульфата калия;

- выдержка полученной смеси в течение заданного времени.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать способ минерализации питьевой воды, в котором путем введения в дистиллят дополнительных солей, а также подбора их количества, обеспечить улучшение качества воды за счет сбалансированности содержания необходимых макро- и микроэлементов. Поставленная задача решена в способе минерализации питьевой воды из дистиллята, включающем введение в дистиллят сульфата магния, сульфата калия и последующую выдержку, тем, что дополнительно вводят сульфат цинка и сульфат марганца, причем сульфат магния вводят в количестве 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия - 80-100 мг/л (в пересчете на ион К+), сульфат цинка - 2,0-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца - 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+), а выдержку осуществляют в течение 1,5 -2,0 часов.

Новым в заявляемом изобретении является:

- введение в дистиллят дополнительных солей: сульфата цинка и сульфата марганца;

- концентрация вводимых солей;

- время выдержки.

Достижение заявленного результата - улучшение качества воды за счет сбалансированности содержания необходимых веществ - можно объяснить следующим.

Учитывая, что магний и калий являются преимущественно внутриклеточными элементами и их ионы участвуют в работе множества ферментов, можно было бы усилить их роль в клетках организма, как, например, в эритроцитах и во всем опорно-двигательном аппарате, введя в питьевую воду сопутствующие вышеуказанным ионам ионы таких элементов как марганец и цинк. При этом можно даже снизить введение в питьевую воду сульфата калия до 80-100 мг/л (в пересчете на ион К4+). С точки зрения биологии, обмен веществ - это цепь сложных химических процессов, происходящих в клетках организма. Без микроэлементов и витаминов они невозможны. И вот почему. Во-первых, микроэлементы способствуют выработке ферментов, которые выполняют роль катализаторов, ускорителей и пускателей химических процессов. Известно, например, что цинк участвует в создании 200 ферментов, магний - 300, а селен - 60-ти. Недостаток одного из элементов способен расстроить всю ферментную систему и стать причиной множества заболеваний. А, во-вторых, микроэлементы необходимы для выработки более чем 200 гормонов. Гормоны - это регуляторы всех обменных процессов, протекающих в клетках. Именно они делают нас здоровыми, энергичными и счастливыми. Например, миллионы украинцев имеют различные заболевания щитовидной железы. Традиционно считают, что основной причиной болезней щитовидной железы является дефицит йода. Это простое и удобное объяснение могло быть бесспорным 100 лет назад. Сегодня же известно, что для выработки гормонов щитовидной железы нужны не только йод, но и селен, железо, цинк, марганец и другие. Недостаток любого из этих элементов блокирует деятельность щитовидной железы.

Для населения многих регионов недостаток микроэлементов в продуктах питания и воде - это большая проблема. Как указанно выше, такой недостаток микроэлементов приводит к заболеванию - железодефицитной анемии (малокровию). Причина заболевания не только в дефиците железа, как это может показаться на первый взгляд, но и в том, что кроветворные клетки не в состоянии вырабатывать гемоглобин. Чтобы нормально продуцировать гемоглобин, кроветворной клетке нужны кроме железа еще и такие микроэлементы, как цинк и марганец.

Причина микроэлементной недостаточности заключается в истощении земель, поэтому продукты не содержат в себе и 50% тех микроэлементов, которые должны быть в них. Кроме того, есть регионы, в которых почва бедна на жизненно необходимые макро- и микроэлементы.

По числу лиц, пораженных недугом, заболевания опорно-двигательного аппарата занимают второе место после сердечно-сосудистых. В настоящее время только в США ежегодно делают 500 тысяч операций по протезированию суставов. В борьбе с самим заболеванием положение близко к катастрофическому: сегодня признаки артроза наблюдаются у 80% лиц старше 40 лет и почти у каждого старше 50 лет.

Причина и суставных заболеваний, и остеопороза связана с нарушением обмена веществ. И недостающим звеном в этом нарушенном обмене веществ является марганец. Достоверно установлено, что недостаток марганца приводит к развитию остеопороза. Это заболевание часто пытаются вылечить повышенным потреблением кальция, но желаемого результата не достигают, потому что кальций затрудняет усвоение марганца в организме, тем самым усугубляя его дефицит. А без марганца нарушается синтез костной ткани. Поэтому если вводить марганец в организм с питьевой водой, в которой не будет ионов кальция, то будет обеспечены благоприятные условия для усвоения марганца. Отмечено также замедленное сращивание костей при травмах, если в крови низкий уровень марганца.

Марганец играет важную роль в метаболизме клетки. Он входит в состав активного центра многих ферментов - пируваткиназы, супероксиддисмутазы, фосфотрансферазы, аргиназы, нуклеазы и других. Особый интерес представляет связь марганца с некоторыми ферментами, участвующими в синтезе кислых гликозаминогликанов, гликопротеидов и липополисахаридов. Кислые гликозаминогликаны играют важную роль в формировании хряща и костной ткани. А марганец при этом выполняет функцию катализатора, способствуя образованию связи между тикозамином и серином при биосинтезе кислых гпикозаминогликанов в хрящевой ткани (гликозаминогликаны всегда стремятся принять конфигурацию очень рыхлого клубка и занимают огромный для своей массы объем, а будучи гидрофильными, они притягивают огромное количество воды и поэтому образуют гидратированный гель). Поэтому при дефиците марганца у людей уменьшается содержание кислых гпикозаминогликанов в хрящевой ткани. Сращивание же костей начинается с синтеза хрящевой ткани между обломками костей, а затем хрящевая ткань заполняется фосфорнокислым кальцием. Поэтому недостаточное поступление марганца в организм может на значительное время сдерживать сращивание костей.

При дефиците марганца отмечается снижение роста и аномальное развитие скелета. Низкорослые дети потребляют всего лишь около 60% марганца, усваиваемого детьми высокого роста.

Недостаточное потребление марганца ведет к задержке роста волос и ногтей.

Марганец является важным фактором, лимитирующим выработку инсулина.

При дефиците марганца также снижается активность ряда ферментов углеводного обмена (ниже будет идти речь об углеводном обмене в эритроцитах), происходит жировая инфильтрация печени и повышенное отложение жира, повышается концентрация липопротеидов низкой плотности (которые способствуют атеросклерозу), ограничивается синтез половых гормонов и ухудшаются воспроизводительные функции.

Недостаточность марганца способствует и анемии - имеется прямо пропорциональная зависимость между содержанием марганца в рационах и уровнем гемоглобина в крови.

Эритроциты отличаются от состава плазмы не только тем, что в них содержится гемоглобин, но еще в них содержится много ионов калия, магния цинка и марганца. По сравнению со всеми тканями организма больше всего калия находится в эритроцитах - 115 мэкв/кг, в мышцах - 100 мэкв/кг, а в сердце - 64 мэкв/кг. Это внутриклеточный элемент. Точно таким же внутриклеточным элементом является и магний, его концентрация в клетках всегда превышает концентрацию во внеклеточной среде. Так, содержание ионов магния в плазме крови составляет (в процентном соотношении) 1,7-2,8 мг, а в эритроцитах 3,4-5,8 мг.

В эритроцитах нет ни ядра, ни митохондрий, в них ограничен синтез белка и нет окислительного фосфорилирования. Обменные процессы в них представлены в основном анаэробным гликолизом. На заключительной стадии гликолиза (превращение 2-фосфоглицериновой кислоты в фосфоенолпируват осуществляется в результате реакции дегидратации, катализируемой фосфопируват-гидратазой) участвует фермент (катализирующий эту реакцию), который нуждается в ионах Mg2+, Mn2+, Zn2+, антагонистами которых являются ионы Са2+. Поэтому введение солей магния, цинка и марганца в питьевую воду, не содержащую ионов кальция, будет благоприятно сказываться на усвоении ионов металлов этих солей.

А реакцию между фосфоенолпируватом и АДФ с образованием пировиноградной кислоты и АТФ (при указанном выше гликолизе) катализирует пируваткиназа, нуждающаяся для проявления своей активности в ионах Mg2+, Mn2+ и К+. Ионы же Са2+ опять выступают как антагонисты ионов марганца. Поэтому и в данном случае микроэлемент марганец (соль MnSO4) желательно вводить в питьевую воду, не содержащую ионы кальция.

С введением в питьевую воду солей марганца (MnSO4) пируваткиназа настолько активируется, что количество калийной соли в этой же воде может быть значительно снижено (верхний предел 195 мг/л может быть понижен до 150 мг/л).

Цинк содержится преимущественно в эритроцитах, где входит в состав карбоангидразы. Этот фермент катализирует обратимую реакцию расщепления угольной кислоты до углекислого газа и воды и является одним из наиболее распространенных и наиболее активных ферментов организма человека. Он участвует в осуществлении таких функций организма, как транспортировка СО2, образование соляной кислоты в желудке и поддержание кислотно-щелочного баланса в крови. Впервые карбоангидразу обнаружили в эритроцитах. Карбоангидраза является металлоферментом (цинк-протеидом). Благодаря введению цинка (соль ZnSO4) в питьевую воду настолько активируется деятельность всех ферментов, находящихся в эритроцитах (а их всего 140), что артериальная кровь меняет свой цвет с темно-красного на алый, что означает более глубокое насыщение артериальной крови кислородом.

Потребность в цинке составляет: у взрослых людей 10-15 мг в сутки, у детей - 4-5, у детей грудного возраста - 0,3 мг на 1 кг массы тела.

Недостаточность цинка - довольно распространенное явление. В естественных условиях фактором, вызывающим или усугубляющим недостаточность цинка, служит повышенный уровень кальция в рационах и в питьевой воде.

Недостаточность цинка - это и низкий рост, и проблемы с половым развитием, и огрубление кожи, и летаргия (резкое угнетение всех признаков жизни), и снижение аппетита, и апатия, и депрессия. К признакам гипоцинкоза относится и повышенная раздражительность, и нарушение координации движения. Описаны случаи тяжелейших депрессий при дефиците цинка.

Заметное действие ионов цинка начинает проявляться при введении в воду 2 мг/л сульфата цинка и наиболее эффективно при 4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+).

Заметное действие ионов марганца начинает проявляться при введении в воду 0,04 мг/л сульфата марганца и наиболее эффективно при 0,09 мг/л (в пересчете на ион Mn2+).

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно растворяют в небольшом количестве дистиллята отдельно сульфат магния, сульфат калия, сульфат цинка и сульфат марганца. Для этого используют соли квалификации «ч», «хч», «чда». Затем в большую емкость наливают заданное количество дистиллята, после чего в дистиллят последовательно вводят предварительно приготовленные растворы сульфата магния, сульфата калия, сульфата цинка и сульфата марганца при медленном перемешивании. Очередность введения не имеет значения. Приготовленную таким образом минерализованную воду перемешивают и выдерживают 1,5-2,0 часа, после чего разливают в необходимую тару (пластиковые бутылки, бутыли, банки и т.п.).

Пример 1.

Получили 1000 л минерализованной воды в соответствии с заявляемым способом.

Для этого взяли 950 л дистиллята и последовательно добавили в него предварительно растворенные в 20 л дистиллята 246 г сульфата магния 7-водного, 200 г сульфата калия, также растворенного в 20 л дистиллята, 10 г сульфата цинка, растворенного в 5 л дистиллята и, 240 мг сульфата марганца, растворенного в 5 л дистиллята. Полученную таким образом минерализованную воду тщательно перемешали и оставили для выдержки на 1,5 часа, чтобы все соли равномерно растворились по всему объему воды. Анализ, проведенный через 2 часа, через сутки и через двое суток, показал следующий ионный состав: K+=90 мг/л, Mg2+=24 мг/л, Zn2+=4,0 мг/л, Mn2+=0,09 мг/л и SO4 2-=214 мг/л.

Примеры 2-11 иллюстрируют получение минерализованной воды с содержанием ионов Mg2+, Mn2+, K+ и Zn2+. Данные приведены в таблице.

Как видно из таблицы, в примерах 4, 8, 9 и 10 результаты отсутствуют, а при введении сульфатов магния, цинка, калия и марганца выше либо ниже заявляемых пределов, наблюдается не только отсутствие результатов, но и негативные последствия. В частности, в примере 4 отсутствует эффект стабилизации из-за недостатка марганца. В примере 6 наблюдаются признаки сердечной недостаточности вследствие недостатка калия. В примере 7 наблюдается усиленный мочегонный эффект из-за избытка калия. В примерах 8 и 9 отсутствовал эффект стабилизации вследствие недостатка цинка или избытка цинка. В примере 10 из-за избытка марганца вода приобрела металлический привкус, эффект стабилизации отсутствовал. В примере 11 вследствие повышенного содержания магния наблюдалось повышенное расширение сосудов, людей «бросало в жар».

Примеры 1, 2, 3 и 5 иллюстрируют положительные результаты, при длительном употреблении повышался жизненный тонус, вода отвечала всем физиологическим потребностям.

Изобретение промышленно легко осуществимо, способ не требует сложного технологического оборудования. Этот способ можно применять в любом населенном пункте, в котором отсутствует качественная питьевая вода, но есть любая природная вода, даже слишком минерализованная, из которой без особого труда и при небольших энергозатратах можно приготовить высококачественную питьевую воду.

Систематическое использование этой воды в качестве питьевой в течение непродолжительного времени (2-3 месяца) решает проблемы с сердечно-сосудистой системой, при этом картина крови становится великолепной. В течение указанного выше времени перестают болеть суставы у людей, много лет страдающих заболеваниями суставов. Здоровой и эластичной становится кожа, не выпадают волосы, красивыми становятся ногти.

Способ минерализации питьевой воды из дистиллята, включающий введение в дистиллят сульфата магния, сульфата калия и последующую выдержку, отличающийся тем, что дополнительно вводят сульфат цинка и сульфат марганца, причем сульфат магния вводят в количестве 24-30 мг/л (в пересчете на ион Mg2+), сульфат калия - 80-100 мг/л (в пересчете на ион К+), сульфат цинка - 2,0-4,5 мг/л (в пересчете на ион Zn2+), сульфат марганца - 0,04-0,09 мг/л (в пересчете на ион Мn2+), а выдержку осуществляют в течение 1,5-2,0 ч.

www.findpatent.ru

Как сделать воду из скважины целебной

Здравствуйте! Побывал на вашем сайте - интересует один вопрос. В подмосковье есть скважина - вода по составу впринципе обычная, имеется идея сделать ее минерализованной и структурированной целебной - что вы можете об этом сказать и какие установки для этого понадобятся?

Здравствуйте, Алексей!

Минеральный состав воды – очень важный параметр питьевой воды. Человек употребляет для питья воду, содержащую от 0,02 до 2 граммов минеральных веществ в 1 литре. Большое значение имеют вещества, находящиеся в малых дозах, но играющие важную роль во многих физиологических процессах организма. Например, длительное потребление питьевой воды, содержащей фтор в количестве менее 0,6 мг/л, ведет к развитию кариеса зубов.

Чрезвычайно важен баланс минерального состава воды. Фтор, йод, хлор, селен, кальций и многие другие элементы жизненно необходимы.

Суммарное содержание всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ обычно выражается в мг/дм3 (до 1000 мг/дм3) и ‰ (промилле или тысячная доля пр минерализации более 1000 мг/дм3).

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.

Очень часто общую минерализацию воды путают с сухим остатком. Сухой остаток определяется путем выпаривания литра воды и взвешивания того, что осталось. В результате не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. Это приводит к тому, что общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину - как, правило, не более 10%.

В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

Категория вод	Минерализация г/дм 3
Ультрапресные	< 0.2
Пресные	0.2 - 0.5
Воды с относительно повышенной минерализацией	0.5 - 1.0
Солоноватые	1.0 - 3.0
Соленые	3 - 10
Воды повышенной солености	10 - 35
Рассолы	> 35

Минерализация природных вод, определяющая их удельную электропроводность, изменяется в широких пределах. Большинство рек имеет минерализацию от нескольких десятков миллиграммов в литре до нескольких сотен. Их удельная электропроводность варьирует от 20 мкСм/см до 1500 мкСм/см. Минерализация подземных вод и соленых озер изменяется в интервале от 40-50 мг/дм3 до 650 г/кг (плотность в этом случае уже значительно отличается от единицы). Удельная электропроводность атмосферных осадков (с минерализацией от 3 до 60 мг/дм3) составляет величины 20-120 мкСм/см)

Уровень содержания солей в питьевой воде разный в разных геологических регионах (вследствие различной растворимости минералов). Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п. Уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л. При величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации воды в 1000 мг/л.

В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству питьевой воды суммарная минерализация не должна превышать величины 1000 мг/дм3. По согласованию с органами департамента санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации до 1500 мг/дм3.

Минерализовать воду можно разными способами – путём добавления различных минеральных добавок солей, например добавки «Северянка»®, предназначены для повышения физиологической полноценности питьевой воды за счет обогащения ее жизненно важными макрои микроэлементами, или, например, коралловым кальцием, или за счёт взаимодействия воды с шунгитом и другими минералами.

Повышение минерализации природной маломинерализованной («мягкой») питьевой воды.

Низкая минерализация воды, обусловленная недостатком макроэлементов, в частности, кальция и магния, является самостоятельным фактором риска, способствуя развитию ряда хронических заболеваний - таких, как рахит, остеопороз, кариес, сердечно-сосудистые заболевания, патология беременности и др. В частности, в регионах, снабжаемых "мягкой" водой, значительно (на 30-40%) повышен уровень заболеваемости гипертонической болезнью

Ринерализация питьевой воды после очистки методом обратного осмоса.

Современные методы очистки воды, такие как обратный осмос, наряду с эффективным удалением вредных примесей практически полностью лишают питьевую воду жизненно важных ионов – кальция, магния, калия, фторидов, гидрокарбонатов и др. Реминерализация воды позволит вернуть очищенной воде физиологическую полноценность

Йодирование воды.

Недостаток йода в питьевой воде - это не только путь формирования патологии щитовидной железы, но и риск низкого уровня или неполного развития интеллектуальных возможностей человека. О необходимости йодирования питьевой воды говорится в постановлении Главного государственного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко "О коррекции качества питьевой воды по содержанию биогенных элементов". Иодирование воды на уровне 40-60 мкг/л абсолютно безопасно и совместимо с другими методами профилактики йододефицита.

Фторирование воды.

Фторирование питьевой воды на уровне 0,6-1,0 мг/л – доступный, безопасный и незаменимый метод профилактики кариеса для различных возрастных групп.

Обогащение питьевой воды гидрокарбонатами.

Обогащение воды по содержанию гидрокарбонат-ионов в некоторых случаях требуется для коррекции водородного показателя воды (рН) и повышения ее щелочности.

Обогащение питьевой воды селеном.

Селен (Se) входит в состав ферментов, ответственных за защиту клеточных мембран от разрушительного воздействия свободных радикалов. При недостатке поступления селена в организм уровень этих ферментов недостаточен для протективного эффекта. Именно вследствие этого признано, что дефицит селена является серьезным фактором риска для развития онкологических заболеваний, сердечно-сосудистой патологии, артрита, преждевременного старения.

С уважением,

К.х.н. О.В. Мосин

В статье использовалась информация с сайта - www.severyanka.spb.ru

www.o8ode.ru