Минеральная вода состав. Обсуждение оптимального минерального состава питьевой воды. Польза и вред минеральной воды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5. Возможное увеличение поступления в организм токсичных веществ.

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

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

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

6. Возможное бактериальное загрязнение низкоминерализованной воды.

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

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

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

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

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

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

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

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

Влияние жёсткой воды на образование камней в почках

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

Таблица 1. Оптимальная минерализация питьевой воды

Из истории применения минеральных вод для лечения болезней

«Минеральных вод соляных, железистых, серных, йодистых, углекислых и т.д. для излечения недугов существует такое же бесчисленное множество, как и песку на дне морском», – писал сто лет тому назад, М. Платен в своем «Руководстве для жизни согласно законам природы, для сохранения здоровья и для лечения без помощи лекарств».Термин «минеральные воды » вошел в употребление в XVI в., однако в обиходе чаще употреблялось слово «воды », причем, так же как и в Древнем Риме «aquae », — во множественном числе. Происхождение слова «aquae » относится к тому времени, когда Фалес Милетский (ок. 624 — ок. 546 гг. до н.э.) — греческий философ и математик из Милета, пытаясь определить основу материального мира, пришел к выводу о том, что ею является вода. Слово «a qua » — вода, состоит из двух греческих слов - «a» и «qua», буквальный перевод – от которой (подразумевается omnia constant — все произошло, все состоит).

Первая попытка классифицировать минеральные воды по составу принадлежит греческому ученому Архигену (II в). Он выделял четыре класса вод: aquae nitrose, aluminose, saline и sulfurose (щелочные, железистые, соленые и сернистые). Л.А. Сенека выделял воды серные, железные, квасцовые и считал, что вкус указывает на их свойства. Архиген рекомендовал серные ванны при подагре, а при болезнях мочевого пузыря назначал питье минеральных вод до 5 л в день. Он считал, что достаточно знать состав воды, чтобы назначить ее для лечения. Следует заметить, что состав воды в то время не мог быть известен даже приблизительно.

О составе минеральных вод говорит Г. Фаллопий, автор одного из первых руководств о минеральных водах, дошедших до наших времен, изданного после его смерти («De thermalibus aquis atque metallis », 1556 г.). Однако состав вод Италии, описанных Фаллопием, был далек от истинного, поскольку науке XVI в. еще не были известны многие химические элементы. Настоящий прорыв в учении о минеральных водах произошел в XVIII в., после революционных открытий в химии, которые в основном связывают с именем А. Лавуазье. Само понятие «минеральные воды» (от лат. minari – рыть) формировалось на протяжении ХІХ—ХХ столетий, когда закладывались основы бальнеологиии (курортологии) и научное обоснование использования подземных вод для медицинских целей.

Первый курорт в России был построен по Указу Петра Великого на источниках железистых Марциальных вод. Петр I по возвращению из Бельгии, где он успешно лечился водами курорта Спа. В честь Российского императора на курорте был построен питьевой павильон – «Pouhon Pierre Le Grand». Воды бельгийского курорта Петр I назвал источником спасения, а вернувшись в Россию издал указ, искать в России ключевые воды, коими можно пользоваться для лечения болезней. Первый российский курорт был построен в Карелии на Олонецких водах, названых Марциальными. Марциальные воды по содержанию двухвалентного закисного железа - до 100 мг/л превосходят все известные железистые источники мира. Содержание железа в водах бельгийского родоначальника курортов – Спа, всего 21 мг/л (железистые воды – Fe 10 мг/л).

Первый кадастр минеральных вод России был составлен учеными Минералогического общества, созданного в 1817 г. в Санкт-Петербурге. Среди его учредителей были академик В.М. Севергин и профессор Д.И. Соколов. По данным исследований многочисленных академических экспедиций конца XVIII и начала XIX вв. В.М. Севергин описал минеральные источники и озера России, привел их классификацию по совокупности признаков и составил указания по их исследованиям. Результаты исследований были обобщены в книге «Способ испытывать минеральные воды, сочиненный по новейшим о сем предмете наблюдениям», изданной в Санкт-Петербурге в 1800 г. В 1825 г. была опубликована работа русского химика Г.И. Гесса «Изучение химического состава и целебного действия минеральных вод России», ставшая основой его диссертации на степень доктора медицины.

Важную роль в изучении лечебных минеральных вод сыграло основание в 1863 г. Русского бальнеологического общества на Кавказе по инициативе директора управления курортов Кавказских Минеральных Вод, профессора С.А. Смирнова. После 1917 г. (после национализации курортов) началось интенсивное развитие бальнеологии. В 1921 г был создан Бальнеологический институт на Кавказских Минеральных Водах (в , в 1922 г. — Томский бальнеофизиотерапевтический институт, а в 1926 г. открыт Центральный институт курортологии и физиотерапии в Москве.

Химический состав минеральных вод

Минеральные воды – сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц.

Долгое время бальнеологи не могли прийти к единому мнению о химическом составе многих вод, поскольку анионы и катионы минеральных вод образуют очень нестойкие соединения. Как говорил Эрнст Резерфорд, «ионы – это веселые малыши, вы можете наблюдать их едва ли не воочию». Еще в 1860-х гг. химик О. Тан указал на неправильность солевого изображения минеральных вод, из-за чего Железноводск долго считали курортом с «неустановившейся репутацией». Вначале минеральные воды Железноводска причисляли к щелочно-железистым, затем стали комбинировать карбонаты со щелочами, а сульфаты - со щелочными землями, называя эти воды «щелочно-железистыми (содержащие натрий углекислый и железо) с преобладанием гипса (сульфата кальция) и соды (гидрокарбоната натрия). Впоследствии состав вод стали определять по основным ионам. Уникальные Железноводские источники по составу принадлежат к углекислым гидрокарбонатно-сульфатным кальциево-натриевым высокотермальным водам, мало содержащим хлористый натрий, что исключает опасность раздражения почечной ткани при их питьевом использовании. В настоящее время Железноводск считается одним из лучших «почечных» курортов. Железа в минеральных водах этого курорта содержится сравнительно мало, до 6 мг/л, т.е. меньше, чем в специфических железистых водах, в которых должно быть не менее 10 мг/л.

В немецкой «Курортной книге», изданной в 1907 г., анализы вод минеральных источников впервые были представлены в виде ионных таблиц. Такая же книга об австрийских курортах была издана в 1914 г. Этот тип представления минеральных вод принят в Европе в настоящее время. Как пример приводим ионный состав вод одного из самых популярных источников французского курорта Виши, известного со времен Римской империи - Vichy Celestins (М – 3,325 г/л; pH — 6,8).

Критерии для отнесения вод к «минеральным»

Критерии для отнесения вод к «минеральным» в той или иной степени отличаются у разных исследователей. Всех их объединяет происхождение: то есть минеральные воды — это воды, добытые или вынесенные на поверхность из земных недр. На государственном уровне, в ряде стран ЕС законодательно утверждены определенные критерии причисления вод к категории минеральных. В национальных нормативных актах относительно критериев минеральных вод нашли свое отображение гидрогеохимические особенности территорий, которые присущи для каждой страны.

В нормативных актах ряда стран Европы и международных рекомендациях — «Кодекс Алиментариус», Директивах Европейского парламента и Европейского совета для стран — членов ЕС определение «минеральные воды» приобрело более широкое содержание.

Например, «Кодекс Алиментариус » дает следующее определение природной минеральной воды : природной минеральной водой является вода, которая четко отличается от обычной питьевой воды, так как:

• она характеризуется своим составом, включающим определенные минеральные соли, в определенном их соотношении, и наличием определенных элементов в следовых количествах или других компонентов
• ее непосредственно получают из природных или пробуренных источников из подземных водоносных слоев, для чего необходимо соблюдение всех мер предосторожности в пределах зоны защиты во избежание попадания любого загрязнения либо внешнего влияния на химические, физические свойства минеральных вод;
• она характеризуется постоянством своего состава и стабильностью дебита, определенной температурой и соответствующими циклами второстепенных природных колебаний.

В России принято определение В.В. Иванова и Г.А. Невраева, данное в работе «Классификация подземных минеральных вод» (1964 г.).

Лечебными минеральными водами называются природные воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или другие минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладают какими-нибудь физическими свойствами (радиоактивность, реакция среды и др.), благодаря чему эти воды оказывают на организм человека лечебное действие в той или иной степени, которое отличается от действия «пресной» воды.

К минеральным питьевым водам (в соответствии с ), относятся воды с общей минерализацией не менее 1 г/л или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм.

Минеральный состав питьевой воды

Вода пригодна для питья, если ее общая минерализация не превышает 1000 мг/л. Очень малая минерализация воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает ее вкус, а вода, лишенная солей – дистиллированная, вредна для человеческого организма, так как ее употребление нарушает пищеварение идеятельность желез внутренней секреции. В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству воды суммарная минерализация не должна превышать величины 1000 мг/л. По согласованию с органами санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации до 1500 мг/л.

Обычно говорят: чистая вода – залог здоровья. Вкусной воды в природе много, но идеально чистой нет и быть не может. Вода – один из лучших растворителей, поэтому капли дождя или снега до того как попасть на землю обогащаются азотом, кислородом, углекислотой, пылью и другими компонентами, находящимися в атмосфере. Так, в одном из самых чистых районов, в Енисейском секторе Арктики, вдали от Ледовитого океана в 1л воды, полученной из снега, содержится в среднем 93 мг минеральных солей, кислорода, натрия и серы. Даже дистиллированная вода аптек и лабораторий не является идеально чистой. Известный ученый Ф. Кольрауш 42 раза перегонял воду в специальном стеклянном сосуде при пониженном давлении, но идеально чистой воды так и не получил из-за проникновения из воздуха примесей углекислоты, кислорода и азота.

К настоящему времени установлено, что вода с повышением содержания хлоридов и сульфатов, помимо неприятного привкуса, приобретает и способность отрицательно влиять на функции системы пищеварения.Повышенное содержание кальция способствует камнеобразованию в почках и мочевом пузыре. Последние исследования показали, что длительное использование для питья вод хлоридно-сульфатного класса с минерализацией, повышенной до 3 г/л, весьма отрицательно влияет на течение беременности и родов, на плод и новорожденного, на гинекологическую заболеваемость.

Сравнительные данные о ПДК минеральных солей и некоторых металлов, действующих в разных странах, приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6 – ПДК некоторых химических веществ в питьевой воде, мг/л

Содержание в питьевой воде большого количества растворимых кальциевых и магниевых солей не только отрицательно влияет на вкус, но и обусловливает ее жесткость. Жесткая вода неблагоприятна во многих отношениях: в ней труднее развариваются овощи и мясо, уменьшается их питательная ценность, резко ухудшается моющая способность и возрастает расход мыла. Жесткая вода образует накипь, которая портит чайники и котлы и засоряет водопроводные трубы. По последним научным данным, употребление жесткой воды способствует развитию ряда заболеваний. Так, при избыточном содержании в питьевой воде солей кальция и магния нарушается коллоидно-кристаллоидное равновесие мочи, что способствует возникновению мочекаменной болезни. В реальных жизненных условиях заболевание мочекаменной болезнью чаще всего, вероятно, вызывается не какой-либо одной причиной, а несколькими. Однако солевой состав питьевых вод – один из факторов, способствующих развитию этой болезни. Положительная рольжесткой питьевой воды – это меньше случаев инфаркта и приступов гипертонии.

Общая жидкость воды определяется суммой концентраций ионов кальция (кальциевая жидкость) и ионов магния (магниевая жесткость воды) . Она складывается из карбонатной (временной, устраняется кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg, вторая – наличием сульфатов, хлоридов, нитратов, фосфатов и силикатов этих металлов. При кипячении в течение 1 часа гидрокарбонаты Са и Mg разлагаются

и жесткость воды при этом уменьшается. Поэтому иногда принимают термин «временная жесткость», понимая под этим присутствие гидрокарбонатов, удаляемых из воды при ее кипячении. Оставшаяся после кипячения жесткость воды называется постоянной жесткостью.

В Украине и России жесткость воды выражают в молях на 1м 3 . Числовое значение жесткости, выраженное в моль/м 3 , равно числовому значению жесткости, выраженному в мг-экв/л. Один моль на м 3 соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция (1 / 2 Са +2) 20,04 г/м 3 и ионов магния (1 / 2 Mg +2) 12,15 г/м 3 . Общая жесткость Ж об складывается из кальциевой и магниевой жесткости, т.е. суммарной концентрации в виде ионов Са +2 и Mg +2:

.

(5.1)

Жескость воды, умягченной для питания паровых котлов высокого давления, выражают в мкг-экв/л (1 мкг-экв = 0,001 мг-экв).

В других странах жесткость воды измеряют в градусах жесткости. Так, в Германии 1 0 жесткости выражает содержание 0,01г СаО в 1л воды; в Великобритании жесткость воды измеряют в градусах жесткости, выражающих содержание СаСО 3 в гранах (1 гран=0,0648г) в 1галлоне (4,546л) воды; во Франции 1 0 жесткости равен 1г СаСО 3 в 100000г воды. Сравнительные данные о единицах измерения жесткости воды в разных странах приведены в табл. 5.7.

Таблица 5.7 – Сравнительные данные о единицах жесткости воды

Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 7мг. экв/л; лишь в некоторых случаях по согласованию с Главным государственным санитарным врачом для конкретной системы водоснабжения допускается общая жесткость воды до 10 мг- . экв/л.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с жесткостью менее 4мг-экв/л считается мягкой, от 4 до 8мг-экв/л – средней жесткости, от 8 до 12мг-экв/л – жесткой и выше 12мг-экв/л – очень жесткой. В поверхностных водоисточниках, где преобладает, как правило, карбонатная жесткость (до 70% от общей), а магниевая жесткость обычно не превышает 30% (реже 60% от общей: Донбасс, Кривой Рог), наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, наименьшего – в период паводка. В подземных водах жесткость воды более постоянна и меньше изменяется в течение года.

Жесткость морской воды: Черного моря – кальциевая 12мг-экв/л, магниевая 53,5мг-экв/л, общая 65,5мг-экв/л; океанов – кальциевая 22,5мг-экв/л, магниевая 108мг-экв/л, общая 130,5мг-экв/л.

В настоящее время на большом статистическом материале показано существование корреляционной связи между сердечно-сосудистыми заболеваниями и жесткостью питьевой воды: чем мягче питьевая вода, тем больше вероятность заболевания населения сердечно-сосудистыми заболеваниями . В частности, в США и Канаде установлено, что среди населения, потребляющего мягкую питьевую воду, содержащую менее 75 мг/л кальция, смертность на 15…20% выше, чем среди населения, потребляющего жесткую воду. Для Великобритании эта разница составляет 40%.

Следует отметить, что общепринятой точки зрения на механизм воздействия жесткости питьевой воды на деятельность сердечно-сосудистой системы нет: разные исследователи оценивают действия этого механизма неодинаково, расходятся они также во мнении о степени опасности мягкой питьевой воды для здоровья человека.

Существует несколько групп гипотез, объясняющих механизм действия качества питьевой воды на функции сердечно-сосудистой системы человеческого организма.

Согласно первой группе гипотез , жесткая вода обладает определенными защитными свойствами, связанными с наличием катионов магния и кальция в питьевой воде. По этой гипотезе, увеличение содержания кальция в воде препятствуетобразованию в организме холестерина, магний же препятствует накоплению в артериях липидов и обладает также антикоагуляционными свойствами, что способствует уменьшению вероятности тромбозов.

Так, при эпидемиологическом обследовании населения, употребляющего воду с низким содержанием магния (штат Огайо, США), обнаружены более высокая заболеваемость коронарной болезнью, а также случаи внезапной смерти по сравнению с районами, где население употребляет воду с нормальным содержанием данного микроэлемента. Содержание магния в миокарде людей, умерших от сердечных приступов, было пониженным на 12...15%.

Опубликованы данные, согласно которым при жесткости воды 7 мг-экв/л в организм поступает дополнительно 27% магния. В пользу роли «водного магния» свидетельствует лучшая усвояемость его из воды (до 60%) по сравнению с пищей пищи (30%). С учетом этого, данные о роли магния жестких вод в снижении сердечно-сосудистой патологии приобретают особое значение.

Вторая группа гипотез утверждает, что в жесткой воде содержится большее количество других элементов (помимо Mg и Ca), выполняющих защитные функции. В числе таких элементов, прежде всего, называются литий и ванадий, а также марганец и хром. Ванадий по некоторым данным, препятствует образованию холестерина, литий может способствовать улучшению кровообращения в венозных сосудах сердца.

Третья группа гипотез указывает на то, что мягкая вода из-за своих коррозионных свойств содержит большее количество металлов, отрицательно сказывающихся на работе сердечно-сосудистой системы. В числе таких металлов исследователи называют кадмий, свинец, медь и цинк. Кадмий и свинец, по-видимому, способствуют росту кровяного давления.

Минеральная вода – это вода насыщенная минералами, в зависимости от разного набора содержимых компонентов и концентрации, минеральные воды делятся на разные виды.

Сульфатные – действует как желчегонное и слабительное средство. Рекомендуется использовать людям с проблемами печени, желчного пузыря, страдающим ожирением и сахарным диабетом.

Хлоридные – благоприятно воздействует на работу кишечника, печени и желчевыводящих путей. Категорически запрещено употреблять людям с .

Магниевые – помогают при стрессе, однако противопоказаны людям у которых бывают частые расстройства желудка.

Железистые , и т.д.

В зависимости от газового состава минеральной воды и наличия определенных компонентов, минеральные воды делятся на:

Углекислые;

Сероводородные;

Азотные;

Кремниевые;

Бромистые;

Йодистые;

Железистые;

Мышьяковые;

Радиоактивные;

Деление минеральной воды в зависимости от ее кислотности или щелочности минеральной воды, сравниваемая по критерию рН делятся на:

Кислые рН=3,5-6,8

Нейтральные рН=6,8-7,2

Щелочные рН=7,2-8

БУТИЛИРОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

Для сохранения солевого состава и лечебных свойств минеральной воды их разливают в герметические сосуды предварительно осуществив газировку углекислым газом. Углекислый газ не позволяет выпадать солям в осадок.

На этикетке минеральной воды обычно можно увидеть химически состав минеральной воды. Однако сориентироваться неспециалисту в составе минеральной воды и для каких лечебных целей применять такую воду довольно сложно.

Минеральная вода имеет как природные выходы на поверхность так и искусственно созданные человеком, т.е. скважины. Для бутылочного разлива используют исключительно воду из буровых скважин. Это обеспечивает постоянство химического состава минеральной воды. Чтобы защитить источник от истощения или загрязнения, устанавливают санитарные зоны.

ЛЕЧЕБНЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД

Начинать лечебный курс минеральной водой необходимо только после всестороннего обследования у врача и получения от него четких рекомендаций.

Хлоридно-натриевые воды – применяют при гастритах, которым характерна пониженная кислотность желудочного сока. Данные воды улучшают секрецию желез, что способствует улучшению пищеварения, усвоению жиров, белков и углеводов. Принимать такую воду необходимо за 10-15 мин. перед едой, перед этим немного подогрев. Чаще всего такую воду легко отличить от остальных по соленному привкусу.

Важен не только тип воды, но и температура. Теплая минеральная вода помогает при гастритах с повышенной кислотностью и при . Холодную воду применяют при атонии кишечника и склонности к запорам. В остальных случаях необходимо применять воду с температурой от 33 до 44 градусов.

Дозировка минеральных вод тоже может сильно отличаться, т.к. разные заболевания требуют разные типы минеральных вод с различной концентрацией, дозировкой и курсом применения.

ПОЛЬЗА И ВРЕД МИНЕРАЛЬНОЙ ВОДЫ

Минеральная вода может применяться при лечении многих заболеваний. Однако это не может выступать в качестве основного метода лечения заболевания, а только как вспомогательный метод. Добавляя курс минеральной воды в лечебный курс конкретного заболевания, помогает легче преодолеть недуг.

Однако минеральная вода может применить и вред. Углекислота в минеральной воде способствует повышению выделения желудочного сока, что при гастрите с повышенной кислотностью в желудке может только усугубить ситуацию.

СТОЛОВЫЕ ВОДЫ

Большая часть встречаемой в магазинах бутилированной воды относиться к столовым водам или ее еще называют содовой водой. Это обычная пресная вода (минерализация до 1 г/дм3), которая искусственно насыщена углекислотой с незначительным добавлением хлористого кальция и хлористого магния.

Посмотрев этикетку предлагаемой в магазине бутилированной воды, можно определить, тип минеральной воды. Т.е. определив относиться ли вода больше к столовой, жажда утоляющей воде или все таки больше к лечебным водам. Необходимо посмотреть минеральный состав воды, если на этикетке указана концентрация различных компонентов, то такой тип воды относиться по большей части к лечебным водам. Если на этикетке ничего не указанно, то это обычная пресная вода для столового применения.

Столовую воду имеет смысл применить только для утоления жажды и не для лечебных целей.