Дистиллированная и деминерализованная вода. Промышленная технология лекарств. Электронный учебник

В первой части статьи о воде я расскажу о том, какую воду лучше всего пить, чтобы быть здоровым, и чем опасна «фильтрованная», талая, «структурированная» и кипяченная вода.

1. Деминерализованная, из фильтров обратного осмоса

Водолюбивые гуру нынче пичкают своих последователей беспочвенными фантазиями о том, что питие деминерализованной воды из домашних фильтров обратного осмоса – главное дело для «детоксикации», «растворения шлаков» и т.п. Некоторые, особо ретивые, безумцы даже рекомендуют голодание на дистиллированной (то есть полностью лишенной всяких минеральных солей) воде.

Научные же исследования при этом показывают, что использование, воды без достаточного количества минеральных солей - весьма опасно! Подробнее о том, каким должен быть уровень минерализации для наибольшего здоровья вы узнаете из второй части водоносной статьи.

Деминерализованная (обессоленная вода) - это вода, лишенная минералов. Она именуется таковой, если содержание растворимых солей (общая минерализация) - менее 50 мг/л.

В природе такая вода потребителям на водопое достается не так часто: это – дождевая или «талая», то есть – вода, упавшая с небес или получаемая при растапливании льда, если они не имели еще достаточного контакта с грунтом (откуда они довольно быстро получают существенное количество минеральных солей).

Такая природная вода без солей по своим качествам и влиянию на организм почти аналогична дистиллированной, и воде из так называемых «бытовых фильтров обратного осмоса», которые удаляют из воды вообще все минеральные соли. Те же свойства имеет дистиллированная вода и «талая» - то есть та, которую мы получим, если заморозим ее, а затем - растопим лед.

Лучше нор могут быть только горы

Наблюдение специалистов Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) за альпинистами, которые долгое время потребляли в основном талую воду из ледников, очень бедную минералами, показали возникновение «острых проблем со здоровьем», которые часто связывают с так называемой «высокогорной болезнью».

На ранних стадиях «высокогорной болезни» симптомы могут включать усталость, головные боли, слабость, а также мышечные спазмы и даже - нарушения сердечного ритма. На поздних - еще хуже, пугать не стану.

Употребление существенных количеств деминерализованной воды спортсменами после интенсивной и продолжительной физической активности также иногда вызывало острые симптомы нейрологического расстройства - такие как бред или удар. Это показывает, что при употреблении деминерализованной происходит нарушение прохождения нервных импульсов и нормальной работы головного мозга.

Внутри меня - водица, ну, что с таким водиться?

Водица булькает не только внутри водяных, но и у каждого из нас с вами.

Вода в организме человека всегда содержит вполне определенные концентрации разных минеральных солей (их еще называют электролитами), содержание которых очень четко контролируется организмом.

Эта определенная концентрация минеральных солей нужна для протекания электрических сигналов в мозге и нервах и для обеспечения нормального внутреннего давления в клетках тканей.

Если мы пьем воду, лишенную минеральных солей, то для того, чтобы ее усвоить, нашему кишечнику нужно сначала добавить в нее электролиты, а получить он их может, только вытянув из резервных запасов организма. Это приводит к истощению этих резервных запасов, отекам, неправильному перераспределению воды в теле, что может нарушить работу жизненно важных органов.

«Растворение шлаков» и «выведение токсинов» происходит по совершенно другим законам.

Употребление деминерализованной воды любого вида, как вы уже поняли, нарушает нормальный солевой баланс организма и портит здоровье. А что же со шлаками?

Чтобы обратить вспять накопление КАМНЕЙ В ПОЧКАХ, или ПОДАГРУ, к примеру, необходимо, не дистиллированной водой накачиваться, а стабилизировать кислотно-щелочной баланс организма и уменьшить образование мочевой кислоты и связывание щавелевой.

Это делается увеличением количества овощей и зелени, приведением потребления фруктов (как содержащих большое количество фруктозы продуктов) и сладостей – к здоровому минимуму. Нужно привести к здоровому оптимуму потребление белка (не столь важно – растительного или животного), и сделать еще некоторые важные изменения в рационе.

Именно этим детоксикационым премудростям я и обучаю на моем Курсе Похудения и Здоровья .

Жесткая вода для мягкого сердца

В ноябре 2003 года ВОЗ даже провела специальную конференцию в Риме по проблемам связи частоты возникновения сердечно-сосудистых заболеваний и наличие минералов в воде.

Обобщение результатов более 80 исследований на эту тему показывают, что в странах с более высокой минерализацией питьевой воды ниже риски получить болезни сердечно-сосудистой системы.

То же показывают обобщенные результаты исследований за 50 лет: чем выше (до разумных пределов) жесткость воды, тем ниже смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.

Еще аргументы и факты:

При отваривании овощей в деминерализованной воде они теряли до 60% больше кальция и магния, чем в обычной. Меди в такой воде теряется на 68%, марганца - на 80%, кобальта - на 86% больше, и так далее по списку полезностей!

А вот количество тяжелых металлов в «обессоленной» воде часто выше нормы. В США в 1993-94 годах даже были зарегистрированы случаи тяжелого отравления детей, которые употребляли деминерализованную воду. Дело в том, что из-за отсутствия солей, такая вода куда активнее растворяет и абсорбирует тяжелые металлы, проходя по трубам или – при хранении в металлических емкостях.

Такая вся очищенная и такая бутилированная вся…

Деминерализованная в установках обратного осмоса или дистиллированная вода не особо на вкус. Дабы хоть как-то уменьшить этот недостаток, некоторые производители фильтров обратного осмоса ставят специальные устройства, которые добавляют в эту воду какие-то соли. Какие - вопрос. Понятное дело, что всю широкую гамму природных микро- и макроминералов они вам не добавят. Да и узкую – тоже!

Добавка 3-5 основных минералов, правда, сможет хоть как-то обезопасить получаемый «продукт» с точки зрения деминерализации и чуток улучшить его вкус. Если вы читаете на этикетке «очищенная водопроводная», или просто - «очищенная», то вы 100% имеете обычную воду, пропущенную через фильтр (то есть – деминерализованную), к которой затем добавили каких-то солей.

Лучше всего покупать артезианскую воду из глубоких скважин. О том, какой уровень минерализации самый здоровый, вы узнаете из второй части статьи.

Такую воду фильтруют, обрабатывают иногда озоном или ультрафиолетом, чтобы убить бактерий, и разливают в бутылки.

1. Уголек

Вода из фильтров, в которых используется активированный уголь, чуток другая, чем деминерализованная - в ней чуть больше минеральных солей остается. Для ее получения используются всякого рода кувшины с фильтрами и насадки, надеваемые на кран. Принцип работы тот же, что и у противогаза. Поначалу пока фильтр новый, из воды удаляется хлор, часть растворенной ядовитой хлорорганики, бактерии и часть минеральных солей. Однако, уже через несколько дней уголь насыщается всякой пакостью. Из-за этого он начинает гораздо хуже поглощать хлор и минеральные соли, а в самом фильтре начинают развиваться болезнетворные бактерии.

Так что если уж совсем нет возможности покупать или привозить воду артезианскую - пейте воду из угольного фильтра, пока фильтр новый. Чаще меняйте фильтры, а когда фильтр используется долго, то лучше воду прокипятить - меньше будет бактерий.

1. «Структурированная» вода

Мне сложно что-то сказать о ней… хорошего. Теперь в научной среде эту тему обходят молчанием, которое иначе, как презрительным, не назовешь. Еще несколько десятилетий назад официальная наука и медицина активно исследовала «структурированную» воду и не нашла в теме «структурированности» ничего, достойного внимания.

На самом деле научных доказательств того, что употребление «структурированой, то есть - замороженно-размороженно-омагниченной воды приносит хоть какую-то пользу здоровью, увы, нет.

Из научных лабораторий идея «структурирования воды» перекочевала в различные направления нетрадиционной медицины и диетологии. И они и доныне придают этой теме очень большое значение и пишут об «энергетической составляющей», природно-структурированной воде и т.п.

Увы, но весь процесс «структурирования» приводит к удалению нужных для здоровья солей жесткости: ведь он предполагает замораживание, при котором кальциевые и магниевые соли выпадают в осадок. Соответственно, структурированная вода имеет все недостатки деминерализованной, а вот достоинств «структурирования» наука как-то не нашла, хоть и очень искала.

1. Кипяченая

Хотя и с кипяченой все тоже не хорошо… До сих пор вздрагиваю, вспоминая этот мерзкий вкус кипяченой воды из графинов советского времени… По сути это - почти та же деминерализованная вода: кипячение переводит «соли жесткости» (кальций и магний) из растворимой формы в осадок (накипь). Остальные соли в основном остаются. Но в целом кипяченая вода - тоже изрядно деминерализована (чуть не написал - деморализована).

Во второй части статьи о воде я расскажу о том, какую воду лучше всего пить, чтобы быть здоровым, к каким болезням приводит употребление низко- и высокоминерализованной и газированной воды и сколько воды следует пить.

• «Фильтрованная» и реминерализованная вода разрушает ваше здоровье: это вода из фильтров обратного осмоса, дистиллированная, талая, дождевая. Пропаганда ее употребления с целью детоксикации организма и выведения отложений солей - чистой воды безответственный или намеренный обман.
• «Структурированная» и просто - кипяченная вода не многим лучше «фильтрованной».
• Наиболее полезна - минеральная артезианская вода из глубоких скважин или родниковая, которая не была очищена.

Источники вдохновения:

1. Ingegerd Rosborg «Drinking Water Minerals and Mineral Balance: Importance, Health Significance, Safety Precautions»
2. Ctrl+Enter .

Деминерализованную (обессоленную) воду получают из водопроводной питьевого качества, предварительно подвергнутой тщательному анализу, так как в ней содержится значительное количество растворенных и взвешенных веществ.

Деминерализация воды (освобождение от присутствия нежелательных катионов и анионов) проводится с помощью ионного обмена и методов разделения через мембрану.

Ионный обмен основан нa использовании ионитов - сетчатых полимеров разной степени сшивки, с гелевой или микропористой структурой, ковалентно связанных с ионогенными группами. Дис­социация этих групп в воде или растворах дает ионную пару - фиксированный на полимере ион и подвижный противоион, который обменивается на ионы одноименного заряда (катионы или анионы) из раствора. Отечественная промышленность выпускает ионообменные смолы:

Ионообменные катиониты (КУ-2, КУ-2-8ч, СК-3), которые способны обменивать свой ион водорода на катионы (Mg 2+ ; Ca 2+ и др.); В Н-форме (катионит с подвижным атомом водорода) они обмени­вают все катионы, содержащиеся в воде.

Ионообменные аниониты (АВ-17-8ч, АВ-17-10п), обменива­ющие свой гидроксил (ОН~) на анионы: SO4"; Сl и др. в ОН-форме (анионит с подвижной гидроксильной группой) обменивают все анионы, содержащиеся в воде.

Каждый килограмм смолы способен очистить до 1000 л воды и более. Качество воды контролируют по электропроводности. Как только ионит прекращает связывать ионы, электропроводность возрастает.

Катиониты - смолы с кислой группой (карбоксильной или сульфоновой). Для их регенерации (восстановления способности обменивать ион водорода) применяют 5%-ный раствор хлористо­водородной кислоты.

Аниониты - чаще всего продукты полимеризации аминов с формальдегидом. Для регенерации используют 5 %-ный раствор натрия гидрокарбоната или натрия гидрооксида.

Существует два типа колоночных ионообменных аппаратов: с раздельными и со смешанными слоями катионов и анионов. Ап­параты 1-го типа состоят из двух последовательно расположенных колонок, первая из которых заполняется катионитами, а вторая - анионитами. Аппараты 2-го типа состоят из одной колонки, за­полненной смесью этих ионообменных смол. Питьевую воду пода­ют в колонки снизу вверх, через слой катионита, затем на слой анионитов, фильтруют от частиц разрушенных ионообменных смол и нагревается в теплообменнике до 80 - 90 °С.

Ионообменные смолы могут быть гранулированными, в виде волокон, губчатых смол, жгутов (лент), последовательно переме­щающихся через сорбционную ванну, промывочную ванну, за­тем через бак регенерации и отмывки. Ионообменные волокна изнашиваются медленнее, чем гранулированные. Меньше подвер­жены разрушению магнитные гранулы.

Ионообменная технология обеспечивает классическое обессоливание воды и является экономной. Однако имеет ряд недостат­ков: 1) ионообменные смолы требуют периодической регенера­ции; 2) при длительном использовании могут стать субстратом для развития микроорганизмов, поэтому требуется периодиче­ская дезинфекция используемых смол.

Ионообменная установка состоит из 3-5 пар катионитовых и анионитовых колонок (рис.1). Водопроводная вода

Обессоленная вода

Рис. 1. Принцип работы ионообменной установки

Среди методов разделения через мембрану можно выделить: обратный осмос, ультрафильтрацию, диализ, электродиализ, испарение через мембрану. Эти методы основаны на использовании перегородок, обладающих селективной проницаемостью, благодаря чему возможно получение воды без фазовых и химических превращений.

Обратный осмос (гиперфильтрация) - переход растворителя (воды) из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Избыточное рабочее давление солевого раствора намного больше осмотического. Движущей силой обратного осмоса называют разность давлений по обе стороны мембраны. Для разделения применяют мембраны двух

1. Пористые -Селективная проницаемость основана на адсорбции молекул воды поверхностью мембраны и ее порами. УАМ 50 м, УАМ 100 м, УАМ 150 м - 125 А, УАМ 200 м УАМ 300 м и УАМ 500 м.

2. Непористые диффузионные мембраны образуют водород­ные связи с молекулами воды на поверхности контакта. Под дейст­вием избыточного давления эти связи разрываются, молекулы воды диффундируют в противоположную сторону мембраны, а на образовавшиеся места проникают следующие. Таким образом, вода как бы растворяется на поверхности и диффундирует внутрь слоя мембраны. Выпускаются гиперфильтрационные ацетатцеллюлозные мембраны МГА-80, МГА-90, МГА-95, МГА-100.

Установка обратного осмоса состоит из насоса высокого давле­ния, одного или нескольких пермиаторов и блока регулирования, поддерживающего оптимальный рабочий режим. Каждый из пер­миаторов содержит большое количество (до 1 млн) полых воло­кон (мембран). В качестве мембран используют эфиры целлюлозы (ацетаты), полиамиды и др.

Воду подают в пермиатор, омывая волокна с внешней сторо­ны. Под давлением выше осмотического она проникает внутрь полых трубок, т.е. уходит от солей, собирается внутри трубок, а «концентрат» солей выливается в сток.

По ходу движения воды в пермиатор устанавливают угольный фильтр для удаления хлора.

Методом обратного осмоса удаляются более 90 % солей, ВМВ, бактерии и даже некоторые вирусы.

Метод имеет много положительных свойств: простота; произ­водительность, не зависящая от солесодержания в исходной воде; широкий выбор полупроницаемых мембран; экономичность - из 10 л питьевой воды получается 7,5 л воды очищенной; затраты энергии в 10-16 раз меньше, чем при дистилляции. Данный принцип лежит в основе работы промышленных уста­новок «Роса», УГ-1 и УГ-10.

Для получения сверхчистой воды сочетают методы ионного обмена и обратного осмоса.

Улътрафильтрация - процесс мембранного разделения растворов высокомолекулярных соединений под действием разности давлений. Данный метод используют, когда осмотическое давление несоизмеримо мало в сравнении с рабочим давлением. Движущей силой является разность давлений - рабочего и атмосферного. Ультрафильтрация воды через мембрану с диаметром пор 0,01 мкм позволяет на 100% освободить питьевую воду от солей, органи­ческих и коллоидных веществ и микроорганизмов.

Электродиализ. Механизм разделения основан на направлен­ном движении ионов в сочетании с селективным действием мемб­ран под влиянием постоянного тока. В качестве ионообменных мембран применяются:

Катионитовые марки МК-40 с катионитом КУ-2 в Na-форме и основой на полиэтилене высокой плотности и МК-40л, армированная лавсаном;

Анионитовые марки МА-40 с анионитом ЭДЭ-10П в Сl-форме на основе полиэтилена высокой плотности и МА-41л - 1 мембрана с сильноосновным анионитом АВ-17, армированная лавсаном.

Воду помещают в ванну, разделенную на три части селективными ионообменными мембранами. Мембраны, имеющие отрицательный заряд (катиониты) проницаемы для катионов, имеющие положительный за­ряд (аниониты) - для анионов. Ионообменные мембраны не сор­бируют ионы, а селективно пропускают их.

Через ванну пропускают постоянный электрический ток, все ионы солей, находящихся в воде, начинают передвигаться к мемб­ранам, имеющим противоположный заряд: катионы - к катоду, анионы - к аноду. Ионы солей, удаленные из камеры обессоливания, концентрируются соответственно в соседних камерах. Ос­таточное солесодержание 5 - 20 мг/л.

Выпускаются электродиализные установки ЭДУ-100 и ЭДУ-1000 производительностью 100 и 1000 м 3 /сут.

Испарение через мембрану. Растворитель проходит через мембрану и в виде пара удаляется с ее поверхности в потоке инертного газа или под вакуумом. Для этой цели используют мембраны из целлофана, полиэтилена, ацетатцеллюлозы.

Преимущество мембранных методов, все больше внедряемых в производство, - значительная экономия энергии. Также сравни­тельно легко возможно регулировать качество воды. Недостатком методов считают опасность концентрационной поляризации мембран и пор, что может вызвать прохождение нежелательных ионов или молекул в фильтрат.

Деминерализованная вода используется для мойки стеклодрота, ампул, вспомогательных материалов и питания аквадистилляторов при получении воды очищенной (дистиллированной) и воды для инъекций.

Получение воды очищенной (дистиллированной )

Вода очищенная ФС 42-2619-89 (Aqua purificata), используемая в производстве инъекционных лекарственных форм, должна быть максимально химически очищена и отвечать соответствующей НТД. В каждой серии полученной воды обязательно проверяют значение рН (5,0-6,8), наличие восстанавливающих веществ, угольного ангидрида, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, кальция и тяжелых металлов. Допускается наличие аммиака - не более 0,00002%, сухого остатка - не более 0,001%. Для непрерывной оценки качества получаемой воды используется измерение удельной электропроводности. Однако метод недостаточно объективен, так как результат зависит от степени ионизации молекул воды и примесей.

Воду очищенную получают методом дистилляции, перегонки водопроводной или деминерализованной воды в дистилляционных аппаратах различных конструкций. Основными узлами любого дистилляционного аппарата являются испаритель, конденсатор и сборник. Сущность метода перегонки заключается в том, что исходную воду заливают в испаритель и нагревают до кипения. Происходит фазовое превращение жидкости в пар, при этом водяные пары направляются в конденсатор, где конденсируются и в виде дистиллята поступают в приемник. Такой метод требует затрат большого количества энергий, поэтому в настоящее время на некоторых заводах получают воду, очищенную методами разделения через мембрану.

Получение воды для инъекций в промышленных условиях

Согласно требованиям ФС 42-2620-89 вода для инъекций (Aqua pro ingectionibus) должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к воде очищенной, а также должна быть стерильной и апирогенной. Стерильность воды определяется методами, изложенными в статье «Испытания на стерильность» ГФ XI издания, с. 187-192. Испытание пирогенности воды проводят биологическим методом, приведенным в статье «Испытание на пирогенность» ГФ XI издания, с. 183-185.

Оборудование для получения воды очищенной и воды для инъекций

В промышленных условиях получение воды для инъекций и воды очищенной осуществляют с помощью высокопроизводи­тельных корпусных аппаратов, термокомпрессионных дистилля­торов различных конструкций и установок обратного осмоса.

К колонным многокамерным аппаратам относятся прежде всего многоступенчатые аппараты. Установки подобного типа для получения очищенной воды бывают различной конструкции. Производительность крупных моделей достигает 10 т/ч.

Чаще всего применяются трехступенчатые колонные аппараты с тремя корпусами (испарителями), расположенными вертикально или горизонтально. Особенность колонных аппаратов в том, что только первый испаритель нагревается паром, вторичный пар из первого корпуса поступает во второй в качестве греющего, где конденсируется и получается дистиллированная вода. Из второго корпуса вторичный пар поступает в третий - в качестве греющего, где также конденсируется. Таким образом, дистиллированную воду получают из 2-го и 3-го корпусов. Производительность такой установки до 10 т/ч дистиллята. Качество получаемого дистиллята хорошее, так как в корпусах достаточная высота парового пространства и предусмотрено удаление капельной фазы из пара с помощью сепараторов.

Для обеспечения апирогенности получаемой воды необходимо создать условия, препятствующие попаданию пирогенных веществ в дистиллят. Эти вещества нелетучи и не перегоняются с водяным паром. Загрязнение ими дистиллята происходит путем переброса капелек воды или уноса их струей пара в холодильник. Поэтому конструктивным решением вопроса повышения качества дистил­лята является применение дистилляционных аппаратов соответ­ствующих конструкций, в которых исключена возможность пере­броса капельно-жидкой фазы через конденсатор в сборник. Это до­стигается устройством специальных ловушек и отражателей, высо­ким расположением паропроводов по отношению к поверхности парообразования. Целесообразно также регулировать обогрев испа­рителя, обеспечивая равномерное кипение и оптимальную скорость парообразования, так как чрезмерный нагрев ведет к бурному ки­пению и перебросу капельной фазы. Проведение водоподготовки путем обессоливания также уменьшает пенообразование и, следо­вательно, выделение капелек воды в паровую фазу.

На некоторых химико-фармацевтических предприятиях воду для инъекций получают с помощью дистиллятора «Mascarini» -произво­дительность этого аппарата 1500 л/ч. Он снабжен прибором контро­ля чистоты воды, бактерицидными лампами, воздушными фильтра­ми, прибором для удаления пирогенных веществ, а также установкой двойной дистилляции воды производительностью 3000 л/ч.

Трехкорпусной аквадистиллятор «Финн-аква» (Финляндия) функционирует за счет использования деминерализованной воды(рис. 2).

Рис. 2. Аквадистиллятор «Финн-аква»:

1 - регулятор давления; 2 - конденсатор-холодильник; 3 - теплообменник

камер предварительного нагрева; 4 - парозапорное устройство; 5 - зона

испарения; 6,7,8 - труба; 9 – теплообменник

Вода поступает через регулятор давления в конденсатор, проходит теплообменники камер предварительного нагрева, а после нагревания поступает в зону испарения, состоящую из системы трубок, обогреваемых внутри греющим паром. Нагретая вода подается на наружную поверхность обогреваемых трубок в виде пленки, стекает по ним и нагревается до кипения.

В испарителе за счет поверхности кипящих пленок создается интенсивный поток пара, движущийся снизу вверх со скоростью 20- 60 м/с. Центробежная сила, возникающая при этом, обеспечивает стекание капель в нижнюю часть корпуса, прижимая их к стенкам. Наиболее совершенными в настоящее время считаются термо­компрессионные дистилляторы (рис. 3).

Их преимущество перед дистилляторами других типов заключается в том, что для получения 1 л воды для инъ­екций необходимо израсходовать 1,1 л холодной водопроводной воды. В других аппаратах это соотношение составляет 1:9- 1:15. Принцип работы аппарата заключается в том, что образую­щийся в нем пар, перед тем как поступить в конденсатор, прохо­дит через компрессор и сжимает­ся. При охлаждении и конденса­ции он выделяет тепло, по вели­чине, соответствующей скрытой теплоте парообразования, которая. затрачивается на нагревание ох­лаждающей воды в верхней части трубчатого конденсатора. Питание аппарата водой осуществляется в направлении снизу вверх, выход дистиллятора - сверху вниз. Про­изводительность дистиллятора до 2,5 т/ч. Качество получаемой апирогенной воды высокое, так как капельная фаза испаряется на стенках трубок испарителя. Нагревание и кипение в трубках происходит равномерно, без перебросов, в тонком слое. Задерживанию капель из пара способст­вует также высота парового пространства. Недостатки аппарата - сложность устройства и эксплуатации.

Рис. 3. Принцип работы термокомпрессионного дистиллятора: 1 - конденсатор-холодильник; 2 - паровое пространство; 3 - компрессор; 4 - регу­лятор давления; 5 - камера предвари­тельного нагрева; 6* - трубки испарителя

Наиболее широко распространенным до последних лет мето­дом получения воды для инъекций была дистилляция. Такой метод требует затрат большого количества энергии, что является серьезным недостатком. Среди других недостатков следует отме­тить громоздкость оборудования и большую занимаемую им пло­щадь; возможность присутствия в воде пирогенных веществ; сложность обслуживания.

Этих недостатков лишены новые методы мембранного разде­ления, все больше внедряемые в производство. Они протекают без фазовых превращений и требуют для своей реализации значительно меньших затрат энергии, сопоставимых с минимальной теоретически определяемой энергией разделения.

Мембранные методы очистки основаны на свойствах перегородки (мембраны), обладающей селективной проницаемостью, благодаря чему возможно разделение без химических и фазовых превращений. Для получения воды для инъекций в практическом отноше­нии представляют интерес следующие аппараты.

С использованием принципа мембранной очистки работает установка высокоочищенной воды «Шарья-500». Производитель­ность ее по питающей воде 500 л/ч, получаемая после этой установки высокоочищенная вода, свободная от механических примесей, органических и неорганических веществ. Она применяется в производстве иммунобиологических бактерийных препаратов и для приготовления инъекционных растворов.

Установка (УВВ) включает блоки предфильтрации, обратного осмоса и финишной очистки.

Блок фильтрации предназначен для очистки питьевой водопроводной воды от механических примесей размером 5 мкм и включает фильтр катионитный и два фильтра угольных, работающих параллельно или взаимозаменяемо.

Блок обратного осмоса работает при давлении не ниже 15 атм. Поступающая на блок вода разделяется после фильтрования на два потока, один из которых проходит сквозь обратноосмотические мембраны, а второй поток, проходящий вдоль поверхности мембра­ны и содержащий повышенное количество солей (концентрат) отводится из установки. Для обеспечения работы данного блока необходимо, чтобы соотношение объемов воды на подаче, сливе и проходящей через мембрану составляло 3:2:1 соответственно. Таким образом, для получения 1л высокоочищенной воды необходимо израсходовать приблизительно 3 л воды водопроводной. При этом скорость слива достаточно высока, что устраняет вредное влияние концентрированной поляризации на работу установки.

В блоке обратноосмотическом осуществляется очистка воды от растворимых солей, органических примесей, твердых взвесей и бактерий.

После блока обратного осмоса вода поступает на блок финишной очистки, включающей ионообмен и ультрафильтрацию. Ионообменная очистка воды осуществляется с помощью последо­вательно соединенных фильтров - катионного и анионного, за которыми установлен смешанный катионно-анионный фильтр, где происходит очистка от оставшихся катионов и анионов.

Окончательная доочистка воды проводится в двух ультра­фильтрационных аппаратах с полыми волокнами АР-2,0, предназ­наченных для отделения органических микропримесей (коллоид­ных частиц и макромолекул).Для производства иммунных и бактерийных препаратов не всегда пригодна вода для инъекций, полученная дистилляцией. Поэтому часто возникает необходимость в доочистке воды, которая может быть проведена с помощью установки «Супер-Кью». Производительность - 720 л/ч, вода пропускается через угольный фильтр, где происходит освобождение от органических веществ; затем - через смешанный слой ионитов; после чего поступает на патронный бактериальный фильтр с размером пор 0,22 нм (0,00022 мкм). Далее вода поступает на обратноосмотический модуль, где происходит удаление пирогенных веществ. Полученную воду используют для приготовления инъекционных лекарствен­ных форм, а концентрат используют как техническую воду или повторно отправляют на очистку.

Мембранные методы получения высокоочищенной воды для инъекций широко используются в мировой практике и признаны экономически целесообразными и перспективными.

ВСЕМИРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЯ

Нутриенты в питьевой воде

Вода, санитария, охрана здоровья и окружающей среды

Женева

2005

Информация с сайта: http://waterts.blogspot.com/search/label/Нутриенты%20в%20питьевой%20воде

ПРЕДИСЛОВИЕ

В ноябре 2003 года в Риме (Европейский Центр Окружающей среды и Здоровья) собралась группа экспертов в области питания и медицины для работы над вопросами, касающимися состава питьевой воды и ее возможного вклада в общее поступление питательных веществ. Изначальной целью данной встречи было внесение вклада в развитие Руководства по здоровому и экологически безопасному опреснению вод, введенного Восточным Средиземноморским Региональным Офисом ВОЗ и предназначенного для подготовки 4-го издания Руководства по качеству питьевой воды ВОЗ (РКПВ). Всего было приглашено 18 экспертов из Канады, Чили, Республики Чехия, Германии, Ирландии, Италии, Молдовы, Сингапура, Швеции, Объединенного Королевства и США. Дополнительно были представлены доклады экспертов, которые не смогли приехать лично. Задачей встречи было оценить возможные последствия для здоровья человека длительного употребления «кондиционированной» или «модифицированной», т.е. обработанной воды, с измененным минеральным составом, искусственно очищенной, или наоборот, обогащенной минералами.

В частности, встал вопрос о последствиях длительного употребления воды, прошедшей деминерализацию: о морской воде и солоноватой воде, подвергнутой обессоливанию, о пресной воде, прошедшей обработку в мембранной системе, а также о воссоздании их минерального состава.

На встрече обсуждались следующие основные вопросы:

Каков вклад питьевой воды в общее поступление питательных веществ в организм?

Каково среднесуточное потребление человеком питьевой воды? Как оно меняется в зависимости от климата, образа жизни, возраста и других факторов?

Какие из обнаруженных в воде веществ могут существенно повлиять на состояние здоровья и самочувствие?

При каких условиях питьевая вода может стать существенным источником некоторыхважных для человека веществ?

Какие выводы могут быть сделаны о связи кальция, магния и других элементов в воде со смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний?

Для каких веществ в обработанной воде могут быть разработаны рекомендации по обогащению минерального состава с точки зрения полезности?

Какова роль фтора в улучшении здоровья зубов, а также в развитии флюорозов зубов и костей?

Как правило, питьевая вода перед подачей потребителю подвергается одному или нескольким видам обработки для достижения соответствующих показателей безопасности иулучшения эстетических свойств. Пресные воды обычно подвергают коагуляции, седиментации, фильтрации через гранулированные материалы, адсорбции, ионному обмену, мембранной фильтрации, медленной фильтрации через песок, дезинфекции, иногда умягчению. Получение питьевой воды из сильносоленых вод типа морских и солоноватых посредством обессоливания широко практикуется в регионах, испытывающих ее острую нехватку. Такая технология в условиях постоянно растущего потребления воды становится все более привлекательной с экономической точки зрения. Ежедневно в мире производится более 6 биллионов галлонов обессоленной воды. Реминерализация такой воды обязательна: она агрессивна по отношению к распределительным системам. Если реминерализация обессоленной воды - обязательное условие, возникает логичный вопрос: существуют ли методики обработки воды, способные восстанавливать содержание некоторых важных минеральных веществ?

Природные воды существенно различаются по своему составу вследствие геологического и географического происхождения, а также обработки, которой они подверглись. Например, дождевые и поверхностные воды, пополняющиеся в основном за счет осадков, имеют очень низкую соленость и минерализацию, в то время как подземные воды характеризуются очень высокой и даже чрезмерной минерализацией.Если реминерализация обработанной воды нужна по гигиеническим причинам, то возникает другой закономерный вопрос: являются ли природные воды, содержащие «правильные» количества важных минеральных веществ, более полезными для здоровья?

Во время встречи экспертами был сделан следующий вывод: только некоторые минеральные вещества в природной воде находятся в количествах, достаточных для того, чтобы учитывать их вклад в общее поступление. Магний и, возможно, кальций – два элемента, поступающих в организм человека из воды в существенных количествах (при условии потребления жесткой воды). Данное заключение сделано на основе 80 эпидемиологических исследований, посвященных связи между употреблением жесткой воды и снижением частоты сердечно-сосудистых заболеваний населения. Исследования охватывают 50-летний период. Несмотря на то, что исследования в основном имели экологический характер и были выполнены на разных уровнях, эксперты признали, что гипотеза о связи потребления жесткой воды с частотой сердечно-сосудистых заболеваний верна, а важнейшей полезной составляющей следует считать магний. Этот вывод был подтвержден как контрольными, так и клиническими исследованиями. В составе воды есть и другие элементы, оказывающее положительное влияние на здоровье, однако имеющихся данных было недостаточно для обсуждения вопроса.

На встрече также было решено, что ВОЗ должна дать более детальную оценку биологической правдоподобности гипотезы. Только после этого Руководство будет сформировано окончательно. Последующие симпозиум и встреча с обсуждением данной рекомендации планируются на 2006 г.

Что касается фтора, экспертами сделан вывод о том, что оптимальное потребление фтора с питьевой водой – важный фактор здоровья зубов. Было также отмечено, что потребление фтора в количестве больше оптимального может привести к флюорозу зубов, а еще большие концентрации – к флюорозу скелета. Дозировки фтора при обогащении деминерализованной воды фтором необходимо рассчитывать исходя из следующих факторов: концентрация фтора в исходной воде, объем водопотребления, факторы риска заболеваний зубов, методы гигиены полости рта, уровень развития гигиены и санитарии в обществе, а также наличие альтернативных средств гигиены полости рта и доступность фтора для населения.

«Вода должна быть источником необходимых для организма человека макро- имикроэлементов....»

Н.К.Кольцов, выдающийся российский химик-биолог

Понятие физиологической полноценности для питьевой воды Н.К.Кольцов предложил использовать еще в 1912 году, объединив этим термином набор анионов и катионов, необходимых организму человека и содержащихся в природной воде. Более поздние исследования подтвердили важность минерального состава питьевой воды и нашли свое отражение во многих научных трудах. В частности, в докладе Франтишека Козишека (Национальный Институт общественного здоровья, Республика Чехия) "Последствия для здоровья, возникающие при употреблении деминерализованной питьевой воды", представленном на встрече экспертов ВОЗ в 2003 году говорится:

Искусственно обработанная деминерализованная вода, которую изначально получали методом дистилляции, а затем методом обратного осмоса, должна использоваться для промышленных, технических и лабораторных целей.

Эпидемиологические исследования, проводившиеся в разных странах в течение последних 50 лет, показали, что существует связь между возросшим количеством сердечно-сосудистых заболеваний с последующим летальным исходом и потреблением мягкой воды. При сравнении мягкой воды с жесткой и богатой магнием, закономерность прослеживается очень четко.

Последние исследования показали, что потребление мягкой воды, например, бедной кальцием, может привести к повышенному риску переломов у детей (16), нейродегенеративным изменениям (17), преждевременным родам и сниженному весу новорожденных детей (18) и некоторым видам рака (19,20). Кроме возрастания риска внезапной смертности (21-23), с употреблением воды, бедной магнием, связаны случаи нарушения работы сердечной мышцы (24), поздний токсикоз беременных (т.н. преэклампсия) (25), и некоторые виды рака (26-29).

Даже в развитых странах продукты питания не могут компенсировать дефицит кальция и, особенно, магния, если питьевая вода бедна этими элементами.

Современные технологии приготовления продуктов питания не позволяют большинству людей получать достаточное количество минералов и микроэлементов. В случае острого дефицита какого-либо элемента, даже относительно малое количество его в воде может сыграть значительную защитную роль. Вещества в воде растворены и находятся в виде ионов, что позволяет им значительно легче адсорбироваться в организме человека, чем из продуктов питания, где они связаны в различные соединения.

Питьевая вода, полученная с помощью деминерализации, обогащается минеральными веществами, однако это не касается воды, обработанной в домашних условиях.

Возможно, ни один из способов искусственного обогащения воды минеральными веществами не является оптимальным, поскольку насыщения всеми важными минеральными веществами не происходит.

БЛАГОДАРНОСТЬ

ВОЗ выражает благодарность:

Хусейну Абусаиду, Координатору Восточного Средиземноморского Регионального Офиса ВОЗ - за идею и работу по созданию Руководства по обессоленной воде

Роджеру Аэртгиртсу, Европейскому Региональному Консультанту по воде и санитарии и Хелене Шкарубо, Римский Центр ВОЗ - за обработку материалов встречи

Джозефу Контруво, США и Джону Фаэуэллу, Великобритания – за организацию встречи

Профессору Чун Нам Онгу, Сингапур – за ведение встречи Гюнтеру Крауну, США – за вклад в издание документов и обзор комментариев

Отдельную благодарность ВОЗ выражает экспертам, без которых написание данной работы вряд ли было бы возможным: Ребекка Калдерон, Джералд Комс, Жан Экстренд, Флойд Фрост, Энн Гранджиан, Сьюзанн Харрис, Франтишек Колизек, Майкл Леннон, Сильвано Монарка, Мануэль Оливарес, Дэннис О"Муллан, Соуле Семалулу, Ион Шалару и Эрика Сиверс.

ВОЗ также представляет спонсоров, благодаря которым состоялась встреча. Среди них: Международный институт Наук о Жизни, Отдел Науки и Технологии Агентства по Защите Окружающей среды США (Вашингтон), Отдел Исследований и Развития (Исследовательский «Треугольный» Парк, Северная Каролина), Американский Объединенный Исследовательский Рабочий Фонд по Воде, Центр Питания Человека в Университете штата Небраска (Омаха), и Канадское Бюро по Качеству Воды и Здоровью (Оттава, Онтарио).

12. Последствия для здоровья, возникающие при употреблении деминерализованной питьевой воды

Франтишек Козишек

Национальный Институт общественного здоровья

Республика Чехия

I. Введение

Минеральный состав вод может широко варьироваться в зависимости от геологических условий данной местности. Ни подземные, ни поверхностные воды нельзя представить как чистое вещество, состав которого выражается формулой Н2О. Кроме того, природные воды содержат небольшое количество растворенных газов, минеральных и органических веществ натурального происхождения. Общие концентрации веществ, растворенных в воде высокого качества, могут достигать сотен мг/л. Благодаря непрерывному развитию микробиологии и химии с 19 века, множество возбудителей инфекций, передающихся с водой, может быть идентифицировано. Сведения о том, что вода может содержать нежелательные компоненты, являются отправной точкой для создания руководства и норм по качеству питьевой воды. Международные нормы, регламентирующиепредельно допустимые концентрации органических и неорганических веществ, а также микроорганизмов, существуют во многих странах мира. Эти нормы являются гарантией безопасности питьевой воды. Последствия, возможные при употреблении полностью деминерализованной воды, не рассматриваются, в связи с тем, что в природе такая вода фактически не встречается, кроме, возможно, дождевой воды и природного льда. Однако дождевая вода и лед не используются в системах водоснабжения развитых стран, в которых существуют определенные нормы качества питьевой воды. Как правило, пользование такой водой – это частный случай. Многие натуральные воды небогаты минералами, имеют невысокую жесткость (недостаток двухвалентных ионов), а жесткие воды часто умягчают искусственно.

Знания о том, как важны минеральные вещества и другие составляющие в питьевой воде, насчитывают тысячи лет и упоминаются уже в древнеиндийских Ведах. В книге Ригведа свойства хорошей питьевой воды описываются следующим образом: «Шиитам (прохладная), Сушихи (чистая), Сивам (должна быть биологически ценной, содержать минералы, а также следовые количества многих элементов), Истхам (прозрачная), Вималам лаху Шадгунам (показатель рН должен быть в пределах нормы)» (1).

Искусственно обработанная деминерализованная вода, которую изначально получали методом дистилляции, а затем методом обратного осмоса, должна использоваться для промышленных, технических и лабораторных целей. Технологии обработки воды начали широко применяться в 60-е годы прошлого века в прибрежных и внутренних районах. Это связано с нехваткой природных запасов воды и возрастающим потреблением воды, обусловленным демографическим ростом, более высокими стандартами качества жизни, развитием промышленности и массовым туризмом. Деминерализация воды нужна в том случае, когда доступные водные ресурсы представлены высокоминерализованной солоноватой или морской водой. Всегда актуальной была и проблема питьевой воды на океанских лайнерах и космических кораблях. Перечисленные методы обработки ранее применялись для обеспечения водой исключительно этих объектов из-за технической сложности и дороговизны.

В этой главе под деминерализованной водой понимается вода полностью или почти полностью освобожденная от растворенных минералов методами дистилляции, деионизации, мембранной фильтрации (обратный осмос или нанофильтрация), электродиализа и др. Состав растворенных веществ в такой воде может варьироваться, но их суммарное содержание должно быть не более 1 мг/л. Электропроводность – меньше 2 мС/м3 *и даже меньше (<0,1 мС/м3). Начало применения таких технологий – 1960-е годы, в то время деминерализация не была широко распространена. Тем не менее, уже в то время в некоторых странах изучались гигиенические аспекты использования такой воды. В основном это касается бывшего Советского Союза, где планировалась применять обессоливание для обеспечения питьевой водой городов Средней Азии. Изначально было понятно, что обработанная вода не годна для употребления без дополнительного обогащения минеральными веществами:

Деминерализованная вода очень агрессивна, ее необходимо нейтрализовать; в противном случае подача ее в распределительную систему, прохождение через трубы и накопительные баки невозможна. Агрессивная вода разрушает трубы и вымывает из них металлы и другие материалы;

Дистиллированная вода имеет «бедные» вкусовые характеристики;

Было доказано, что некоторые вещества, присутствующие в питьевой воде, важны для организма человека. Например, опыт искусственного обогащения воды фтором показал, что количество заболеваний полости рта снизилось, а эпидемиологические исследования, проведенные в 1960-е годы, показали, что жители регионов с жесткой питьевой водой меньше страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями.

В итоге исследователи сосредоточили внимание на двух вопросах: 1) какие неблагоприятные последствия для здоровья человека могут возникнуть при употреблении деминерализованной воды и 2) каким должно быть минимальное, а также оптимальное содержание важных для человека элементов (например, минералов) в питьевой воде для того, чтобы качество воды удовлетворяло как технологическим, так и санитарным нормам. Традиционно принятая методика оценки качества воды, основанная на анализе рисков, возникающих при высоких концентрациях токсичных веществ, сейчас пересмотрена: в расчет принимаются и возможные неблагоприятные последствиядефицита в воде определенных компонентов.

На одной из рабочих встреч по подготовке руководства по качеству питьевой воды Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) рассмотрела вопрос о том, каким должен быть оптимальный минеральный состав деминерализованной питьевой воды. Эксперты сделали акцент на возможных неблагоприятных последствиях употребления воды, из которой удалены некоторые вещества, всегда присутствующие в натуральной питьевой воде (2). В конце 70-х годов ВОЗ стала спонсором исследований, которые могли бы дать основополагающую информацию для выпуска руководства по качеству обессоленной воды. Данное исследование проводилось группой ученых из Института общественного здоровья имени А.Н. Сысина и Академией Медицинских Наук СССР под руководством проф. Сидоренко и доктора мед. наук Рахманина. В 1980 году был опубликован итоговый отчет в виде внутреннего рабочего документа (3). Он содержал следующий вывод: «Деминерализованная (дистиллированная) вода имеет не только неудовлетворительные органолептические показатели, но и оказывает неблагоприятное влияние на организм человека и животных». После оценки гигиенических, органолептических свойств и другой информации, ученые дали рекомендации по составу деминерализованной воды:

1) мин. минерализация 100 мг/л; содержание гидрокарбонат-ионов 30 мг/л; кальций 30 мг/л; 2)оптимальный сухой остаток (250-500 мг/л для хлоридно-сульфатных вод и 250-500 мл для гидрокарбонатных вод); 3) максимальный уровень щелочности (6,5 мэкв/л), натрий (200 мг/л), бор (0,5 мг/л) и бромид-ион (0,01 мг/л). Некоторые из рекомендуемых величин рассмотрены в этой главе более подробно.

* - мС/м3 – миллисименс на метр кубический, единица электропроводности

За последние три десятилетия деминерализация получила широкое распространение как метод обеспечения питьевой водой. В мире существует свыше 11 тысяч предприятий, производящих деминерализованную воду; суммарный выпуск готовой продукции - 6 биллионов галлонов деминерализованной воды в день (Контруво). В некоторых регионах, таких как Средневосточная и Западная Азия, этим способом производится более половины всей питьевой воды. Как правило, деминерализованная вода подвергается дальнейшей обработке: в нее добавляют различные соли, например, карбонат кальция или известняк; перемешивают с малыми объемами сильноминерализованной воды для улучшения вкусовых характеристик и уменьшения агрессивности по отношению к распределительным сетям и сантехническому оборудованию. Тем не менее, деминерализованные воды могут сильно различаться по своему составу, например по минимальному содержанию минеральных солей.

Многие разведанные водные ресурсы не соответствуют по составу единому руководству по качеству питьевой воды.

Потенциальная возможность неблагоприятного воздействия деминерализованной воды на здоровье заинтересовала не только те страны, в которых ощущается нехватка питьевой воды, но и те, где популярны домашние системы обработки воды, а также употребляется бутилированная вода. Некоторые природные питьевые воды, в частности, ледниковые, небогаты минеральными веществами (менее 50 мг/л), а в ряде стран в питьевых целях используется дистиллированная питьевая вода. Некоторые марки бутилированной питьевой воды представляют собой деминерализованную воду, обогащенную впоследствии минеральными веществами для придания ей благоприятных вкусовых характеристик. Люди, употребляющие такую воду, могут недополучать минеральные вещества, присутствующие в более высокоминерализованной воде. Следовательно, при расчете уровня потребления минеральных веществ и рисков необходимо анализировать ситуацию не только на уровне общества, но и на уровне семьи, каждого человека в отдельности.

II. Риск для здоровья от употребления деминерализованной или слабоминерализованной воды

Сведения о воздействии деминерализованной воды на состояние организма основаны на экспериментальных данных и наблюдениях. Экспериментыпроводились на лабораторных животных и людях-добровольцах, наблюдения - за большими группами людей, потребляющих деминерализованную воду, а также отдельными людьми, заказывающими воду, обработанную методом обратного осмоса и детьми, для которых детское питание было приготовлено на дистиллированной воде. Поскольку информация, полученная за период проведения этих исследований, ограничена, мы также должны учитывать результаты эпидемиологических исследований, где сравнивался эффект воздействия слабоминерализованной (более мягкой) и сильноминерализованной воды на здоровье. Деминерализованная вода, которая не была впоследствии обогащена минеральными веществами – крайний случай. Она содержит растворенные вещества, такие как кальций и магний, вносящие основной вклад в жесткость, в очень малых количествах.

Возможные последствия потребления воды, бедной минеральными веществами, делятся на следующие категории:

Прямое воздействие на слизистую оболочку кишечника, метаболизм и гомеостаз минеральных веществ, и другие функции организма;

Малое поступление/отсутствие поступления кальция и магния;

Малое поступление других макро- и микроэлементов;

Потери кальция, магния и других макроэлементов в процессе приготовления пищи;

Возможный рост поступления в организм токсичных металлов.

1. Прямое воздействие на слизистую оболочку кишечника, метаболизм и гомеостаз минеральных веществ, и другие функции организма

Дистиллированная и слабоминерализованная вода (общая минерализация < 50 мг/л) может быть неприятной на вкус, однако с течением времени потребитель к этому привыкает. Такая вода плохо утоляет жажду (3). Конечно, эти факты еще не говорят о каком-либо влиянии на здоровье, однако их нужно учитывать, принимая решение о пригодности использования слабоминерализованной воды для нужд питьевого водоснабжения. Низкая способность утолять жажду и неприятный вкус могут повлиять на объемы употребления воды или заставить людей искать новые источники воды, зачастую не лучшего качества.

Виллиамс (4) показал в своем отчете, что дистиллированная вода может вызвать патологические изменения эпителиальных клеток в кишечнике крыс, возможно из-за осмотического шока. Тем не менее, Шуман (5), позднее проводивший 14-дневный опыт с крысами, не получил таких результатов. Гистологические исследования не выявили никаких признаков эрозии, язвы или воспаления пищевода, желудка и тонкой кишки. Наблюдались изменения в секреторной функции животных (повышенная секреция и кислотность желудочного сока) и изменения мышечного тонуса желудка; эти данные приведены в докладе ВОЗ (3), но имеющиеся данные не позволяют однозначно доказать прямое негативное влияние воды с малой минерализацией на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта.

На сегодняшний день доказано, что потребление воды, бедной минеральными веществами, оказывает негативное влияние на механизмы гомеостаза, обмен минеральных веществ и воды в организме: усиливается выделение жидкости (диурез). Это связано с вымыванием внутри- и внеклеточных ионов из биологических жидкостей, их отрицательным балансом. Кроме того, изменяется общее содержание воды в организме и функциональная активность некоторых гормонов, тесно связанных с регуляцией водного обмена. Эксперименты на животных (в основном, крысы), длившиеся около года, помогли установить, что употребление дистиллированной воды, или воды с общей минерализацией до 75 мг/л приводит к:

1) увеличению потребления воды, диуреза, объема внеклеточной жидкости, концентрации натрия и хлорид-иона в сыворотке и их повышенного выделения из организма; приводя в итоге к общему отрицательному балансу, 2) уменьшается число красных кровяных телец, гематокритный индекс; 3) группа ученых под руководством Рахманина, изучая возможное мутагенное и гонадотоксическое действие дистиллированной воды, выяснила, что таким действием дистиллированная вода не обладает.

Однако было отмечено снижение синтеза гормонов трийодтиранина и альдостерона, повышенная секреция кортизола, морфологические изменения в почках, включая выраженную атрофию клубочков и разбухание слоя клеток, выстилающих сосуды изнутри, препятствующее току крови. Недостаточное окостенение скелета было обнаружено у зародышей крыс, родители которых употребляли дистиллированную воду (1-годичный эксперимент). Очевидно, что недостаток минеральных веществ не восполнялся в организме крыс даже за счет питания, когда животные получали свой стандартный рацион с необходимой энергетической ценностью, питательными веществами и солевым составом.

Результаты эксперимента, проведенного учеными ВОЗ на людях-добровольцах, показали сходную картину (3), что позволило обрисовать основной механизм воздействия воды с минерализацией до 100 мг/л на обмен воды и минеральных веществ:

1) повышенные диурез (на 20 % по сравнению с нормой), уровень жидкости в организме, концентрация натрия в сыворотке; 2) пониженная концентрация калия в сыворотке; 3) повышенное выведение ионов натрия, калия, хлоридов, кальция и магния из организма.

Предположительно, вода с низкой минерализацией воздействует на осмотические рецепторы ЖКТ, вызывая усиленное выделение ионов натрия в кишечник и незначительное снижение осмотического давления в системе воротной вены с последующим активным выделением ионов натрия в кровь в качестве ответной реакции. Такие осмотические изменения в плазме крови приводят к перераспределению жидкости в организме. Увеличивается общий объем внеклеточной жидкости, происходит перемещение воды из эритроцитов и тканевой жидкости в плазму, а также распределение ее между внутриклеточной и тканевой жидкостями. Вследствие изменения объема плазмы в кровяном русле активируются рецепторы, чувствительные к объему и давлению. Они препятствуют выделению альдостерона и, как следствие, усиливается выделение натрия. Реакция рецепторов объема в сосудах может привести к снижению выделения антидиуретического гормона и повышенному диурезу. Немецкое Общество Питания пришло к подобным выводам и рекомендовало воздержаться от употребления дистиллированной воды (7). Сообщение было опубликовано в ответе немецкому изданию «Шокирующая Правда о Воде» (8), авторы которого рекомендовали употреблять дистиллированную воду вместо обычной питьевой воды. Общество в своем докладе (7) поясняет, что жидкости человеческого организма всегда содержат электролиты (калий и натрий), концентрация которых находится под контролем самого организма. Всасывание воды эпителием кишечника происходит при участии ионов натрия. Если человек выпивает дистиллированную воду, кишечник вынужден «добавлять» ионы натрия к этой воде, извлекая их из организма. Жидкость никогда не выделяется из организма в виде чистой воды, параллельно человек теряет и электролиты, вот почему необходимо пополнять их запас из пищи и воды.

Неправильное распределение жидкости в организме может повлиять даже на функции жизненно важных органов. Первые сигналы – утомляемость, слабость и головная боль; более серьезные – мышечные судороги и нарушение сердечного ритма.

Дополнительные сведения были собраны при проведении экспериментов с животными, клинических наблюдениях в некоторых странах. У животных, которых поили водой, обогащенной цинком и магнием, наблюдалась гораздо более высокая концентрация этих элементов в сыворотке крови, чем у тех, которые питались обогащенными кормами и пили слабоминерализованную воду. Интересен тот факт, что при обогащении в корма было добавлено существенно больше цинка и магния, чем в воду. Основываясь на результатах экспериментов и клинических наблюдениях пациентов с дефицитом минеральных веществ, больных, получавших внутривенное питание на дистиллированной воде, Роббинс и Слай (9) предположили, что потребление слабоминерализованной воды, было причиной усиленного вывода минералов из организма.

Постоянное употребление слабоминерализованной воды может вызвать описанные выше изменения, однако симптомы могут не проявляться, а могут проявиться и через много лет. Однако, серьезные повреждения, например, т.н. водная интоксикация или бред, могут быть следствием интенсивной физической работы и употребления некоторого количества дистиллированной воды (10). Так называемая водная интоксикация (гипонатриемический шок) может возникнуть не только как следствие потребления дистиллированной воды, но и питьевой воды вообще. Риск такой «интоксикации» возрастает с уменьшением минерализации воды. Серьезные проблемы со здоровьем возникали у альпинистов, употреблявших пищу, приготовленную на талом льду. Такая вода не содержит анионов и катионов, необходимых человеку. У детей, которые употребляют напитки, приготовленные на дистиллированной или слабоминерализованной воде, возникали такие заболевания, как отек мозга, конвульсии и ацидоз (11).

2. Малое поступление/отсутствие поступления кальция и магния

Кальций и магний очень важны для человека. Кальций – важная составляющая костей и зубов. Он является регулятором нервно-мышечной возбудимости, участвует в работе проводящей системы сердца, сокращении сердца и мышц, передаче информации внутри клетки. Кальций – элемент, ответственный за свертываемость крови. Магний является кофактором и активатором более чем 300 ферментативных реакций, включая гликолиз, синтез АТФ, транспорт минералов, таких как натрий, калий и кальций через мембраны, синтез белков и нуклеиновых кислот, нервно-мышечная возбудимость и мышечные сокращения.

Если оценить процентный вклад питьевой воды в общее потребление кальция и магния, станет понятно, что вода не является основным их источником. Тем не менее, значение этого источника минералов трудно переоценить. Даже в развитых странах продукты питания не могут компенсировать дефицит кальция и, особенно, магния, если питьевая вода бедна этими элементами.

Эпидемиологические исследования, проводившиеся в разных странах в течение последних 50 лет, показали, что существует связь между возросшим количеством сердечно-сосудистых заболеваний с последующим летальным исходом и потреблением мягкой воды. При сравнении мягкой воды с жесткой и богатой магнием, закономерность прослеживается очень четко. Обзор исследований сопровождается недавно опубликованными статьями (12-15), итоги подведены в других главах этой монографии (Кальдерон и Краун, Монарка). Последние исследования показали, что потребление мягкой воды, например, бедной кальцием, может привести к повышенному риску переломов у детей (16), нейродегенеративным изменениям (17), преждевременным родам и сниженному весу новорожденных детей (18) и некоторым видам рака (19,20). Кроме возрастания риска внезапной смертности (21-23), с употреблением воды, бедной магнием,связаны случаи нарушения работы сердечной мышцы (24), поздний токсикоз беременных (т.н. преэклампсия) (25), и некоторые виды рака (26-29).

Специфические сведения об изменениях в метаболизме кальция у людей,вынужденных употреблять обессоленную воду (к примеру, дистиллированную, профильтрованную через известняк) с низким содержанием кальция и минерализацией, были получены в советском городе

Шевченко (3, 30, 31). У местного населения наблюдались пониженные активность щелочной фосфатазы и концентрации кальция и фосфора в плазме и выраженная декальцификация костной ткани. Ярче всего изменения были выражены у женщин (особенно беременных) и зависели от длительности проживания в городе Шевченко. Важность достаточного содержания кальция в воде установлена в вышеописанном эксперименте с крысами, получавшими полноценное питание, насыщенное питательными веществами и солями и обессоленную воду, искусственно обогащенную минеральными веществами (400 мг/л) и кальцием (5 мг/л, 25 мг/л, 50 мг/л) (3, 32). У животных, которые пили воду, содержавшую 5 мг/л кальция, было отмечено снижение функций щитовидной железы и ряда других функций организма по сравнению с животными, которым доза кальция была удвоена.

Иногда последствия недостаточного поступления в организм некоторых веществ видны лишь спустя долгие годы, но сердечно-сосудистая система, испытывающая нехватку кальция и магния, реагирует гораздо быстрее. Несколько месяцев употребления воды, бедной кальцием и/или магнием – достаточный срок (33). Показательный пример – население Чехии и Словакии в 2000-2002 годы, когда в системе централизованного водоснабжения стали использовать метод обратного осмоса.

В течение нескольких недель или месяцев было отмечено много претензий, связанных с острой нехваткой магния (и возможно кальция) (34).

Жалобы населения касались сердечно-сосудистых заболеваний, усталости, слабости, мышечных судорог и фактически совпадали с симптомами, перечисленными в сообщении Немецкого Общества Питания (7).

3. Малое поступление других макро- и микроэлементов

Несмотря на то, что питьевая вода, за редким исключением, не является значительным источником важных элементов, вклад ее по некоторым причинам очень важен. Современные технологии приготовления продуктов питания не позволяют большинству людей получать достаточное количество минералов и микроэлементов. В случае острого дефицита какого-либо элемента, даже относительно малое количество его в воде может сыграть значительную защитную роль. Вещества в воде растворены и находятся в виде ионов, что позволяет им значительно легче адсорбироваться в организме человека, чем из продуктов питания, где они связаны в различные соединения.

Опыты на животных также показали важность присутствия в воде микроколичеств некоторых веществ. Например, Кондратюк (35) в отчете показал, что разница в получении микроэлементов приводила к шестикратному различию их концентраций в мышечной ткани животных. Эксперимент проводился в течение 6 месяцев; крысы были поделены на 4 группы и употребляли разную воду: а) водопроводная; б) слабоминерализованная; в) слабоминерализованная, обогащенная йодом, кобальтом, медью, марганцем, молибденом, цинком и фтором в обычных концентрациях; г) слабоминерализованная, обогащенная теми же элементами, но в 10-кратно больших количествах. Кроме того, было обнаружено, что необогащенная деминерализованная вода отрицательно влияет на процессы кроветворения. У животных, получавших необогащенную микроэлементами воду со слабой минерализацией, число красных кровяных клеток было на 19 % ниже, чем у особей, получавших обычную водопроводную воду. Разница в содержании гемоглобина была еще больше при сравнении с животными, получавшими обогащенную воду.

Последние исследования экологической ситуации в России показали, что население, потребляющее воду с малым содержанием минеральных веществ подвержено риску многих заболеваний. Это гипертензия (высокое артериальное давление) и изменения в коронарных сосудах, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, хронический гастрит, зоб, осложнения у беременных, новорожденных и грудных детей, такие как желтуха, анемия, переломы и проблемы роста (36). Тем не менее, не до конца ясно, связаны ли все эти заболевания именно с нехваткой кальция, магния и других важных элементов или с иными факторами.

Лютай (37) провел многочисленные исследования в Усть-Илимской регионе России.

Объектом исследований стали 7658 взрослых людей, 562 ребенка и 1582 беременных женщин и их новорожденных детей; изучались заболеваемость и физическое развитие. Все эти люди делятся на 2 группы: они проживают в 2-х районах, где вода имеет разную минерализацию. В первом из выбранных районов вода характеризуется более низкой минерализацией 134 мг/л, содержание кальция и магния – 18,7 и 4,9 соответственно, гидрокарбонат иона – 86,4 мг/л. Во втором районе – более высокоминерализованная вода 385 мг/л, содержание кальция и магния – 29,5 и 8,3 соответственно, гидрокарбонат иона – 243,7 мг/л. В образцах воды из двух районов было также определено содержание сульфатов, хлоридов, натрия, калия, меди, цинка, марганца и молибдена. Культура питания, качество воздуха, социальные условия и время проживания в данном регионе у жителей двух районов были одинаковыми. Жители района с более низкой минерализацией воды чаще страдали от зоба, гипертензии, ишемической болезни сердца, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, хронического гастрита, холецистита и нефрита. Дети медленнее развивались и страдали некоторыми отклонениями в росте, беременные женщины – отеками и анемией, новорожденные чаще болели.

Более низкий уровень заболеваемости был отмечен там, где содержание кальция в воде составляло 30-90 мг/л, магния – 17-35 мг/л, а общая минерализация – около 400 мг/л (для воды содержащей гидрокарбонаты). Автор пришел к выводу, что такая вода близка к физиологической норме для человека.

4. Потери кальция, магния и других макроэлементов в процессе приготовления пищи

Стало известно, что в процессе приготовления пищи на мягкой воде из продуктов (овощи, мясо, злаки) теряются важные элементы. Потери кальция и магния могут достигать 60 %, других микроэлементов – даже больше (медь-66 %, марганец-70 %, кобальт-86 %). Напротив, во время приготовления пищи на жесткой воде, потери минералов заметно ниже, а содержание кальция в готовом блюде может даже повыситься (38-41).

Хотя большинство питательных веществ поступает с продуктами питания, приготовление пищи на слабоминерализованной воде может заметно снизить общее поступление некоторых элементов. Причем эта нехватка гораздо серьезнее, чем при использовании такой воды только в питьевых целях. Современная диета большинства людей не в состоянии удовлетворить потребностей организма во всех необходимых веществах и, следовательно, любой фактор, способствующий потере минеральных веществ в процессе кулинарной обработки, может сыграть негативную роль.

5. Возможный рост поступления в организм токсичных металлов

Возросший риск поступления токсичных металлов может быть следствием двух причин: 1) более интенсивное выделение металлов из материалов, контактирующих с водой, приводящее к повышенной концентрации металлов в питьевой воде; 2) низкие защитные (антитоксические) свойства воды, бедной кальцием и магнием.

Вода с малой минерализацией нестабильна и как следствие проявляет высокую агрессивность по отношению к материалам, с которыми вступает в контакт. Эта вода легче растворяет металлы и некоторые органические компоненты труб, накопительных танков и емкостей, шлангов и фитингов, не будучи при этом способной образовывать комплексные соединения с токсичными металлами, снижая этим их негативное влияние.

В 1993-1994 гг. в США было зарегистрировано 8 вспышек химических отравлений питьевой водой, среди них – 3 случая отравления грудных детей свинцом. Анализ крови этих детей показал

содержание свинца 15 мкг/100 мл, 37 мкг/100 мл и 42 мкг/100 мл при том, что 10 мкг/100 мл – уже небезопасный уровень. Во всех трех случаях свинец попал в воду из медных труб и спаянных свинцом швов накопительных танков. Во всех трех системах водоснабжения использовалась вода с малой минерализацией, что привело к более активному выделению токсичных материалов (42). Первые полученные пробы воды из водопроводных кранов показали содержание свинца 495 и 1050 мкг/л свинца; соответственно у детей, которые пили эту воду, в крови было обнаружено самое высокое содержание свинца. В семье ребенка, который получил меньшую дозу, концентрация свинца в водопроводной воде составляла 66 мкг/л (43).

Кальций и, в меньшей степени, магний в воде и продуктах питания являются защитными факторами, которые нивелируют воздействие токсичных элементов. Они могут предотвратить абсорбцию некоторых токсичных элементов (свинец, кадмий) из кишечника в кровь как путем прямой реакции связывания токсинов в нерастворимые комплексы, так и за счет конкуренции при всасывании (44-50). Невзирая на то, что этот эффект ограничен, его нужно всегда учитывать. Население, употребляющее воду, бедную минеральными веществами, всегда больше подвержено риску воздействия токсичных веществ, чем то, которое пьет воду средней жесткости и минерализации.

6. Возможное бактериальное загрязнение воды с малой минерализацией

В целом вода склонна к бактериальному загрязнению при отсутствии следовых количеств дезинфектанта как в самом источнике, так и вследствие повторного микробного роста в распределительной системе уже после обработки. Повторный рост может также начаться в деминерализованной воде.

Бактериальному росту в распределительной системе может способствовать изначально высокая температура воды, повышение температуры по причине жаркого климата, отсутствие дезинфектанта и, возможно, бóльшая доступность некоторых питательных веществ (агрессивная по своей природе вода легко разъедает материалы, из которых сделаны трубы).

Несмотря на то, что неповрежденная мембрана очистки воды должна в идеале удалять все бактерии, но она может и не быть абсолютно эффективной (из-за течей). Свидетельство – вспышка брюшного тифа в Саудовской Аравии в 1992 г. вызванная водой прошедшей обработку в системе обратного осмоса (51). В наше время фактически вся вода перед попаданием к потребителю проходит дезинфекцию. Повторный рост непатогенных микроорганизмов в воде обработанной с помощью различных домашних систем очистки описан в работах групп Гельдрейха (52), Пэймента (53, 54) и многих других. Чешский Национальный институт Общественного Здоровья в Праге (34) протестировал ряд изделий, предназначенных для контакта с питьевой водой и обнаружил, что емкости под давлением для обратного осмоса предрасположены к повторному росту бактерий: внутри танка находится резиновая груша, которая является благоприятной для бактерий средой.

III. Оптимальный минеральный состав деминерализованной питьевой воды

Коррозионные свойства и потенциальная опасность деминерализованной воды для здоровья, распространение и употребление воды с малой минерализацией привело к созданию рекомендаций по минимальным и оптимальным концентрациям минералов впитьевой воде. Дополнительно в некоторых странах разработаны обязательные нормы, включенные в соответствующую законодательную или техническую документацию по качеству питьевой воды. Органолептические свойства и способность воды утолять жажду были также учтены в рекомендациях. Например, исследования, в которых принимали участие добровольцы, показали, что оптимальной можно считать температуру водыот 15 до 35 °С. Вода с температурой ниже 15 °С или выше 35 °С употреблялась испытуемыми в меньших объемах. Вода с содержанием растворенных солей 25-50 мг/л была признана безвкусной (3).

1. ОтчетВОЗ 1980 года

Употребление питьевой воды с низкой минерализацией способствует вымыванию солей из организма. Изменения водно-солевого баланса в организме были отмечены не только при употреблении деминерализованной воды, но и воды с минерализацией от 50 до 75 мг/л. Поэтому группа исследователей ВОЗ, которая подготовила отчет за 1980 г. (3), рекомендует употреблять в питьевых целях воду с минерализацией не менее 100 мг/л. Также учеными сделан вывод: оптимальная минерализация составляет 200-400 мг/л для хлоридно-сульфатных вод и 250-500 мг/л для гидрокарбонатных вод (1980 г., ВОЗ). Рекомендации основаны на экспериментальных данных, участие в которых принимали крысы, собаки и люди-добровольцы. Были отобраны пробы: из водопроводной сети г. Москвы, деминерализованной воды с минерализацией около 10 мг/л и образцов, подготовленных в лаборатории (минерализация 50, 100, 250, 300, 500, 750, 1000 и 1500 мг/л) с использованием следующих ионов: Cl- (40 %), HCO3 - (32 %), SO4 2- (28 %), Na+ (50 %), Ca2+ (38 %), Mg2+ (12 %).

Были изучены многие показатели: динамика массы тела, основной метаболизм и метаболизм азота, ферментная активность, вводно-солевой обмен и его регуляторная функция, содержание минеральных веществ в тканях и жидкостях организма, гематокритное число и активность антидиуретического гормона. При оптимальном содержании минеральных солей негативные изменения не были отмечены ни у крыс, ни у собак, ни у людей, такая вода, имеет высокие органолептические показатели, хорошо удаляет жажду, ее коррозионная активность невысока.

Кроме выводов об оптимальной минерализации воды отчет (3) дополнен рекомендациями по содержанию кальция (не менее 30 мг/л). Этому есть объяснение: при меньших концентрациях кальция изменяется обмен кальция и фосфора в организме и наблюдается пониженное содержание минералов в костной ткани. Также, когда концентрация кальция в воде достигает 30 мг/л, ее коррозионная активность снижается и вода становится более стабильной (3). В отчете (3) также есть указания по концентрации гидрокарбонат-иона в 30 мг/л для достижения приемлемых органолептических характеристик, снижения коррозионной активности и достижения равновесия с ионом кальция.

Современные исследования дали дополнительную информацию о минимальном и оптимальном уровнях содержания минералов, которые должны присутствовать в деминерализованной воде. Например, влияние воды с различной жесткостью на состояние здоровья женщин в возрасте от 20 до 49 лет было предметом 2-х серий эпидемиологических исследований (460 и 511 женщин) в 4 городах Южной Сибири (55,56). Вода в городе А содержит самое малое количество кальция и магния (3,0 мг/л кальция и 2,4 мг/л магния). Вода в городе Б насыщена солями немного больше (18,0 мг/л кальция и 5,0 мг/л магния). Самая высокая насыщенность воды солями наблюдалась в городах В (22,0 мг/л кальция и 11,3 мг/л магния) и Г (45,0 мг/л кальция и 26,2 мг/л магния). У жительниц городов А и Б по сравнению с женщинами из В и Г чаще наблюдались изменения сердечно-сосудистой системы (по результатам ЭКГ), высокое артериальное давление, соматические дисфункции, головная боль и головокружение, остеопороз (рентгеновская абсорбциометрия).

Эти результаты подтверждают предположение о том, что содержание магния в питьевой воде должно составлять не менее 10 мг/л, кальция – 20 мг/л, а не 30 мг/л, как указано в отчете ВОЗ за 1980 г.

Основываясь на доступных данных, исследователи рекомендовали следующие концентрации кальция, магния и величину жесткости питьевой воды:

Для магния: минимум 10 мг/л (33,56), оптимальное содержание 20-30 мг/л (49, 57);

Для кальция: минимум 20 мг/л (56), оптимальное содержание около 50 (40-80) мг/л (57, 58);

Общая жесткость воды, суммарное содержание солей кальция и магния 2-4 ммоль/л (37, 50, 59, 60).

При соответствии состава питьевой воды этим рекомендациям негативных изменений в состоянии здоровья не наблюдалось или почти не наблюдалось. Максимальное защитное действие или позитивное влияние отмечено у питьевой воды с предположительно оптимальными концентрациями минеральных веществ. Наблюдения за состоянием сердечно-сосудистой системы позволили определить оптимальные уровни содержания магния в питьевой воде, изменения в метаболизме кальция и процессах окостенения стали основой для рекомендаций по содержанию кальция.

Верхний предел оптимального интервала жесткости был определен исходя из того, что при употреблении воды жесткостью свыше 5 ммоль/л возникает риск образования камней в желчном пузыре, почках, мочевом пузыре, а также артрозов и артропатии у населения.

В работе над определением оптимальных концентраций прогнозы строились на долговременном употреблении воды. При кратковременном употреблении воды для разработки терапевтических рекомендаций необходимо рассматривать более высокие концентрации.

IV. Руководства и директивы по кальцию, магнию и жесткости питьевой воды

Во втором издании Руководства по качеству питьевой воды (61) ВОЗ оценивает кальций и магний с точки зрения жесткости воды, но не дает отдельных рекомендаций по минимальному или максимальному содержанию кальция, магния, величине жесткости. Первая Европейская Директива (62) установила требования к минимальной жесткости для умягченной и обессоленной воды (не менее 60 мг/л кальция или эквивалентного катиона). Это требование стало обязательным в соответствии с национальным законодательством всех стран-членов ЕС, однако в декабре 2003 г. истек срок действия данной директивы, и она была заменена на новую (63). Новая Директива не включает требований к содержанию кальция, магния и величине жесткости.

С другой стороны, ничто не препятствует введению таких требований в национальное законодательство стран-членов. Только некоторые страны, вступившие в ЕС (например, Нидерланды) установили требования к содержанию кальция, магния и жесткости воды на уровне обязательных государственных норм.

Некоторые члены ЕС (Австрия, Германия) включили эти показатели в техническую документацию в качестве необязательных норм (методики снижения коррозионной активности воды).Все четыре европейские страны, вошедшие в ЕС в мае 2004 г., включили эти требования в соответствующие нормативные документы, однако строгость этих требований различна:

Чехия (2004): для умягченной воды: не менее 30 мг/л кальция и не менее 1- мг/л магния; требования Руководства: 40-80 мг/л кальция и 20-30 мг/л магния (жесткость как

Σ Ca + Mg = 2,0-3,5 ммоль/л);

Венгрия (2001): жесткость 50-350 мг/л (по CaO); минимальная требуемая концентрация для бутилированной воды, новых источников воды, умягченной и обессоленной воды 50 мг/л;

Польша (2000): жесткость 60-500 (по CaCO3);

Словакия (2002): требования по кальцию совпадают с указанными в Руководстве

> 30 мг/л, по магнию 10-30 мг/л.

Российский стандарт по среде обитания в пилотируемых космических кораблях – общие медицинские и технические требования (64) - определяет требования к соотношению минералов в питьевой воде, прошедшей повторную обработку. Среди прочих требований указывается минерализация в пределах от 100 до 1000 мг/л; минимальные уровни фтора, кальция и магния устанавливаются специальной комиссией каждого космофлота отдельно. Акцент сделан на проблеме обогащения повторно используемой воды концентратом минеральных веществ для придания ей физиологической ценности (65).

V.Выводы

Питьевая вода должна содержать хотя бы минимальные количества важнейших минералов (и некоторых других компонентов, например, карбонатов). К сожалению, в последние два десятилетия исследователи почти не уделяли внимания благоприятному влиянию воды и ее защитным свойствам, так как были поглощены проблемой токсичных веществ-загрязнителей. Тем не менее, были предприняты попытки определения минимального содержания важных минеральных веществ или минерализации питьевой воды, а некоторые страны включили в свое законодательство требования Руководства по отдельным компонентам.

Данный вопрос актуален не только для деминерализованной питьевой воды, которая не была обогащена комплексом минеральных веществ, но и для воды, в которой содержание минеральных веществ снижено вследствие домашней или централизованной обработки, а также для слабоминерализованной бутилированной воды.

Питьевая вода, полученная с помощью деминерализации, обогащается минеральными веществами, однако это не касается воды, обработанной в домашних условиях. Даже после стабилизации минерального состава вода может не оказывать благоприятного воздействия на здоровье. Обычно воду обогащают минеральными веществами, пропуская через известняк или другие карбонат-содержащие минералы. Вода при этом насыщается в основном кальцием, а дефицит магния и других микроэлементов, например, фтора и калия ничем не восполняется. Кроме того, количество вносимого кальция регулируется скорее техническими (снижение агрессивности воды), нежели гигиеническими соображениями. Возможно, ни один из способов искусственного обогащения воды минеральными веществами не является оптимальным, поскольку насыщения всеми важными минеральными веществами не происходит. Как правило, методики стабилизации минерального состава воды разрабатываются с целью снижения коррозионной активности деминерализованной воды.

Необогащенная деминерализованная вода или вода с низким содержанием минеральных веществ – в свете нехватки или отсутствия в ней важных минеральных веществ – далеко не идеальный продукт, следовательно, ее регулярное потребление не дает адекватного вклада в общее потребление некоторых значимых нутриентов. В этой главе обосновано данное утверждение. Подтверждение экспериментальных данных и открытий, полученных на людях-добровольцах при исследовании сильно деминерализованной воды можно найти в более ранних документах, не всегда соответствующих современным методологическим требованиям. Однако не стоит пренебрегать данными этих исследований: некоторые из них уникальны. Ранние исследования, как опыты на животных, так и клинические наблюдения влияния деминерализованной воды на здоровье, дали сопоставимые результаты. Это подтверждается современными исследованиями.

Собрано достаточно данных для того, чтобы подтвердить: дефицит кальция и магния в воде не проходит без последствий. Есть доказательства, что более высокое содержание магния в воде приводит к снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний и внезапной смерти. Эта связь была описана во многих работах независимо друг от друга. При этом исследования были построены различным образом и касались различных регионов, населения и периодов времени. Последовательные результаты были получены при вскрытии, клинических наблюдениях и опытах с животными.

Биологическое правдоподобие защитного действия магния не вызывает сомнений, однако специфичность менее очевидна из-за разнообразной этиологии сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме повышенного риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний, низкое содержание магния в воде связано с возможными заболеваниями двигательных нервов, осложнениями беременности (т.н. преэклампсия), внезапная смерть маленьких детей и некоторые виды рака. Современные исследователи предлагают версию, что употребление мягкой воды с низким содержанием кальция может приводить к переломам у детей, нейродегенеративным изменениям, преждевременным родам, низкой массе тела новорожденных и некоторым видам рака. Нельзя исключать роль водного кальция в развитии сердечно-сосудистых заболеваний.

Международные и национальные организации, ответственные за качество питьевой воды, должны рассматривать руководство по обработке деминерализованной воды, обязательно определяя минимальные значения важных показателей, включая кальций, магний и минерализацию. При необходимости полномочные организации обязаны поддерживать и продвигать целевые исследования в этой области для улучшения состояния здоровья населения. Если руководство по качеству разрабатывается по отдельным веществам, обязательным в деминерализованной воде, полномочные организации должны быть уверены, что документ применим для потребителей домашних систем очистки воды и бутилированной воды.

14. Фтор

Майкл А. Леннон

Школа клинической стоматологии

Университета Шэффилда, Объединенное Королевство

Хелен Уэлтон

Дэннис О"Муллан

Исследовательский центр проблем полости рта

Колледж Университета, Корк, Республика Ирландия

Жан Экстранд

Каролинский Институт

Стокгольм, Швеция

I. Введение

Фтор оказывает как позитивное так и негативное влияние на здоровье человека. С точки зрения здоровья полости рта, частота стоматологических заболеваний обратно пропорциональна концентрации фтора в питьевой воде; существует также связь между концентрацией фтора в воде и флюорозом (1). С точки зрения здоровья вообще в регионах, где концентрации фтора высоки и в воде и в пищевых продуктах, случаи скелетного флюороза и переломы костей – распространенное явление. Тем не менее, есть и другие источники фтора. Обессоливание и обработка воды с помощью мембран и анионообменных смол удаляют из воды практически весь фтор. Использование такой воды в питьевых целях, значение для здоровья общества сильно зависит от конкретных обстоятельств. Основное задача – усилить положительный эффект присутствия фтора в питьевой воде (защита от кариеса), при этом снизив до минимума нежелательные проблемы полости рта и здоровья в целом.

Этиология заболеваний полости рта включает взаимодействие бактерий и простых сахаров (например, сахароза) на поверхности зуба. В отсутствии таких сахаров в продуктах питания и напитках кариес перестанет быть значимой проблемой. Однако проблема будет существовать при высоком потреблении сахара до тех пор, пока не будет сделан верный ход в ее решении. Удаление фтора из питьевой воды может потенциально обострить существующую или развивающуюся проблему заболеваний полости рта.

II. Поступление фтора в организм человека

Фтор достаточно широко распространен в литосфере; часто встречается в виде плавикового шпата, фторапатита и криолита и занимает 13-е место по распространенности на земном шаре. Фтор присутствует в морской воде в концентрации 1,2-1,4 мг/л, в грунтовых водах – до 67 мг/л и в поверхностных водах – 0,1 мг/л (2). Также фтор обнаружен в продуктах питания, в частности, в рыбе и чае (3).

В то время, как большинство пищевых продуктов содержит следы фтора, вода и немолочные напитки являются основными источниками поглощаемого фтора, обеспечивая от 66 до 80 % поступления у взрослых жителей США в зависимости от содержания фтора в питьевой воде.

Дополнительными источниками фтора являются зубная паста (особенно это касается маленьких детей, которые заглатывают большую часть пасты), чай – в тех регионах, где чаепитие является устоявшейся традицией, уголь (при вдыхании) в некоторых регионах Китая, где дома топят углем с очень высоким содержанием фтора. Абсорбция заглатываемого фтора происходит в желудке и тонком кишечнике (3).

По большей части фтор, изначально содержащийся в воде или добавленный, содержится там в виде свободного фторид-иона (3). Жесткость воды 0-500 мг/л (в пересчете на СаСО3) влияет на ионную диссоциацию, что в свою очередь незначительно изменяет биодоступность фтора (4). Абсорбция обычной дозы фтора меняется от 100 % (на пустой желудок) до 60 % (завтрак, богатый кальцием).

III. Влияние фтора, поступающего с продуктами питания и напитками на состояние полости рта

Влияние фтора, естественно присутствующего в питьевой воде, на состояние полости рта рассматривалось в 30-40-е годы Трендли Дином и его коллегами из службы Общественного здоровья США. Был проведен ряд исследований на всей территории США; исследования показали, что при росте содержания естественного фтора в воде повышалась вероятность заболеваний флюорозом и понижалась – кариесом (5). Кроме того, на основе полученных Дином результатов можно было предположить, что при концентрации 1 мг/л частота, серьезность и косметический эффект флюороза не являются социально значимой проблемой, а сопротивляемость кариесу возрастает существенно.

При анализе этих фактов возникает закономерный вопрос: позволит ли искусственное фторирование питьевой воды повторить эффект? Первое исследование на эту тему проводилось в Гранд Рапидс под руководством USPHS в 1945 г. Результаты, полученные за 6 лет фторирования воды, были опубликованы в 1953 г. Дополнительные исследования были проведены в 1945-46 гг. в Иллинойсе (США) и Онтарио (Канада).

Также этой проблемой занимались ученые в Нидерландах (1953), Новой Зеландии (1954), Объединенном Королевстве (1955-1956) и Восточной Германии (1959). Результаты оказались сходными: было отмечено снижение числа случаев заболеваний кариесом (5). После опубликования результатов фторирование воды стало распространенной мерой укрепления здоровья на общественном уровне. Сведения о некоторых странах, вовлеченных в проект и численности их населения, употребляющего искусственно обогащенную фтором воду, приведены в таблице 1. Оптимальная концентрация фтора, в зависимости от климатических условий, составляет 0,5-1,0 мг/л. Приблизительно 355 млн. человек во всем мире пьют искусственно фторированную воду. Дополнительно около 50 млн. человек употребляют воду, содержащую натуральный фтор в концентрации около

1 мг/л. В таблице 2 перечислены страны, где население численностью 1 млн. человек или более употребляет воду, богатую естественным фтором (содержание 1 мг/л). В некоторых странах, в частности в отдельных районах Индии, Африки и Китая вода может содержать естественный фтор в довольно высоких концентрациях, выше 1,5 мг/л, нормы, установленной Руководством по качеству питьевой воды ВОЗ.

Многие страны, которые ввели искусственное обогащение воды фтором, продолжают следить за частотой возникновения кариеса и флюорозов, используя поперечную случайную выборку детей от 5 до 15 лет. Замечательным примером мониторинга может служить недавно опубликованный отчет о состоянии полости рта у детей в Ирландии (в основном фторированная вода) и севера Ирландии (нефторированная) (7). (см. таблицу 3).

IV. Употребляемый фтор и здоровье

Влияние поглощаемого фтора на здоровье рассматривалось Мултоном в 1942 г., что предшествовало исследованию, проведенному Гранд Рапидс; с тех пор проблемой постоянно занимается ряд организаций и отдельных ученых.Позднее IPCS (3) провела детальный обзор по фтору и его влиянию на здоровье. Исследования и обзоры были сконцентрированы на переломах костей, флюорозах скелета, онкологических заболеваниях и отклонениях у новорожденных, однако затрагивали и другие отклонения, возможно вызванные или усугубленные фторированием (1, 9, 10, 11, 12, 13, 14). Никаких подтверждений и неблагоприятных эффектов при употреблении воды, содержащей естественный или добавленный фтор в концентрациях

0,5 – 1 мг/л обнаружено не было, кроме случаев флюорозов полости рта, описанных выше. Кроме того, исследования в тех районах США, где содержание естественного фтора достигает 8 мг/л, не показали каких-либо неблагоприятных последствий употребления такой воды. При этом есть данные из Индии и Китая, где повышенный риск переломов костей является результатом долгосрочного употребления большого количества фтора (суммарное поступление 14 мг/день) и предположение, что риск переломов возникает уже при поступлении свыше 6 мг/день (3).

Институт медицины Национальной Академии наук США (15) дает рекомендуемую суммарную дозу употребления фтора (из всех источников) 0,05 мг/кг массы тела человека, аргументируя это тем, что прием такого количества фтора максимально снижает риск заболеваний кариесом у населения, при этом не провоцируя побочных отрицательных эффектов (например, флюороз). Агентство по защите окружающей среды США (EPA) максимально допустимой концентрацией (не вызывающей скелетных флюорозов) считает 4 мг/л, а величину 2 мг/л -не вызывающей флюорозов полости рта. Руководство по качеству питьевой воды ВОЗ рекомендует 1,5 мг/л (16). ВОЗ подчеркивает, что при разработке национальных стандартов нужно учитывать климатические условия, объем потребления, поступление фтора из других источников (вода, воздух). ВОЗ (16) отмечает, что в регионах с естественно высоким содержанием фтора трудно достигнуть соответствия потребляемого населением количества рекомендуемой величине

Фтор не является элементом, связанным в костных тканях необратимо. В период роста скелета относительно большая часть фтора, поступающего в организм, накапливается в костной ткани. «Баланс» фтора в организме, т.е. разница между поступающим и выделяющимся количеством может быть положительным или отрицательным. При поступлении фтора из материнского и коровьего молока содержание его в биологических жидкостях очень низкое (0,005 мг/л), а выделение с мочой превышает поступление в организм, при этом наблюдается отрицательный баланс. Фтор попадает в организм грудных детей в очень малых количествах, поэтому из костной ткани он выделяется во внеклеточные жидкости и покидает организм с мочой, что приводит к отрицательному балансу. Ситуация со взрослым населением противоположна – около 50 % фтора, поступающего в организм, депонируется в костной ткани, оставшееся количество покидает организм через систему выделения. Так, фтор может выделяться из костной ткани медленно, но на протяжении длительного периода. Такое соотношение возможно благодаря тому, что кость не является застывшей структурой, а формируется постоянно из питательных веществ, поступающих в организм (17,18).

V. Значение обессоливания

Обессоливание удаляет фактически весь фтор из морской воды, поэтому если воду на выходе не подвергнуть реминерализации, она будет содержать явно недостаточное количество фтора и других минералов. Многие натуральные питьевые воды изначально бедны минеральными веществами, в том числе фтором. Значение этого факта для здоровья общества определяется балансом пользы и риска.

При сравнении жителей разных континентов и внутри континента видна существенная разница заболеваемости. ВОЗ рекомендовала ввести индекс DMFT, который определяется у детей 12-летнего возраста (сюда включено количество пораженных, отсутствующих и залеченных зубов) в качестве наиболее подходящего индикатора; в базе данных ВОЗ по состоянию полости рта имеется расширенная информация (19). Этиология кариеса включает фактор взаимодействия бактерий и простых сахаров (например, сахарозы), поступающих с продуктами питания. При отсутствии сахара в напитках и продуктах питания эта проблема стала бы незначительной. При данных обстоятельствах задачей здравоохранения является предотвращение вредного воздействия избыточных концентраций фтора в воде.

Тем не менее, когда риск заболеваний кариесом высок, эффект удаления фтора из централизованной системы питьевого водоснабжения будет комплексным. В Скандинавских странах, где гигиена полости рта находится на высоком уровне и широко используются альтернативные источники фтора (например, зубная паста), практика безвозвратного удаления фтора из питьевой воды может не иметь особых последствий. С другой стороны, в некоторых развивающихся странах, где гигиена полости рта находится на достаточно низком уровне, фторирование воды в количестве 0,5-1 мг/л остается важной задачей общественного значения. Есть также страны, где наблюдается смешанная ситуация. В частности, на юге Англии заболеваемость находится под контролем и без искусственного фторирования воды; в других регионах, на северо-западе Англии, уровень заболеваемости выше и фторирование воды является важной мерой.

VI. Выводы

Значение использования деминерализованной воды, необогащенной впоследствии фтором, зависит от:

Концентрации фтора в питьевой воде конкретного источника;

Климатических условий и объема потребляемой воды;

Риска заболеваний кариесом (например, употребление сахара);

Уровня знаний о проблемах полости рта в обществе и доступности альтернативных источников фтора для населения конкретного региона.

Тем не менее, необходимо решить вопрос общего поступления из других источникови установления разумной нижней границы употребления фтора для предотвращения его потери костной тканью.

1. М . МакДонах, П. Уайтинг, М. Брэдли, А.Саттон, И. Честнут, К. Миссо, П. Уилсон, Е. Трэжер, Дж. Клейнен. Систематический обзор фторирования воды в централизованных системах водоснабжения. Йорк: Университет Йорка, Центр обзора и распространения информации, 2000.

2. Ф.А. Смит, Дж. Экстранд. Происхождение и химия фтора. Опубликовано в: О. Фейрсков, Дж. Экстранд, Б.А. Бурт и др. Фтор в стоматологии, 2-е издание. Копенгаген: Munksgaard, 1996: 20-21.

3. IPCS. Экологические критерии здоровья: фтор. Женева: ВОЗ, 2002.

4. П. Джексон, П. Харви, В. Янг. Химия и биодоступность фтора в питьевой воде. Марлоу, Букингемшир: WRc-NSF, 2002.

5. Дж.Дж. Мюррей, А.Дж. Рагг-Ган, Дж.Н. Дженкинс. Фтор в профилактике кариеса. 3-е издание, Оксфорд: Райт, 1991: 7-37.

6. Экспертный комитет ВОЗ по здоровью и использованию фтора. Фтор и здоровье полости рта. Серия технических отчетов ВОЗ № 846. Женева: ВОЗ, 1994.

7. Х. Вэлтон, Е. Кроули, Д. О"Муллан, М. Кронин, В. Келлехер. Здоровье полости рта у детей в Ирландии: предварительные результаты. Дублин: Ирландский Государственный Департамент здоровья детей, 2003.

8. Ф. Мултон. Фтор и здоровье полости рта. Вашингтон ДС: Американская Ассоциация научных достижений, 1942.

9. Л . Демос, Х Казда, Ф. Циккутини, М. Синклер, С. Фэйрили. Фторирование воды, остеопороз, переломы – последние открытия. Австрийский стоматологический журнал 2001; 46: 80-87.

10. под ред. Ф. Фоттрелла. Ирландский форум по фторированию. Дублин, 2002.

11. Е.Г. Кнокс. Фторирование воды и рак: обзор эпидемиологического подтверждения. Лондон: HMSO, 1985.

12. Медицинский исследовательский совет.Отчет рабочей группы: фторирование воды и здоровье. Лондон, MRC, 2002.

13. Комитет токсикологии Национального исследовательского советаНациональной Академии Наук. Вашингтон ДС: национальное академическое издательство, 1993.

14. Королевский медицинский колледж. Фтор и здоровье зубов. Лондон: Pitman Medical, 1976.

15. Институт медицины. Справочные данные поступления кальция, фосфора, магния, витамина D и фтора в организм. Вашингтон ДС: национальное академическое издательство, 1997.

16. ВОЗ, Руководство по качеству питьевой воды. Том 1, Рекомендации. 2-е издание. Женева: ВОЗ, 1993.

17. Дж. Экстранд. Метаболизм фтора. Опубликовано в: О. Фейрсков, Дж. Экстранд, Б.А. Бурт и др. Фтор в стоматологии, 2-е издание. Копенгаген, Munksgaard, 1996: 55-68.

18. Дж. Экстранд, Е.Е. Зиглер, С.Е. Нельсон, С.Дж. Фомон. Абсорбция и накопление фтора из питания и дополнительного прикорма организмом грудного ребенка. Достижения стоматологических исследований 1994; 8: 175-180.

19. База данных ВОЗ по здоровью полости рта. В Интернете: http://www.whocollab.od.mah.se/countriesalphab.html

Таблица 1. Страны, в которых применяется фторирование воды с населением 1 млн. и выше

Cсылки

1. П. Садгир, А. Ваманрао. Вода в ведической литературе. Протоколы 3-й международной конференции Водной Исторической Ассоциации (http:/www.iwha.net/a_abstract.htm), Александрия, 2003

2. Отчет рабочей группы (Брюссель, 20-23 марта 1978). Влияние очистки воды от веществ, присутствующих в природной воде, особенности деминерализованной и обессоленной воды. Евро Отчеты и Исследования 16. Копенгаген, ВОЗ, 1979.

3. Руководство по гигиеническим аспектам обессоливания воды. ETS/80.4. Женева, ВОЗ, 1980.

4. А.У. Вильямс. Исследования посредством электронного микроскопа адсорбции воды в тонком кишечнике. Gut 1964; 4: 1-7.

5. К. Шуман, Б. Эльсенханс, Ф. Рейчл и др. Вызывает ли употребление сильноочищенной воды повреждение ЖКТ у крыс? Vet Hum Toxicol 1993; 35: 28-31.

6. Ю.А. Рахманин, Р.И. Михайлова, А.В. Филлипова и др. Некоторые аспекты биологического влияния дистиллированной воды (на русском). Гигиена и санитария 1989; 3: 92-93.

7. Немецкое общество питания. Пить ли дистиллированную воду? (на немецком). Медицинская фармакология, 1993; 16: 146.

8. П.С. Брэгг. Р. Брэгг. Шокирующая правда о воде. 27-е издание, Санта-Барбара, Калифорния, Наука о Здоровье, 1993.

9. Д.Дж. Роббинс, М.Р. Слай. Цинк в сыворотке крови и деминерализованная вода. Американский журнал клинической нутрициологии1981; 34: 962-963.

10. Б. Баснаят, Дж. Слэггс, М. Сьюзерс Спрингер: последствия чрезмерного употребления воды. Уайлдернесс Эколоджикал Медсин 2000; 11: 69-70.

11. Приступы гипонатриемии у детей, употребляющих бутилированную питьевую воду

12. М .-П. Савант, Д. Пепин. Питьевая вода и сердечно-сосудистые заболевания. Пищевая и химическая токсикология 2002; 40: 1311-1325.

13. Ф. Донато, С. Монарка, С. Преми, У. Гелатти. Жесткость питьевой воды и хронические дегенеративные изменения. Часть III. Опухоли, мочекаменная болезнь, пороки внутриутробного развития, ухудшение функции памяти у пожилых людей и атоническая экзема (на итальянском). Ежегодный гигиенический журнал – профилактическая медицина в обществе 2003; 15: 57-70.

14. С. Монарка, И. Дзербини, Ц. Симонатти, У. Гелатти. Жесткость питьевой воды и хронические дегенеративные изменения. Часть II. Сердечно-сосудистые заболевания (на итальянском). Ежегодный гигиенический журнал – профилактическая медицина в обществе 2003; 15: 41-56.

15. Дж. Нарди, Ф. Донато, С. Монарка, У. Гелатти. Жесткость питьевой воды и хронические дегенеративные изменения. Часть I. Анализ эпидемиологических исследований (на итальянском).

Ежегодный гигиенический журнал – профилактическая медицина в обществе 2003; 15: 35-40.

16. С. Верд Валлеспир, Дж.Санчес Домингос, М. Квинталь Гонсалес и др. Связь между содержанием кальция в питьевой воде и переломами у детей (на испанском). Педиатрия в Испании 1992; 37: 461-465.

17. Х. Джескмин, Д. Комменгес, Л. Летенневр и др. Компоненты питьевой воды и ухудшение функции памяти у пожилых людей. Американский эпидемиологический журнал 1994; 139: 48-57.

18. Си.Уай. Янг, Х.Ф. Чиу, Ц. Чанг и др. Связь между очень низким весом новорожденных и содержанием кальция в питьевой воде. Исследования окружающей среды 2002; Секция А, 89:189-194.

19. Си. Уай. Янг, Х.Ф. Чиу, Дж.Ф. Чиу и др. Кальций и магний в питьевой воде и риск смертности от рака прямой кишки. Японский журнал исследования рака 1997; 88: 928-933.

20. Си.Уай. Янг, М.Ф. Ченг, С.С. Цай и др. Кальций, магний и нитраты в питьевой воде и смертность от рака желудка. Японский журнал исследования рака 1998; 89: 124-130.

21. М .Дж. Эйсенберг. Дефицит магния и внезапная смерть. Американский кардиологический журнал 1992; 124: 544-549.

22. Д. Бернарди, Ф.Л. Дини, А. Аззарелли и др. Уровень внезапной смертности по причине заболеваний сердца в регионах с частыми заболеваниями коронарных сосудов и малой жесткостью питьевой воды. Ангиология 1995; 46: 145-149.

23. П. Гарзон, М.Дж. Эйсенберг. Различие в минеральном составе бутилированных питьевых вод промышленного производства: шаг к здоровью или болезни. Американский медицинский журнал 1998; 105: 125-130.

24. О. Ивами, Т. Ватанабе, Ц.С. Мун и др. Нейромоторные заболевания в Кии Пенинсула в Японии: избыточное потребление марганца в сочетании с недостатком магния в питьевой воде как фактор риска. Общий научный журнал об окружающей среде 1994; 149: 121-135.

25. З. Меллес,С.А. Кисс. Влияние содержания магния в питьевой воде и магниевой терапиив случае обессоленной воды. Magnes Res 1992; 5: 277-279.

26. Си.Уай. Янг, Х.Ф. Чиу, М.Ф. Ченг и др. Смертность от рака желудка и уровни жесткости питьевой воды в Тайване. Исследование окружающей среды 1999; 81: 302-308.

27. Си.Уай. Янг, Х.Ф. Чиу, М.Ф. Ченг и др. Смертность от рака поджелудочной железы и уровни жесткости питьевой воды в Тайване. Журнал токсикология, здоровье, окружающая среда 1999; 56: 361-369.

28. Си.Уай. Янг, С.С. Цай, Т.Си. Лай и др. Смертность от рака прямой кишки и уровни жесткости питьевой воды в Тайване. Исследование окружающей среды 1999; 80: 311-316.

29. Си.Уай. Янг, Х.Ф. Чиу, М.Ф. Ченг и др.Кальций и магний в питьевой воде и риск смертности от рака груди. Журнал токсикология, здоровье, окружающая среда 2000; 60: 231-241.

30. Ю.Н. Прибытков. Статус фосфорно-кальциевого обмена (оборота) у жителей города Шевченко, использующих обессоленную питьевую воду (на русском). Гигиена и санитария 1972; 1:103-105.

31. Ю.А. Рахманин, Т.Д. Личникова, Р.И. Михайлова. Гигиена воды и общественная защита водных ресурсов (на русском). Москва: Академия медицинских наук, СССР, 1973: 44-51.

32. Ю.А. Рахманин, Т.И. Бонашевская, А.П. Лестровой. Гигиенические аспекты охраны окружающей среды (на русском). Москва: Академия медицинских наук, СССР, 1976 (fasc 3),68-71.

33. Е. Рубенович, И. Молин, Дж. Аксельссон, Р. Риландер. Магний в питьевой воде: связь с инфарктом миокарда, заболеваемостью и смертностью. Эпидемиология 2000; 11: 416-421.

34. Национальный институт общественного здоровья. Внутренние данные. Прага: 2003.

35. В.А. Кондратюк. Микроэлементы: значимость для здоровья в питьевой воде малой минерализации. Гигиена и санитария 1989; 2: 81-82.

36. И.В. Мудрый. Влияние минерального состава питьевой воды на здоровье населения (обзор). (На русском). Гигиена и санитария 1999; 1: 15-18.

37. Г .Ф. Лютай. Влияние минерального состава питьевой воды на здоровье населения. (На русском). Гигиена и санитария 1992; 1: 13-15.

38. Ультрамикроэлементы в воде: вклад в здоровье. Хроники ВОЗ 1978;32: 382-385.

39. Б.С.А. Хэйрин, В.Ван Дельфт. Изменения в минеральном составе продуктов питания как результат приготовления на жесткой и мягкой воде. Arch Environmental Health 1981; 36: 33-35.

40. Си.К. Ох, П.В. Люкер, Н. Ветсельсбергер и др. Определение магния, кальция, натрия и калия в различных продуктах питания с анализом потери электролитов после разных видов кулинарной обработки. Mag Bull 1986; 8:297-302.

41. Дж. Дурлах (1988) Важное значение магния в воде. Магний в клинической практике, Дж. Дурлах. Лондон: изд. Джон Либби и компания, 1988: 221-222.

42. М .Х. Крамер, Б.Л. Нервальдт, Дж.Ф. Краун и др. Надзор за вспышками инфекционных заболеваний, передающихся с водой. США, 1993-1994. MMWR 1996; 45 (No SS-1): 1-33.

43. Эпидемиологические заметки и доклады о загрязнении свинцом питьевой воды, хранящейся в накопительных емкостях. Аризона, Калифорния, 1993. MMWR 1994; 43 (41): 751; 757-758.

44.Д. Дж. Томпсон. Ультрамикроэлементы в питании животных. 3-е издание, Иллинойс: Международное Общество по Минеральным и Химическим Веществам, 1970.

45. О.А. Левандер. Факторы питания по отношению к токсичным загрязнителям – тяжелым металлам. Fed Proc 1977; 36: 1783-1687.

46. Ф.В. Оехм, изд. Токсичность тяжелых металлов в окружающей среде. Часть 1. Нью-Йорк: М. Деккер, 1979.

47. Х.Си. Хоппс, Дж.Л. Федер. Химические свойства воды, благотворно влияющей на здоровье. Общий научный журнал об окружающей среде 1986; 54: 207-216.

48. В.Г. Надеенко, В.Г. Ленченко, Г.Н. Красовский. Эффект комбинированного воздействия металлов при их попадании в организм с питьевой водой (на русском). Гигиена и санитария 1987; 12: 9-12.

49. Дж. Дурлах, М. Бара, А. Гуэт-Бара. Концентрация магния в питьевой воде и его значение в оценке риска сердечно-сосудистых заболеваний. У. Итокава, Дж. Дурлах. Болезни и здоровье: роль магния. Лондон: Дж. Либби и компания, 1989: 173-182.

50. С.И. Плитман, Ю.В. Новиков. Н.В. Тулакина и др. К вопросу коррекции стандартов по деминерализованной воде с учетом жесткости питьевой воды (на русском). Гигиена и санитария 1989; 7: 7-10.

51. С.Н. Аль-Кварави, Х.Е. Эль Бушра, Р.Е. Фонтэйн. Передача возбудителя брюшного тифа через систему обратного осмоса воды. Эпидемиология 1995; 114: 41-50.

52. Е.Е. Гельдрейх, Р.Х. Тейлор, Дж. С. Блэннон и др. Рост бактерий в устройствах обработки воды, предназначенных к использованию в месте подключения. Рабочий журнал Водной Ассоциации Америки 1985; 77: 72-80.

53. П. Пэймент. Рост бактерий в обратноосмотических устройствах фильтрования воды.

54. П. Пэймент, Е. Франко, Л. Ричардсон и др. Связь между состоянием ЖКТ и употреблением питьевой воды, обработанной домашними системами обратного осмоса, работающими в месте подключения. Прикладная микробиология окружающей среды 1991; 57: 945-948.

55. А.И. Левин, Ж.В. Новиков, С.И. Плитман и др. Влияние воды с различной степенью жесткости на сердечно-сосудистую систему (на русском). Гигиена и санитария 1981; 10: 16-19.

56. Ж.В. Новиков, С.И. Плитман, А.И. Левин и др. Гигиенические нормы минимального содержания магния в питьевой воде (на русском). Гигиена и санитария 1983; 9: 7-11.

57. Ф. Козичек. Биогенная ценность питьевой воды (на чешском). Тезисы диссертации на степень кандидата наук. Прага: Национальный Институт Общественного Здоровья, 1992.

58. Ю.А. Рахманин, А.В. Филлипова, Р.И. Михайлова. Гигиеническая оценка известняковых материалов, применяемых для коррекции минерального состава воды с низкой минерализацией (на русском). Гигиена и санитария 1990; 8: 4-8.

59. Л .С. Музалевская, А.Г. Лобковский, Н.И. Кукарина. Связь …и мочекаменной болезни, остеоартроза и солевой артропатии с жесткостью питьевой воды. (на русском). Гигиена и санитария 1993; 12: 17-20.

60. И.М. Голубев, В.П. Зимин. В соответствии со стандартом общей жесткости в питьевой воде (на русском). Гигиена и санитария 1994; 3: 22-23.

61. Руководство по качеству питьевой воды. 2-е издание, 2-й том, Критерии Безопасности для здоровья и другая сопутствующая информация. Женева: ВОЗ, 1996: 237-240.

62. Европейская Директива 80/778/EEC от 15 июля 1980 г. по качеству питьевой воды,предназначенной для употребления человеком. Из Журнала Европейского Сообщества 1980 г.; L229: 11-29.

63. Европейская Директива 98/83/EC от 3 ноября 1998 по качеству питьевой воды,предназначенной для употребления человеком. Из Журнала Европейского Сообщества 1998; L330; 32-54.

64. ГОСТ Р 50804-95. Среда обитания в пилотируемых космических кораблях – общие медицинские и технические требования (на русском). Москва: Госстандарт России, 1995.

65. Е.Ф. Скляр, М.С. Амигаров, С.В. Березкин, М.Г. Курочкин,

В.М. Скуратов. Технология минерализации повторно используемой воды. Авиакосмическая Экология и Медицина 2001; 35 (5): 55-59.

Вода – это жизнь. Все мы с детства знаем, что наш организм практически целиком состоит из воды. Мы пьем много воды, чтобы быть здоровыми, и всегда стараемся пить только чистую, безопасную воду. Но почему же тогда вода глубокой очистки вредна для организма ? Что такое деминерализованная вода и зачем она нужна?

Вода глубокой очистки

Деминерализованная или деионизированая вода – это вода глубокой очистки, в которой понижено содержание солей. От дистиллированной ее отличает, то, что неэлектролиты в ней присутствуют.

На сегодняшний день существует множество способов получения деионизированной воды. Для разных нужд необходима вода более или менее глубокой очистки, поэтому разные методы применяются для разных целей.

Выпаривание

Суть метода заключается в том, что загрязнённая вода выпаривается. При этом примеси остаются , а чистая вода конденсируется. Этот метод очень энергетически затратен, но позволяет удалить и неэлектролитические примеси.

Электролиз

Способ отчистки воды под действием электрического поля. Поле действует на свободные ионы, растворенные в воде, и притягивает их, а вода становится чище.

Обратный осмос

Принцип очистки заключается в том, что воду под большим давлением пропускают через полупроницаемую мембрану , мельчайшие поры которой, пропускают молекулы воды, но задерживают примеси. Этот метод в сочетании с остальными позволяет получить бидистиллированную воду, которая считается самой чистой на сегодняшний день.

Области применения

В любой воде содержатся минеральные соли , мы даже часто покупаем специальную минеральную воду с повышенным содержанием некоторых солей.

Но мы также знаем, что жесткая вода или вода с повышенным содержанием солей калия и кальция, малопригодна для бытовых нужд. При стирке она образует осадок, который выводит из строя стиральные машины, а на чайнике появляется в виде накипи.

Но если для быта нам необходимо лишь слегка уменьшить содержание солей, то для фармакологической и пищевой промышленности. Такая вода необходима на нефтехимических предприятиях и производствах, занимающихся обработкой металлов.

Еще одна группа, использующая деминерализованную воду – автомобилисты . Они доливают воду глубокой отчистки в антифриз. В охлаждающей жидкости содержится вода, но при смене погоды она может испаряться. Так же такая вода необходима для работы омывателя стекол

Лишь обессоленная вода может являться диэлектриком, так как ионы солей в растворе способны проводить электричество. Это открывает еще одно поле использования: в научно-исследовательских целях. Деминерализованная вода нашла свое применения в области энергетики .

Последнее время деионизированная вода более популярна, чем дистиллированная. Устройства для дистилляции быстрее изнашиваются из-за наличия солей в жидкости, в то время как деминерализация менее затратна.

Вред от потребления обессоленной воды

Если деминерализованная вода полезна для приборов и машин, то влияние на человека не так однозначно. Вода глубокой отчистки способна вымывать из организма соли, порой это бывает необходимо. Например, доказано положительное влияние умеренного потребления обессоленной воды при:

• обнаружении отложений в печени;
• нарушении работы почек;
• диабете;
• аллергии;
• интоксикации и отравлениях.

Помимо вредных примесей в воде присутствуют также и полезные, но вода глубокой очистки лишена любых примесей, как часто выражаются врачи: это «мертвая» вода .

Некоторые примеси необходимы для нормальной работы организма, но деионизированная вода не содержит этих примесей и не поддерживает реакции. К тому же такая вода невкусная, она абсолютно пресная и не устраняет чувство жажды.

Регулярное употребление воды глубокой отчистки в пищу может привести к разрушению слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Это показывают эксперименты на крысах.

Однозначно доказано пагубное влияние на процесс обмена минеральными веществами при употреблении обессоленной воды. Эта вода вымывает минеральные вещества из биологических жидкостей. Что влияет на гормональный фон и производство красных кровяных телец. В то же время, увеличивается выделение воды из организма.

При частом употреблении слабо минеральной воды уменьшается концентрация кальция и магния в организме. Кальций является строительным веществом многих костей и тканей организма, а магний необходим для протекания более чем трехсот биологических процессов.

Также было доказано, что при регулярном потреблении деминерализованной воды возрастает поступление токсичных металлов . «Мертвая» вода обладает слабыми защитными свойствами.

Деминерализованная вода – это жидкость, в составе которой отсутствуют практически все виды солей. Чаще всего она применяется для обеспечения эффективной и нормальной работы различных установок и систем.

Любая вода, независимо от происхождения её источника – поверхностного или подземного – содержит в своём составе минеральные примеси.

Для некоторых технологических процессов, которые применяются в различных видах производства, требуется деминерализованная вода.

Что это такое и что она собой представляет? Её получают в результате деминерализации, суть которой в удалении солей магния и кальция.

Деминерализованная вода в последнее время всё чаще используется вместо дистиллированной. Объясняется это тем, что электрические дистилляторы подвержены частым поломкам. Большое количество солей в первоначальной жидкости приводит к тому, что на стенках испарителя образуется накипь, существенно ухудшающая качество воды.

Чтобы обессолить воду, используют разные устройства. Суть их работы состоит в нейтрализации солей, которые проходят сквозь ионно-обменные смолы. Главной деталью любого устройства такого вида считаются колонки, внутри которых находятся аниониты и катиониты.

Активность вторых зависит от наличия сульфоновой или карбоксильной групп, которые могут совершать обмен ионов Н+ на ионы щелочноземельных, а также щелочных металлов. Что касается анионитов, то в обмен на гидроксильные группы ОН они получают анионы. Конструкция установок имеет специальные резервуары для кислотных и щелочных растворов, а также дистиллированной воды.

Виды деминерализации

Результатом использования жесткой воды очень часто являются накипь, которую можно обнаружить на поверхности нагревательных элементов, и известковый налёт в местах непосредственного контакта. Это приводит к тому, что сантехника изнашивается очень быстро, а трубы, водонагреватели и их детали в короткие сроки приходят в негодность. Для обессоливания воды можно использовать следующие методы:

1. Выпаривание воды, после которого осуществляется концентрация пара. Эта технология считается достаточно энергоёмкой. Помимо этого, во время работы на испарителе происходит образование накипи.
2. Суть электродиализа в способности перемещения ионов в воде под действием напряжения, создаваемого электрическим полем. При этом сквозь ионоселективные мембраны проходят анионы или катионы. Помимо этого, в пространстве, которое ограничивают эти мембраны, концентрация солей снижается.
3. Для профессионального очищения предпочтительнее всего считается использование обратного осмоса. Раньше при помощи этого метода проводилось опреснение морское воды. В сочетании с ионным обменом и фильтрацией такой способ намного увеличивает возможности очищения воды. Суть процесса в том, что при помощи тонкоплёночной полупроницаемой мембраны с мельчайшими порами, размеры которых практически такие же, как и у молекулы воды, под давлением жидкость, а также углекислый газ и водород просачиваются внутрь. При этом примеси, которые остаются на мембране, попадают в дренаж.

Сфера использования деминерализованной воды

На сегодняшний день глубоко обессоленная вода нашла свое широкое применение. Очень часто её стали использовать в тепло- и электроэнергетике. Также полностью деминерализованную воду постоянно используют предприятия, занимающиеся металлообработкой.

Многие промышленные нефтегазовые объединения осуществляют свою деятельность исключительно с применением воды, которую предварительно подвергают обессоливанию. Глубокая водоочистка от солей осуществляется также для медицинских целей, в фармацевтической и пищевой промышленности: с ее использованием производятся различные лекарственные препараты, инъекционная вода, безалкогольные напитки и многие качественные продукты питания.

Жесткость воды и деминерализация: Видео