5.2.2. Минеральный состав питьевой воды

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

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

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

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

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

Показатель	Украина	Россия	Болгария	Чехия	ВОЗ
Сухой остаток	1000	1000	1000	1000	–
Хлориды	250	350	250	350	600
Сульфаты	250	500	250	250	400
Железо	0,3	0,3	0,2	0,3	1,0
Марганец	0,1	0,1	0,1	0,1	0,5
Нитраты	45	10	30	50	50
Цинк	5	5	5	5	3

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

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

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

В Украине и России жесткость воды выражают в молях на 1м³. Числовое значение жесткости, выраженное в моль/м³, равно числовому значению жесткости, выраженному в мг-экв/л. Один моль на м³соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция (¹/₂Са⁺²) 20,04 г/м³и ионов магния (¹/₂Mg⁺²) 12,15 г/м³. Общая жесткость Ж_об складывается из кальциевой и магниевой жесткости, т.е. суммарной концентрации в виде ионов Са⁺²и Mg⁺²:

.

Если содержание катионов Са⁺²и Mg⁺²в воде было найдено другими методами, общую жесткость можно вычислить по формуле

(5.1)

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

В других странах жесткость воды измеряют в градусах жесткости. Так, в Германии 1⁰жесткости выражает содержание 0,01г СаО в 1л воды; в Великобритании жесткость воды измеряют в градусах жесткости, выражающих содержание СаСО₃в гранах (1 гран=0,0648г) в 1галлоне (4,546л) воды; во Франции 1⁰жесткости равен 1г СаСО₃в 100000г воды. Сравнительные данные о единицах измерения жесткости воды в разных странах приведены в табл. 5.7.

Таблица 5.7 – Сравнительные данные о единицах жесткости воды

Украина, мг-экв/л	Градусы жесткости
	Германия	Великобритания	Франция
1,00	2,80	3,50	5,00
0,36	1,00	1,25	1,79
0,29	0,80	1,00	1,43
0,20	0,56	0,70	1,00

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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