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 102 г/мл. 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, регламентирующие предельно 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 последствия дефицита 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.