1. ПИТЬЕВАЯ ВОДА

Если в этом мире есть волшебство, то оно – в воде.
Лорен Эйсли.

Начнём наш разговор с определения - что же такое питьевая вода.

1.1. Определение питьевой воды.

В соответствии с ГОСТ 30813-2002 «Вода и водоподготовка. Термины и определения» «питьевая вода: вода по качеству в естественном состоянии или после подготовки, отвечающая гигиеническим нормативам и предназначенная для удовлетворения питьевых и бытовых потребностей человека либо для производства продукции, потребляемой человеком». Если говорить простым языком, то это та самая вода, которую мы пьём, используем для приготовления пищи и мытья посуды, из которой изготавливаются напитки и т.п. Какие же требования предъявляются к такой воде?

1.2. Современные требования, предъявляемые к питьевой воде.

Питьевая вода должна удовлетворять трём основным требованиям:

• безопасность;
• физиологическая полноценность;
• биологическая полноценность.

А теперь поговорим несколько подробнее о каждом требовании.

1.2.1. Безопасность.

Безопасность питьевой воды определена в Санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». Этот документ устанавливает предельно-допустимые концентрации (ПДК) содержания химических элементов и других факторов, при которых питьевая вода не оказывает вреда здоровью человека (при утолении жажды, приготовлении пищи и при использовании в гигиенических целях).

Вода, удовлетворяющая требованиям этого документа, безвредна и безопасна для питьевых и бытовых нужд. На их основе можно сформулировать следующие требования к безопасности питьевой воды: питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и обладать благоприятными органолептическими свойствами (запах, привкус, цветность, мутность).

СПРАВОЧНО. Человек заглатывает воду не только при питье, но и при приёме душа, умывании, чистке зубов и т.д. Жалобы населения на зуд кожи, её сухость и покраснение, развитие дерматитов могут быть связаны с использованием для гигиенических целей воды из систем горячего водоснабжения. Это объясняется тем, что в процессе подготовки горячей воды применяется большое количество химических реагентов для умягчения, стабилизации воды и антикоррозионной защиты систем водоснабжения. В то же время зачастую нет должного контроля качества и дозировки реагентов, используемых в процессе водоподготовки.

1.2.2. Физиологическая полноценность.

Физиологическая полноценность питьевой воды определяется степенью её минерализации, макро- и микроэлементным составом.

Остановимся более подробно на этих критериях.

Большое и разностороннее влияние на здоровье человека оказывает степень минерализации воды, которая характеризуется двумя показателями: сухой остаток и жёсткость.

В 60-х годах прошлого века были проведены комплексные натурные и экспериментальные исследования, в т.ч. и на людях-волонтёрах, по обоснованию нижнего предела уровня минерализации питьевой воды.

Исследовалось состояние организма и процессы обмена у животных (белых крыс и собак) и людей при употреблении воды с широким диапазоном сухого остатка: 50; 75; 100; 200; 500 и 1000 мг/л, а также дистиллированной воды. Наиболее негативные изменения, которые выразились в выведении из организма натрия, калия, кальция, проявились при употреблении воды с сухим остатком 50 мг/л, 75 мг/л и дистиллированной воды. При употреблении воды с содержанием сухого остатка 100 мг/л таких отрицательных явлений не наблюдалось. Таким образом, был сделан вывод, что питьевая вода с низким содержанием минеральных солей физиологически неполноценна.

СПРАВОЧНО. Хочется отметить в связи с этим, что популистские предложения об организации широкой торговли бутилированной водой озера Байкал (уровень минерализации ниже 100 мг/л) не выдерживают критики.

Результаты этих исследований и рекомендации ВОЗ явились основанием установить минимальную величину сухого остатка на уровне 100 мг/л, оптимальные уровни сухого остатка: от 200 до 500 мг/л, а максимальный уровень сухого остатка в питьевой воде - 1000 мг/л.

Теперь поговорим о жёсткости питьевой воды.

Жёсткость воды - это совокупность свойств, обусловленная содержанием в воде солей кальция и магния.

СПРАВОЧНО. Всем знакомы внешние признаки повышенной жёсткости воды: в жёсткой воде плохо мылится мыло, при нагревании жёсткой воды на поверхностях электронагревательных приборов (чайников, стиральных машин, бойлеров и т.д.) в большом количестве откладывается нерастворимый осадок - накипь. Мягкая же вода имеет низкие вкусовые качества, недостаточно утоляет жажду. При умывании мягкой водой очень трудно смыть образующуюся при использовании мыла, моющих средств пену.

Жёсткость измеряется в миллиграмм-эквивалентах ионов кальция и магния, содержащихся в 1 литре воды. В зависимости от их количества вода делится на:

• очень мягкую – 0÷1,5 мг-экв/л;
• мягкую – 1,5÷3 мг-экв/л;
• средней жёсткости – 3÷6 мг-экв/л;
• жёсткую – 6÷9 мг-экв/л;
• очень жёсткую – больше 9 мг-экв/л.

СПРАВОЧНО. В международных и национальных документах установлены нормативы жёсткости воды, которые выражаются либо непосредственно величиной общей жёсткости, либо в виде минимальных концентраций ионов кальция и магния. В Директиве ЕС установлены минимальные показатели: общая жёсткость 1,5 ммоль/л и содержание CaO - 60 мг/л. Для сравнения: в национальных документах (СанПиН 2.1.4.1074-01, 2.1.4.1116-02) установлены гигиенические нормативы: общая жёсткость 1,5÷7,0 ммоль/л, и физиологические нормативы, например, содержание кальция - 25÷130 мг/л.

Вода с жёсткостью свыше 7 мг-экв/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. Так жёсткой воды приводит к образованию камней в почках, желчном пузыре; при умывании такая вода сушит кожу. В жёсткой воде хуже развариваются мясо, овощи и бобовые, так как соли кальция образуют с белками нерастворимые соединения, препятствующие усвоению продуктов; чай в жёсткой воде плохо настаивается и вкусовые качества его снижаются.

В то же время по данным ВОЗ сообщения из ряда стран свидетельствуют: в местах проживания людей с мягкой водой широко распространены атеросклероз, гипертоническая болезнь, инсульт, ишемическая болезнь сердца. При низком содержании кальция в воде отмечается увеличение числа смертельных заболеваний, а также нарушений процессов свёртывания крови. При низком содержании магния в воде отмечаются осложнения при сердечно-сосудистых заболеваниях, а также внезапная смерть младенцев (Онищенко Г.Г. Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 07.2001 «О коррекции качества питьевой воды по содержанию биогенных элементов»).

(кликните на картинку для увеличения)

Рис. 1.1. Графическая интерпретация минерализации питьевой воды.

СПРАВОЧНО. В ряде городов, где за несколько последних десятилетий произошло умягчение питьевой воды в связи со сменой водоисточника, одновременно возросла смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Для объяснения этих закономерностей выдвинуто две гипотезы. Согласно первой, защитное действие на сердечнососудистую систему оказывают определённые компоненты жёсткой воды, вероятнее всего магний. Другие элементы (литий, хром, ванадий, кремний) также могут играть защитную роль. Сторонники второй гипотезы предполагают, что некоторые вещества, присутствующие в мягкой воде, стимулируют развитие болезни, в частности, сердечнососудистые заболевания провоцируют свинец и кадмий, которые могут вымываться из водопроводных труб.

А теперь несколько слов о роли макро- и микроэлементов для организма человека.

Люди давно обратили внимание на то, что многие болезни связаны с недостатком поступления и содержания в организме определённых макро- и микроэлементов. В отличие от витаминов, которые могут синтезироваться в организме, макро- и микроэлементы поступают только извне. Для обеспечения физиологической потребности организма макро- и микроэлементами доза их поступления с 2,5 л воды в сутки должна составлять:

• кальций -600 мг;
• магний -175 мг;
• натрий -1150 мг;
• калий - 1900 мг.

Калий, магний и кальций - это жизненно важные макроэлементы, регулирующие объём воды внутри клеток.

По классификации, основанной на количественном признаке, все минеральные элементы делятся на три группы в соответствии с их содержанием в организме (табл. 1.1).

Калий - особенно необходим для «питания» клеток организма, мышц, в т.ч. миокарда. Пониженное содержание калия в организме обычно приводит к астении (психическому и физическому истощению, переутомлению), сухости кожи, тусклости и слабости волос. У женщин с дефицитом калия может быть связана эрозия шейки матки, угроза невынашивания и бесплодия.

Кальций - это макроэлемент, играющий важную роль в формировании костной ткани, функционировании мышечной ткани, миокарда, нервной системы, кожи. Кальций препятствует накоплению токсичного свинца в костной ткани.

Таблица 1.1. Среднее содержание минеральных элементов в организме.

* роль ультрамикроэлементов на сегодняшний день до конца не выяснена.

СПРАВОЧНО. Так в г. Карабаш Челябинской области наблюдалось массовое заболевание детей, вызванное деятельностью медеплавильного комбината. По мнению специалистов, свинец и другие тяжёлые металлы так отрицательно повлияли на здоровье детей потому, что их поступлению не препятствовали кальций и магний - естественные защитники организма от тяжёлых металлов - так как питьевая вода в этом городе содержит очень мало кальция и магния.

При недостаточном поступлении кальция в организме развивается остеопороз. Признаком остеопороза является снижение прочности костей, сильная утомляемость, судороги в ногах, избыточный зубной налёт, пародонтоз, боли в костях или пояснице, учащённое сердцебиение, искривление позвоночника.

Кальций должен поступать в организм постоянно в течение всей жизни с младенчества и до старости, т.к. это главная составляющая костной ткани, и это важно для профилактики остеопороза. В костной ткани содержится 98% кальция, поэтому костная ткань выполняет роль своеобразного «депо», из которого на нужды организма поступает кальций. Если с водой и пищей поступает меньше кальция, чем требуется для обменных процессов, он начинает постепенно вымываться из костей, а это и может привести к остеопорозу.

Кремний - играет важную физиологическую роль в выработке коллагена (одного из основных компонентов соединительной ткани), обеспечивающего суставам, хрящам, сосудам, коже, бронхам гибкость и эластичность. С возрастом содержание кремния в соединительной ткани снижается, чем можно объяснить, в частности, прогрессирование атеросклероза.

Вернадский В.И. утверждал, что ни один живой организм не может нормально развиваться при дефиците кремния. В пище кремния содержится мало, поэтому чрезвычайно важно, чтобы он присутствовал в воде.

Рассмотренные выше показатели физиологической полноценности питьевой воды приведены в табл. 1.2 (выборочно).

Забегая вперёд, отметим, что водопроводная вода, очищенная фильтрами «Арго» и «Водолей», соответствует показателям физиологической полноценности (подробно об этом будет сказано в гл. 4, п. 4.4.2).

Таблица 1.2. Нормативы физиологической полноценности.

1.2.3. Биологическая полноценность.

Это свойство питьевой воды пока не введено в нормативы, но результаты многих исследований последних лет доказывают, что именно биологически полноценная вода выполняет роль структурно-энергетического каркаса белковых тел, осуществляющего главную роль в процессах энергоинформационного обмена с окружающей средой, а также является защитным фактором клетки и катализатором ряда биохимических реакций (по определению НИИ Экологии Человека и Гигиены Окружающей Среды им. А.Н. Сысина РАМН).

Насколько качественная питьевая вода важна для хорошего здоровья и самочувствия, свидетельствует тот факт, что тело человека на 70-75%, а мозг почти на 90%, состоят из воды. Именно поэтому важно, чтобы вода была не только безопасна, физиологически полноценна, но и совместима с водной средой организма, т.е. биологически полноценна.

Существующие методы анализа могут подтвердить, что вода безопасна, т.е. содержание токсических веществ ниже установленных гигиенических норм, но суммарное воздействие токсических веществ в течение ряда лет может приводить к болезням. А как оценить суммарное воздействие токсических веществ на организм человека?

Одним из таких методов оценки является метод биоиндикации (подробнее - см. гл. 4, п. 4.4.3).

Заканчивая раздел, посвящённый современным требованиям, предъявляемым к питьевой воде, отметим, что многолетние исследования методом биоиндикации подтвердили биологическую полноценность воды, очищенной фильтрами серий «Арго» и «Водолей».

1.3. Значение качественной питьевой воды для здоровья человека.

Средняя продолжительность жизни в России очень мала - примерно на полтора десятка лет меньше, чем в развитых странах! Это факт, и факт очень печальный. Люди должны понять, что проблема их здоровья - это, прежде всего, ИХ ПРОБЛЕМА! Это именно тот подход к жизни, который необходимо приветствовать, поддерживать и воспитывать, а забота о здоровье должна стать не просто средством продления своего существования, но и показателем качества жизни!

Важнейшим продуктом для сохранения и укрепления здоровья является простая вода. Однако эту истину часто игнорируют, в результате чего вода не рассматривается в качестве фактора здорового образа жизни. Это особенно печально, учитывая доступность и относительную дешевизну воды в России.

Существует интересное высказывание, что «живой организм - это одушевлённая вода», и это совершенно справедливо! Вода составляет основу нашего тела, так как входит в состав всех его тканей: в крови её около 81%, в мышцах 75%. Самая большая насыщенность водой в тканях головного мозга, печени, поджелудочной железе, лёгких и почках. Даже кости - и те на 20% от своего веса состоят из воды! Велика роль воды как среды для всех реакций, совершающихся в процессе обмена веществ: ведь все биохимические взаимодействия и взаимопревращения в организме человека сводятся к бесчисленным реакциям аминокислот, ферментов, глюкозы и множества других сложных и простых соединений в водном растворе. Все жидкости организма представляют собой электролиты, и восполнение минерального состава идёт, в том числе, и за счёт воды. Наличие в воде сбалансированного количества макро- и микроэлементов, как уже было сказано выше, необходимо для поддержания нормального гомеостаза - внутренней среды организма человека.

Подсчитано, что в среднем человек выпивает за свою жизнь порядка 75 тонн воды, поэтому очень важно понимать, что она может и укреплять наше здоровье, и влиять на него крайне негативно. Всё зависит от того, какую воду мы пьём! Действительно, неумолимая статистика свидетельствует о том, что большинство всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения населения. В целом на сегодняшний день от болезней, связанных с водой, страдает добрая половина человечества - около 2 млрд. человек! Это примерно соответствует той части населения земного шара, которая испытывает недостаток в качественной питьевой воде - свыше 2,5 млрд. человек.

В России подавляющая часть населения также потребляет воду, небезопасную для здоровья. Основными загрязнителями являются тяжёлые металлы, продукты коррозии, соли (сульфаты, хлориды, соли жёсткости), галоформные соединения, образующиеся при обеззараживании воды хлором, вирусы, возбудители паразитарных заболеваний и др. Для отдельных регионов выявлено загрязнение фенолами и диоксинами. В последние годы выявлен новый класс биологически активных загрязнений микробного происхождения, образующихся при хлорировании и длительном кипячении воды и проявляющие свои сильные иммуноподавляющие и мутагенные свойства.

Большое значение для здоровья человека имеет также количество потребляемой воды. В обычных условиях потребность человека в воде составляет примерно 40 мл/кг. У женщин, которые пьют в день более 5 стаканов воды, снижается риск развития рака почек и мочевого пузыря на 45%, риск развития рака молочной железы уменьшается на 79%, а риск заболеть раком предстательной железы у мужчин снижается на 32%.

СПРАВОЧНО. Слизистые оболочки нашего организма являются первой линией защиты на пути вирусов и бактерий. Если слизистые оболочки сухие, то патогенные микроорганизмы легко преодолевают защитный барьер, и, проникнув в организм человека, вызывают различные заболевания. Для того, чтобы слизистые оболочки были влажными, необходимо пить достаточное количество воды. Правило это особенно важно соблюдать в закрытых помещениях, например на борту самолёта, когда в течение нескольких часов люди находятся в замкнутом пространстве и вдыхают воздух, в котором содержатся различные микроорганизмы.

Люди, которые пьют менее пол-литра (примерно два стакана) воды в день, более склонны к развитию диабета (аномально высокий уровень сахара в крови). К такому выводу пришли учёные из французского Национального научно-исследовательского института (INSERM).

Для нормализации пищеварения рекомендуется пить воду в течение дня с регулярными интервалами.

СПРАВОЧНО. В школах Европы прерывают уроки, чтобы дети выпили воды, тем самым с детства приучая к культу воды. Взрослые там пьют воды в 15-17 раз больше, чем в России, и живут в среднем на 15 лет дольше. И ещё один интересный факт: появляясь на свет, человек на 90% состоит из воды, а к старости - только на 65%. Современные учёные утверждают: с потерей воды мы начинаем болеть и стареть! Вода вымывает из клеток организма кислоту и молекулы водорода, далее почки очищают кровь от лишних ионов водорода Н+ - источников кислотности и выводят их с мочой. Чем больше мочи производят почки, тем легче организму поддерживать щелочное состояние, вот почему светлая моча - показатель эффективного действия очистки от кислоты, а тёмная или оранжевая - признак появления «ожогов» внутри организма, которые ведут к сбоям в работе органов и систем организма, болезням и быстрому старению.

Один из механизмов влияния воды на здоровье следующий. Для человека совершенно необходимо иметь pH крови в пределах 7,35÷7,45. Но достичь это можно не химическими методами, а употреблением воды должного качества. Высокий показатель pH крови даёт ей возможность переносить больше кислорода, что в свою очередь позволяет каждой клетке тела выполнять свои функции наиболее эффективно и помогает ей удалять отходы её жизнедеятельности. Возникает вопрос: если оптимальная величина pH крови 7,35÷7,45, то как достигнуть эффективной работы клеточной системы? Ответ прост - использовать воду, которая является умеренно щелочной с pH 7,6÷8,4.

Кстати, водопроводная вода, доочищенная фильтрами «Арго» и «Водолей», имеет pH 7,7÷7,9.

СПРАВОЧНО. Врач-онколог, профессор В.Г.Беспалов в монографии «Питание и рак. Диетическая профилактика онкологических заболеваний» отмечает: «Если Вы пьёте мало воды, то в организме задерживаются токсические вещества, развивается хроническая интоксикация. Привычка пить мало воды и приводит к мочекаменной болезни, нарушает все виды обмена, повышает онкологический риск и ускоряет процессы старения. Небольшой избыток воды скорее полезен для организма. Пить нужно до того, как появится жажда. Кстати, большое потребление воды - один из принципов, тысячелетиями практикуемых индийскими йогами. Доказано, что у людей, ежедневно выпивающих большое количество воды, снижается заболеваемость раком мочевого пузыря».

В заключение приведём несколько причин, по которым достаточное количество воды необходимо нашему организму:

• Вода - лучший тонизирующий напиток без побочных эффектов.
• Вода помогает восстанавливать силы, снимает усталость.
• Вода - лучшая диета. Достаточно пить воду вовремя и Вы сбросите лишний вес без диет.
• Вода уменьшает эффект старения, бережно заботясь о Вашей коже.
• Вода продлевает сексуальное долголетие.
• Вода повышает сопротивляемость организма инфекциям и возникновению раковых клеток.
• Вода генерирует электрическую и магнитную энергию в каждой клетке тела, обеспечивая естественный прилив сил.
• Вода укрепляет костную систему.

1.4. Общие сведения о хозяйственно-питьевом водоснабжении.

В древности люди брали воду прямо из рек, озёр, родников, но со временем ситуация изменилась. Ещё в Древнем Риме был построен первый городской водопровод. В античную эпоху и в средневековье водопровод являлся, безусловно, экзотикой, чудесным изобретением, которым могли наслаждаться лишь жители немногих городов. Теперь - другое дело. Образно говоря, повсюду между источником воды и её потребителями проложена водопроводная труба, и на одном её конце - станция водоочистки, а на другом - смеситель на нашей кухне.

1.4.1. Схемы водоснабжения.

Основная схема централизованного водоснабжения представлена на рис.1.2 (СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»).

Рис. 1.2. Схема централизованного водоснабжения города.

Городские жители в любой момент имеют в своём распоряжении воду - стоит только открыть кран. А если учесть, что городские власти позаботились и приняли меры по водоподготовке на очистных станциях «Горводоканала», то, кажется, и желать больше нечего! Но на деле всё обстоит не совсем так. Водоочистная станция выпускает воду, соответствующую требованиям гигиенических нормативов, но из нашего крана течёт совсем другая жидкость, т.к. на пути к нашему дому вода проходит многокилометровые трубопроводы (подробнее - см. гл. 2, п. 2.3.).

Что же касается жителей пригородов, сельской местности, рабочих посёлков, полустанков и ряда других населённых пунктов России и стран СНГ, то зачастую им приходится употреблять воду по схеме, представленной на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Схема нецентрализованного (местного) водоснабжения.

Рассмотрим обе схемы подробнее, а для начала дадим краткую характеристику источников питьевого водоснабжения.

1.4.2. Поверхностные источники.

Общими свойствами воды поверхностных источников питьевого водоснабжения (рис. 1.2. являются низкая минерализация, большое количество взвешенных веществ, высокий уровень микробного загрязнения, колебания уровня воды в зависимости от времени года и метеорологических условий. К указанным неблагоприятным свойствам воды в водохранилищах добавляется чрезмерное развитие микроскопических одноклеточных водорослей (так называемое цветение), способное в значительной мере ухудшить органолептические свойства воды и придать ей аллергенные свойства. Причинами этого чаще всего являются поступления в источники воды неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод. Отмеченные особенности состава и свойств воды поверхностных источников не позволяют использовать её для целей питьевого водоснабжения в природном виде и вызывают необходимость обработки путём осветления и обеззараживания на водоочистных станциях.

1.4.3. Подземные источники.

Подземные воды (рис. 1.4) образуются в результате проникания вглубь земли атмосферных осадков и поверхностных вод, а также конденсации водяных паров атмосферы. По условиям залегания различают:

• верховодку(максимальная глубина залегания 4 м);
• грунтовые воды (глубина залегания от 2 до 20 м);
• межпластовые воды (глубина залегания от десятков, сотен метров до тысячи метров и более).

СПРАВОЧНО. Верховодка - подземные воды, залегающие наиболее близко к земной поверхности. Вследствие поверхностного загрязнения, отсутствия водоупорной кровли и малого объёма верховодка легко загрязняется. Грунтовые воды - воды первого от поверхности земли водоносного горизонта. Они подвержены сезонным колебаниям дебита, химического и бактериального состава. Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными слоями. Характерной особенностью межпластовых вод является отсутствие в них растворённого кислорода. Тем не менее, микробиологические процессы оказывают существенное влияние на их состав. На поверхность подземные воды поступают с помощью скважин, колодцев, родников.

Для централизованного питьевого водоснабжения верховодку и грунтовые воды, как правило, не используют из-за недостаточного дебита, непостоянства состава, особенно бактериального, а также из-за воздействия на них атмосферных осадков. Однако в качестве нецентрализованного источника водоснабжения их используют, к сожалению, часто (рис. 1.3).

Использование межпластовых вод часто ограничено повышенной минерализацией (сухой остаток более 1500 мг/л), высоким содержанием железа (до 30 мг/л), жёсткостью (до 15 мг-экв/л). Эти ограничения касаются водопроводов малой производительности, на которых невозможно организовать централизованную очистку воды.

Дав краткую характеристику источников питьевого водоснабжения, перейдём к обсуждению проблем питьевого водоснабжения.

Перед тем как начать обсуждение проблем питьевого водоснабжения, вернёмся к схемам, представленным на рис. 1.2 и 1.3 (наиболее распространённые схемы централизованного и нецентрализованного водоснабжения).

Рис. 1.4. Подземные источники воды.