Польза кальция в питьевой воде
/imgs/2019/08/05/10/3482975/fd7d1812bb92821c68a21857d0e59ef873334118.jpg "Польза кальция в питьевой воде")
Что такое жесткая вода и как ее смягчают в промышленных масштабах, почему контуры капель отмывать сложнее, чем середину, вредна ли жесткая вода для здоровья, какую роль в неприятностях из-за жесткой воды играет мыло и с какой водой получается самый вкусный кофе, читайте в материале Indicator.Ru.
Жесткой водой называют воду с большим содержанием растворенных солей. Из-за нее образуется накипь на чайнике и налет («мыльный камень») на сантехнике, в ней хуже пенятся мыло, порошок или шампунь. Некоторые люди жалуются, что от такой воды их кожа становится сухой и раздраженной, другие начинают страдать от перхоти. Рассказываем, как и почему это происходит и вредно ли пить жесткую воду.
Что такое жесткость воды и откуда она берется
В той воде, которую мы пьем или которой моемся, содержится не только водород и кислород. В зависимости от происхождения в ней растворены самые разные химические вещества. Чаще всего среди них встречаются соли магния и кальция, даже в процентном соотношении их больше, чем всех остальных. Собственно, тот показатель, который мы называем жесткостью, обычно выражается в милиграммах карбоната кальция (CaСО3) на литр воды. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вода с содержанием карбоната кальция ниже 60 мг/л считается мягкой, от 60 до 120 мг/л — средней жесткости, от 120 до 180 мг/л — жесткой, выше 180 мг/л — очень жесткой. Иногда жесткость измеряется также в градусах жесткости, которые в разных странах рассчитываются по-разному (для любопытных — онлайн-счетчик для перевода из одной системы в другую).
Жесткость водопроводной воды может сильно колебаться в зависимости от сезона. Например, в дождливое время или при таянии большого количества снега соли понемногу разбавляются, а во время засухи при испарении воды концентрация растворенных веществ, соответственно, растет. Различают два вида жесткости. Первая, временная, связана с гидрокарбонатами кальция и магния (Са(НСО3)2, Mg(НСО3)2). Постоянную жесткость воде придают другие соли, в основном хлориды и сульфаты кальция и магния (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2).
Жесткость воде могут добавлять соли алюминия, бария, железа, марганца, цинка, стронция и других поливалентных металлов, то есть тех, чьи атомы могут образовать не одну, а две и более связей. В воду все они попадают из осадочных пород, и, поскольку очень распространенные представители этого класса: известняк и мел — состоят из карбоната кальция, неудивительно, почему именно кальция в воде так много. Ионы магния вода вымывает из другой осадочной породы — доломита.
Перечисленные названия элементов звучат как минимум не очень пугающе (кроме разве что стронция). Кальций необходим для поддержания плотности костей, а без магния в организме человека не смогут работать примерно 350 белков, которые участвуют во множестве реакций в клетке. Польза различных видов минеральной воды, о которых мы рассказывали в отдельной статье, также в большинстве случаев обусловлена растворенными в ней минералами. Что же на самом деле — можно ли пить жесткую воду или делать это все-таки не стоит?
Польза кальция, магия магния
В день человек должен потреблять около 1000 мг кальция и 200-400 мг магния. Если представить, что вы ежедневно выпиваете два литра жесткой воды (или жидкости, произведенной на основе этой воды, бульона), то количество полученных таким образом кальция и магния составит 5-20% от нормы. Специалисты ВОЗ приводят данные эпидемиологических исследований (так называют изучение частоты заболеваний на большой популяции), которые показывают, что недостаток кальция может привести к образованию камней в почках.
Другие исследования говорят, что жесткость питьевой воды снижает риск гипертонии и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний. Например, согласно статье 1981 года, в городах Великобритании с мягкой питьевой водой смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 10-15% выше, чем в городах, где вода средней жесткости (около 170 мг/л). Дальнейшее повышение концентрации заметно на статистику не влияет. Похожий эффект описан в статье 2003 года французских ученых, в исследовании ученых из Швеции и других работах. Как отмечают авторы того же документа ВОЗ, некоторые клинические испытания показывают, что прием большого количества пищевых добавок с кальцием, напротив, повышает риск образования камней в почках. Возможно, все зависит от того, в какой форме человек принимает его: с добавками или с водой и пищей.
А вот гиперкальциемия (превышение содержания кальция в организме) случается гораздо реже, чем нехватка этого элемента. Дело в том, что лишний кальций у здоровых людей выводится через почки, и только нарушение функций почек может поставить здоровье человека под угрозу. История с магнием похожа: маловероятно, чтобы избыточное количество этого элемента приносило вред человеку со здоровыми почками. Лишь иногда употребление более 250 мг магния в день (для такого количества пришлось бы выпить пять-десять литров очень жесткой воды) производит на здорового человека слабительный эффект, но к нему организм через некоторое время адаптируется.
Исследователи статистики часто приходят к выводу, что чем выше жесткость воды, тем ниже смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, однако эксперименты эту зависимость не подтверждают. Не до конца понятно, как трактовать разночтения. Возможно, часть противоположных результатов можно объяснить тем, те ученые, которые изучали большое количество людей, обычно не учитывают, сколько кальция и магния участники их исследований могли получить другими путями, не из воды. Поэтому дозировку ионов в питьевой воде для «полезной» жесткости подобрать пока не выходит, тем более что разным людям в зависимости от пола, возраста и массы тела нужно разное количество кальция и магния.
Обратная сторона медали
Положительные эффекты питья жесткой воды недостаточно подтверждены, но это по крайней мере не вредит, даже наоборот. Человек, пьющий только дистиллированную воду, лишает себя целого набора полезных макро– и микроэлементов.
А вот если мыться жесткой водой, это может вызвать шелушение кожи и иногда даже атопический дерматит. Одно из возможных объяснений заключается в том, что в жесткой воде мы используем больше мыла, поскольку оно хуже пенится. Мало того, что мыло само по себе сушит кожу, жесткая вода при взаимодействии с ним образует соли, которые трудно смываются и могут вызывать раздражение у людей с чувствительной кожей.
Неудивительно, что у новорожденных, проводящих первые три месяца жизни в регионах с жесткой водой, согласно исследованию в Journal of Allergy and Clinical Immunology, на 87% возрастает риск экземы. До этого похожие исследования проводили на детях из США, Испании и Японии. Правда, согласно все тому же документу ВОЗ, умягчители воды мало влияют на ситуацию, так что дело, вероятно, не только в воде, но и в предрасположенности самих пациентов. Немного повышают этот риск мутации в гене белка филаггрина, отвечающего за защитные барьерные функции кожи.
Так что наш вывод будет немного парадоксальным: мыться жесткой водой может быть неприятно или даже вредно, а вот пить ее, возможно, даже полезно. К тому же, согласно недавнему пресс-релизу Американского химического общества, с жесткой водой вкус кофе получается получается более насыщенным, так как кофеин связывается с магнием во время варки.
При этом жесткая вода может вредить системам водоснабжения, заставлять белье после стирки «стоять колом» (как и в случае с кожей, это происходит из-за взаимодействия ионов с молекулами моющих средств). Кроме того, у нее может быть довольно неприятный привкус — именно поэтому (а не из-за ее вреда для здоровья) придумано множество способов «смягчения» воды. Временную жесткость можно убрать, просто прокипятив воду: гидрокарбонаты после кипячения станут накипью. С постоянной жесткостью бороться сложнее, для этого часто используются химические методы. Здесь главная цель — найти вещество, которое при реакции с растворенными соединениями даст выпадающую в осадок соль. Такими реагентами чаще всего становятся гашеная известь Ca(OH)2 или кальцинированная сода Na2CO3 (ее еще называют бельевой содой, так как ее добавляют во время стирки, чтобы сохранить мягкость ткани даже в жесткой воде). В обоих случаях на выходе получается нерастворимый карбонат кальция, который можно удалить кипячением.
При больших масштабах в дело идет и Na3PO4 — тогда образуются нерастворимые ортофосфаты кальция и магния, которые легко отфильтровать. Еще один способ, катионирование, основан на добавлении специальных гранул, которые привносят в воду ионы натрия или водорода, забирая кальций, магний, железо и марганец. Для более тщательной очистки жесткую воду пропускают через специальные мембраны, подвергают действию электрического поля (электродиализ) или дистиллируют — превращают в пар.
Властелины кофейных колец
По отдельности определять содержание каждого соединения в воде долго, при этом такие тесты обычно довольно дороги, и проверяющие могут не найти какое-то загрязнение, если не знают, что искать. Здесь на помощь может прийти еще один любопытный эффект, связанный с жесткой водой, — «кофейные кольца» (coffee-ring effect), они же «кольца в ванной» (bathtub rings). Пятна от высохшей на гладкой поверхности воды остаются более четкими по краям, чем посередине. Растворенные частицы будут скапливаться у границ капли, куда их приносят испаряющиеся молекулы воды, а в центре жидкость окажется более прозрачной, поэтому оставшиеся «контуры» отмывать будет сложнее всего.
В 2017 году ученые из Мичиганского университета в своем докладе на съезде Американского химического общества описали способ, благодаря которому можно определять примеси в воде по «кофейным кольцам». Оказалось, что пятна от разной по составу воды сильно отличаются друг от друга, как если бы у каждого источника были отпечатки пальцев. Ученые надеются, что если составить картотеку таких отпечатков, то можно будет узнавать о растворенных веществах по «кофейным кольцам». Для этого понадобилась бы только фотография одной высохшей капельки воды.
Технология, которая позволяет определять жесткость воды и примеси в ней по «кофейным кольцам»
В водопроводной воде есть множество веществ, которые практически (или даже совсем) не влияют на жесткость, но могут изменить качество, вкус и запах или даже вызвать отравление. Узнать, какие показатели превышены в том, что течет из вашего крана, можно на сайте Watermap.ru, где работает интерактивная карта воды России.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.
Из всех элементов, кальций, один из самых известных и обсуждаемых. И это неудивительно, ведь его роль в организме трудно переоценить. Известно, что дефицит кальция, а также его переизбыток приводят к разного рода проблемам и заболеваниям.
Кальций выполняет в организме человека очень много важных функций: регулирует свертываемость крови, участвует в процессах роста и деятельности клеток всех видов тканей в организме, участвует в процессах ощелачивания организма, обеспечивает прохождение электрических импульсов по нервным волокнам.
Кальций самый распространенный макроэлемент в организме человека, большая его часть содержится в скелете и зубах в виде фосфатов. В организме человека содержится 1,4-2 % Са3(РО4)2 и 13 % СаСО3.
Суточная норма кальция
В соответствии с общепринятыми рекомендациями, норма кальция в организме человека для взрослых составляет от 800 до 1200 миллиграмм. Для детей эта норма от 600 до 900 миллиграмм. Кальций вместе с фосфором составляет основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важнейших ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах, влияет на свертываемость крови.
Кальций также является важным элементом для поддержания рН на необходимом для всех систем и среды организма уровне. Например, рН крови — одна из самых жестких постоянных величин человеческого организма. В норме этот показатель составляет в пределах 7,4 (±0,02). Изменение этого показателя на 0,3 приводит к гибели человека.
Кальций в продуктах питания
Наибольшее количество кальция содержится в молоке, молочных продуктах (твороге, твердых сырах), яйцах, рыбе, в зеленых овощах, орехах. Один из источников кальция — это питьевая вода. С водой мы получаем от 10 до 30% суточной нормы кальция (в зависимости от жесткости и химического состава воды).
Кальций в воде, разные степени содержания
Одним из общеизвестных показателей качества и свойств воды является её жесткость, которая зависит от содержания в ней растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей определяет общую жесткость. Общая жесткость воды разделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов кальция и магния, и некарбонатную, определяемую концентрацией в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Жесткость воды формируется в результате растворения пород, содержащих кальций и магний. Обычно преобладает кальциевая жесткость, обусловленная растворением известняка и мела, однако в местах, где больше доломита, чем известняка, может преобладать и магниевая жесткость. В результате некоторых районах содержание кальция в воде может доходить до 300 мг/литр. Есть питьевые воды, которые продаются в магазинах, с содержанием кальция до 100 мг/литр. И здесь важно отметить, что 80% растворимого кальция мы получаем именно с водой. Таким образом, постоянное употребление воды с высоким содержанием кальция может привести к возникновению мочекаменной болезни и другим проблемам со здоровьем.
Выдержка из «Руководства по контролю качества питьевой воды». Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ). Женева 1987 год
| Содержание кальция в воде | Поступление кальция в неделю (мг) | Поступление с водой(%) | ||
| только вода | только пища | общее | ||
| 25 мг/л | 350 | 7000 | 7350 | 5 |
| 100 мг/л | 1400 | 7000 | 8400 | 17 |
| 200 мг/л | 2800 | 7000 | 9800 | 29 |
общее кальция поступление с пищей и водой: 1000 мг кальция в сутки
Типичный вклад воды в общее поступление кальция в организм составляет около 10-20 %.
Недостаток кальция в организме
Продолжительный дефицит кальция в ежедневном рационе приводит к судорогам, болям в суставах, остеопорозу, проблемам с ЖКТ, сердечно-сосудистой системой. Симптомами недостатка кальция является повышенная сонливость, раздражительность, ломкость ногтей, проблемы с кожей и зубами.
Как уже было отмечено, 80% растворенного кальция человек получает с питьевой водой. При этом, практически все жидкости в системе человеческого организма являются либо нейтральными, либо слабощелочными, за исключением желудочного сока: рН желудочного сока составляет — 1,0; здоровой крови — 7,43; здоровой лимфы — 7,5; слюны — 7,4. Повышение кислотности водной среды организма является одной из причин многих заболеваний. Появляются нарушения иммунной системы, плохо усваиваются витамины и микроэлементы, возникают заболевания сосудов, сердца, суставов, крови и многие другие патологические состояния организма. При этом организм постоянно ищет резерв щелочи для нейтрализации лишних кислот, т.к. кальций, помещенный в любую жидкость, нейтрализует избыточную кислотность. И резерв этот – костная ткань, зубы, суставы. В результате происходит «вымывание» кальция из костей, развивается остеопороз, появляются наросты, т.к. организм начинает строить кости из стронция.
По оценке специалистов Института Питания РАМН к 40 годам дефицит кальция наблюдается у 50% населения, к 60 годам у 90 %. Следует отметить, что при напряженной физической работе, усиленных тренировках, ограничении движений, чрезмерном употреблении кофе, энергетических напитков и алкоголя, также происходит интенсивное выведение солей кальция из организма.
Избыток кальция
Дефицит кальция может стать причиной более 100 заболеваний. Но избыток кальция в организме может вызвать гиперкальцемию (избыточное содержание кальция в крови) и вызвать нарушения в функционировании мышечных и нервных тканей, свертываемости крови, усвояемости цинка клетками костной ткани, вызывать появление камней в почках и другие проблемы.
Как говорится в руководстве по качеству питьевой воды ВОЗ «высокие концентрации минеральных веществ в воде увеличивают жидкостную нагрузку на почки, особенно сильно это проявляется у маленьких детей. Комитет по проблемам питания Немецкого Общества Педиатров настаивает, что потребители питьевой воды должны иметь ясное представление о концентрациях кальция и магния в питьевой воде, и ссылок на жесткость воды для этого недостаточно. Дети в конце периода грудного вскармливания, которые получают в основном детское питание на растительной основе и дети раннего возраста, употребляющие вегетарианскую пищу, могут получать значительное количество кальция и/или магния из питьевой воды».
Основными симптомами избытка кальция в организме являются снижение или потеря аппетита, появление тошноты, рвоты, жажды. Человек ощущает слабость, могут появиться ночные судороги. Появляются запоры, боли в низу живота. Если не устранить избыток кальция вовремя, возможны также нарушения функций головного мозга, приводящие к галлюцинациям, спутанности сознания и нарушениям сна.
В своей книге «Научные основы здорового питания» академик, д.м.н., директор Института Питания РАМН, профессор В.А.Тутельян пишет: «Человек может прожить без еды не более 90 дней, однако если лишить его кислорода, то смерть наступит через несколько минут, без воды человек может прожить лишь несколько дней. В этой повышенной зависимости людей от воды наблюдается странная ирония природы: человек едва ли протянет более 72 часов без воды, однако именно вода в большинстве случаев – основная причина старения и человека, и многих животных. Более того, вода не только вызывает преждевременное ослабление функций организма, но и причиняет человеку много страданий из-за насыщенности карбонатами магния, кальция и другими неорганическими минеральными веществами, вредными для тела».
Известный ученый, академик Одесской региональной академии наук, автор книг «Как родить здорового малыша», «Вода здоровья и долголетия», Н.Г. Друзьяк, долгое время занимался изучением факторов, определяющих долгожительство в определенных районах Евразии. В результате 20-летней работы он определил, что одной из главных причин долгожительства в Якутии, Абхазии, Дагестане, Нагорном Карабахе, а также в некоторых районах Северного Кавказа, в Нахичеване и в Лерикском районе Азербайджана, является местная природная вода с содержанием ионов кальция в пределах от 8 до 20 мг/л. Там, где содержание кальция в воде было меньше или больше указанного интервала, число долгожителей резко снижалось. О полезных свойствах воды с невысоким уровнем содержания кальция пишет также в своей книге «Вода – наместник Бога на Земле» Юрий Андреев. Об этом же говорит д.м.н., профессор и академик РАЕН Иван Павлович Неумывакин в книге «Вода − жизнь и здоровье. Мифы и реальность» и многие другие ученые и исследователи.
Вывод
Таким образом, излишки, как и недостаток минералов, микро-макроэлементов, в том числе кальция, в воде могут привести к серьезным проблемам со здоровьем. Именно поэтому лучшим выбором является вода, обладающая сбалансированным минерально-солевым составом в пределах 150-350 мг/л с содержанием кальция 8-25 мг/л.
Физиологически полноценная питьевая вода
Физиологически полноценная питьевая вода — это вода, содержащая минеральные вещества, необходимые организму человека в строго определенных количествах. Санитарными нормами и правилами (СанПиН) определены жизненно важные элементы, содержание которых регламентировано (йод, фтор, кальций, магний, калий и др., всего более 100 показателей).
Аквалайн — физиологически полноценная питьевая вода ФППВ (47;78) для жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области – региональный эталон питьевой воды.
Физиологически полноценная питьевая вода «Аквалайн Природная Премиум» добывается в экологически безупречных местах Карельского перешейка на расстоянии 70 км от Санкт-Петербурга из артезианской скважины с глубины 170 метров. На такой глубине отсутствует патогенная бакофлора, вода проходит естественную минерализацию и фильтрацию и не требует дополнительной обработки. При производстве не нарушаются исходный баланс микроэлементов, структура и свойства воды. Розлив воды осуществляется непосредственно на источнике в автоматическом режиме по методу «непрерывной струи». Общий уровень минерализации воды «Аквалайн» — 150-350 мг/литр является оптимальным, в том числе по минерально-солевому составу и органолептическим свойствам для жителей Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Такая вода несет пользу на молекулярном уровне, сохраняя естественный водный баланс организма и обеспечивая поступление необходимых ему минеральных веществ, микро и макронутриентов.
Источники:
- В.А. Тутельян «Научные основы здорового питания»
- И.П. Неумывакин «Вода − жизнь и здоровье. Мифы и реальность»
- Ю. Андреев «Вода – наместник Бога на Земле»
- М. Ахманов «Вода, которую мы пьем»
- Рекомендации ВОЗ
§ Оригинал статьи находится на сайте godin.me