Раздел 4. Вода – составная часть биосферы

Раздел 4. Вода – составная часть биосферы

Вода – это самый распространенный на Земле минерал. писал, что вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало.

4.1. Физико-химические свойства воды

Чистая, без примесей вода прозрачна, бесцветна и не имеет запаха. Это единственный на нашей планете минерал, который встречается в естественных условиях в трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Воду можно рассматривать с химической точки зрения как оксид водорода или гидрид кислорода.

Из химических свойств воды одним из важнейших является способность ее молекул к диссоциации, т. е распадаться на ионы, а также колоссальная способность к растворению веществ различной химической природы.

Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью ее молекул и, как следствие, ее чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью Разноименные электрические заряды и, в частности, ионы притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем они бы притягивались в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разобщить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ.

Диссоциация (распадение) молекул воды на ионы в обычных условиях весьма мала: диссоциирует одна молекула из полумиллиарда.

Н2О ® Н+ + ОН - (4.1)

2 Н2О ® Н3О+ + ОН (4.2)

Нужно заметить, что из приведенных выше реакций первая (4.1) носит условный характер, так как в водной среде не может существовать лишенный электронной оболочки протон Н+, он мгновенно соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксония Н3О+.

Принципиально возможно, что ассоциаты водных молекул распадаются на весьма тяжелые ионы, такие как:

8 Н2О ® Н9О+4 + Н7О -4 (4.3)

тогда реакция (4.1) – всего лишь схематическое общее изображение более сложных реакций.

Вода обладает слабой реакционной способностью. Некоторые активные металлы способны вытеснять из нее водород:

2 Na +2 Н2О ® 2NaOH +H2­ (4.4)

а в атмосфере свободного фтора вода может гореть:

2F2 + 2 Н2О ® 4HF +O2 (4.5)

В научной литературе опубликованы данные по многообразным характеристикам воды, в частности, аномальная вода (или супервода) достигает максимальной плотности при температуре t = - 10oC, ее вязкость в 10 – 15 раз меньше классической воды, имеет полимеры (Н2О)3 и (Н2О)4.

Установлено наличие сверханомальной воды, которая не имеет максимальной плотности, не кристаллизуется (даже при t = - 100oC), а застекловывается, как смола. Академик считает, что это новое четвертое агрегатное состояние воды – смолообразное и ставит его в ряд с открытием новых химических элементов.

Метаболическая вода – специальная жидкость, которая вырабатывается живым организмом, обладающая свойством противодействия «усыханию», иными словами, «старению». В то же время, как считают некоторые ученые, метаболическая вода сама способна к старению и превращению в «мертвую» воду.

Многие ученые склонны выделять «талую» воду, повышающую урожайность; «магнитную» воду, препятствующую карбонатообразованию; «электрическую» воду, ускоряющую цветение некоторых растений; «сухую» воду, состоящую из 90 % Н2О и 10 % Н2SiO4, а также p-воду, «черную», «помнящую» и т. д. Многие из этих видов воды обладают специфическими свойствами, некоторые носят гипотетический характер.

Так как вода растворяет практически все вещества, кроме жиров и весьма ограниченного числа минералов, поэтому в природе не бывает практически чистой воды, она всегда раствор большей или меньшей концентрации.

Вода представляет собой главным образом жидкость, т. е. подвижное тело, что позволяет ей проникать в самые разнообразные тела и среды и двигаться в различных направлениях, одновременно транспортируя растворенные в ней вещества. Этим она обеспечивает обмен веществ в географической оболочке, в том числе между живыми организмами и средой. Вода способна преодолевать гравитацию даже в жидком состоянии, поднимаясь по тончайшим капиллярам. Это определяет возможности циркуляции воды в горных породах и почвах; кровообращение у животных; движение соков растений вверх по стеблям.

Вода обладает способностью смачивать, «прилипать» к различным поверхностям. Электрические силы взаимодействия способны связывать воду вокруг твердых частиц минералов, существенно изменяя ее характеристики. Например, температура ее замерзания становится равной t = - 4oC (в обычных условиях t = 0oC), плотность r = 1,4 г/см3 (в обычных условиях r = 1,0 г/см3).

Относительно происхождения воды на Земле есть две основные точки зрения. Согласно одной – вода образовалась в результате синтеза из водорода и кислорода при выделении их из недр Земли на первых этапах ее существования. По версии академика вода попала на Землю при формировании планеты из космического пространства.

4.2. Питьевая вода

По данным ООН уже сегодня 80 стран мира сталкиваются с проблемами нехватки пресной воды, а 31 государство стоит под угрозой водного кризиса, причем это касается только количества пресной воды, не говоря уже о ее качестве.

Как решается проблема с питьевой водой сегодня на государственном уровне в России? Вопрос сложный, т. к. соответствующие законы о питьевой воде не приняты до сих пор. Хотя нормы качества воды у нас одни из самых высоких среди развитых стран. Традиционная система водоподготовки не улучшает качества питьевой воды, в основном из-за принятой системы обеззараживания воды хлорированием. Система очистки и водоподготовки не устраняет из забираемой воды элементов техногенного происхождения: железа, меди, алюминия, стронция, кадмия и др. Даже если концентрация этих элементов не превышает ПДК, они мигрируют в токсичных ионных формах, что может приводить к нежелательным последствиям для здоровья.

4.2.1. Особенности городского водоснабжения

По данным лаборатории питьевого водоснабжения НИИ экологии человека и окружающей среды РАМН, 90% водопроводных сетей подают в дома воду, не отвечающую санитарным нормам. Главная причина наличия в водопроводной воде вредных для здоровья нитратов, пестицидов, нефтепродуктов и солей тяжелых металлов – это катастрофическое состояние водопроводных и канализационных систем. Соединение канализационных вод с выбросами предприятий дает добавочный эффект: к перечисленным выше химическим составляющим питьевой воды добавляют и бактерии – кишечные палочки, патогенные микроорганизмы, холерный вибрион и т. д.

Можно привести массу примеров экологических катастроф в нашей стране. Совсем недавно зоной экологического бедствия стала территория г. Уфы, где жители в течение нескольких дней вынуждены были употреблять воду, загрязненную фенолами до 500 ПДК и продуктами их трансформации. В конце 1999 г. в Кузбассе вспыхнула мощная вспышка дизентерии, причиной которой была водопроводная вода. В Москве и области в водопроводной воде отмечена большая концентрация железа, что приводит к заболеваниям печени, крови и вызывает аллергические реакции, а наличие в ней стронция способствует развитию рахита и хрупкости костей.

И подобных примеров по стране очень много. Почти 50 % питьевой воды в России не удовлетворяет нормам по качеству.

4.2.2. Особенности родниковых вод

За последние годы в Москве и во многих городах и поселках России, наметился настоящий родниковый бум. Многие горожане решили позаботиться о личном водоснабжении самостоятельно, и устремились к природным источникам. Если в г. Москве и остались места, где можно найти очередь, так это – родники. Всенародная любовь к родникам побудила специалистов провести анализ 51 источника в Москве. Анализ источника парка Коломенское показал существенное превышение ПДК по селену, нитратам, коли-индексу; родников в Битцевском лесопарке, Ясенев, Крылатском и Нескучном саду – превышение по кадмию и селену. Анализ родников на Воробьевых горах показал превышение по кадмию и общей жесткости воды. Кадмий – это элементарный генетический яд, разрушающий структуры ДНК, поражает почки и кости. Родники в Филевском лесопарке содержат запредельную концентрацию марганца. Кроме того, в большинстве обследованных родников обнаружено присутствие в больших концентрациях, превышающих допустимый уровень, нефтепродуктов, азотных соединений и других вредных элементов, делающих родниковую воду непригодной для питья. Все это объясняется анализом путей, по которым формируются подземные стоки, питающие родники. Оказалось, что почти для всех родников источником служат атмосферные осадки, а нередко и воды техногенного происхождения. При сильном загрязнении почва перестает служить фильтрационным барьером. Атмосферные осадки вымывают вредные вещества и несут их с ключевой водой на поверхность, где она потребляется населением.

Вода из артезианских скважин создает ложное представление о чистой воде. Бесспорно, она чистая, если речь идет об органических соединениях, бактериях, вирусах и хлоре. Но вместо них артезианская вода насыщена вредными неорганическими элементами, солями тяжелых металлов, концентрация которых тем больше, чем глубже скважина, и вывести их бытовым фильтром не просто.

По поручению Минздрава Москвы Научным центром экологической токсикологии проведено исследование артезианских скважин в г. Зеленограде Московской области. Это было вызвано тем, что г. Зеленоград среди Московских районов всегда был лидером по детской заболеваемости. Болезни почек, желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы превосходили среднестатистические показатели в шесть-семь раз. Анализ водоисточников показал, что в зеленоградской воде семь токсичных веществ. Шесть из них (кроме железа) относятся ко второму классу опасности (так называемые высокоопасные вещества). Это – литий, бор, стронций, алюминий, фтор и барий. Концентрация этих веществ превышала предельно допустимую концентрацию в два-три раза, а суммарный критерий токсичности эти соединения превысили в шесть-восемь раз.

4.2.3. Особенности минеральных вод

Прежде всего, необходимо строго усвоить, что минеральные воды – это не питьевая вода. Утолять жажду даже такими популярными минеральными водами, как «Боржоми», «Нарзан», «Ессентуки» и другими нельзя. На минеральной воде никому в голову не приходит готовить пищу. Минеральная вода – это такое же лекарство, как и любое другое, и пользоваться ею можно только по назначению врача и в строго определенных дозах. Содержание минеральных солей в ней превышает в три-пять раз допустимую для здорового человека концентрацию. Излишнее количество минеральных солей, поступившее с водой в организм, может способствовать образованию камней в почках и заболеванию печени.

Все города России можно условно разделить на четыре группы по степени сложности экологической ситуации:

1.  высокий уровень;

2.  средний уровень;

3.  незначительный уровень.

В первую группу входят 24 города. Среди них две столицы с населением в несколько миллионов человек: Москва и Санкт-Петербург; города Кузбасса (Кемерово, Новокузнецк); центры металлургической промышленности с полным производственным циклом (Магнитогорск, Череповец, Нижний Тагил, Челябинск, Новосибирск); центры нефтеочистки и нефтехимии (Уфа, Ангарск, Дзержинск и другие). Самый грязный город России – Норильск.

Для городов с высоким уровнем экологической опасности характерно наличие десятков различных высоко токсичных элементов в воде, атмосфере и почве. Во многих случаях концентрация этих элементов в окружающей среде гораздо выше нормальной. Это объясняет возросший риск различных групп заболеваний: онкологических, респираторных заболеваний, сердца, печени, эндокринной, нервной и сосудистой систем, а также врожденные дефекты.

4.2.4. Воздействие хлора на организм

Половина населения России получает воду, опасную для здоровья. Загрязненная вода вызывает до 80% всех известных болезней и на 30% ускоряет процесс старения.

Сейчас обеззараживание воды, поступающей из природных водоемов, проводится в основном при помощи хлора. Но никто не задумался над тем, что хлор, образуя соединения (всего их идентифицировано 11), превращается в медленного убийцу. Производные хлора (хлороформ, хлорофенол, хлориды, остаточный хлор и т. д.) обладают онкогенным (канцерогенным) и мутагенным действием, то есть способны влиять на генетический аппарат человека. Высокое содержание в воде хлора и его соединений провоцирует респираторно-вирусные заболевания, пневмонию, гастриты и, что самое страшное, - онкологические заболевания. Согласно данным Американского национального онкологического института на счет хлороформа, содержащегося в питьевой воде, можно отнести около 2% случаев заболевания раком почек и печени. Такое же заключение вынесли и финские ученые. Несмотря на это, хлор продолжает активно применяться для обеззараживания воды. Более того, исследования последних лет показали, что многие вирусные загрязнения устойчивы к воздействию хлора. Если же в воду попадает фенол, то такое сочетание чревато образованием диоксинов, которые относятся к категории особо опасных веществ даже в микроскопических дозах.

Проникновение воды в организм через пищевод может быть не единственным и даже не основным источником риска, так как поглощение вредных веществ через кожу сильно недооценивалось. Продолжительный горячий душ может быть опасен. Токсичные вещества вдыхаются в высоких концентрациях. Летучие органические вещества испаряются из воды в душе или ванной. Скромные подсчеты показывают, что риск заражения при вдыхании может быть таким же серьезным, как и питье воды, то есть вдыхание во время принятия душа равносильно выпиванию 2-х литров воды в день. В связи с наличием хлора в воде, принятие душа является причиной повышения уровня хлороформа практически в каждом доме.

Когда вы дышите воздухом в душе или ванной, ваш организм может получить в 6-100 раз больше химических веществ, чем когда вы пьете воду.

4.2.5. Водопроводные системы

По данным Международной академии экологии и природопользования изношенность наших трубопроводов составляет 65%, а более 50% утратили герметичность. При такой почти аварийной ситуации в воду могут попасть нефтепродукты, стоки промышленных территорий городов. Учитывая то, что стальные трубы покрыты многочисленными трещинами и свищами, как и их канализационные «коллеги», нельзя исключить взаимного обмена воды и фекальных стоков, разбавленных технологическими продуктами. На внутренних стенках труб благополучно живут и размножаются различные бактерии и микробы. Защищаясь от изменений химического состава воды, они могут производить микродозы антибиотиков, и этому есть научные подтверждения. Потребляя такую воду, мы убиваем у себя всю кишечную флору. На заключительном этапе своего опасного путешествия вода попадает в ржавые стояки наших домов. Отсюда мы получаем достаточное количество ионов железа, представляющих в больших количествах опасность для здоровья человека. Последний штрих в этой неприглядной картине – вкус, запах и цвет воды, вытекающей из крана. Словом, здоровье нашей нации сейчас находится под угрозой. Если в ближайшее время не будут приняты новые стандарты очистки воды, то нас ожидает далеко не светлое будущее.

Из специального государственного доклада: анализ состояния водных объектов показывает, что практически все водоисточники, как поверхностные, так и подземные, подвергаются антропогенному и техногенному воздействию с различной степенью интенсивности. Санитарное состояние водоемов первой и второй категории водопользования остается неудовлетворительным. По химическим показателям улучшения не наблюдается.

В питьевой воде присутствуют паразитические микроорганизмы, в том числе и бактерия Giardia Lamblia (лямблия), вызывающая серьезные заболевания желудочно-кишечного тракта у людей, пьющих нефильтрованную воду.

Кроме того, из промышленных стоков в питьевую воду попадают посторонние примеси. Эти летучие органические вещества – растворители, очистители, удобрения, пестициды – являются исключительно токсичными для нашего организма.

Питьевая вода, поступающая по трубам, может содержать тяжелые металлы и другие загрязняющие вещества, типа ила и ржавчины. Особенно опасен свинец, даже в небольших количествах. Доказано, что свинец вызывает нарушение мозговой деятельности у детей, что приводит к проблемам в обучении и задержке в общем развитии. Свинец способствует также возникновению заболеваний почек, высокого давления, малокровия и нарушений деятельности нервной системы. Одним словом, все вредные вещества, загрязняющие окружающую среду, попадают в питьевую воду, в тех или иных количествах. И с питьевой водой – в организм человека.

4.2.6. Питьевая вода и заболевания

Питьевая вода – это, прежде всего, здоровье человека. Так как «вода – это жизнь», понятно, что естественные воды заселены разнообразными живыми организмами, нередко опасными для здоровья человека. Статистика свидетельствует, что 80% всех болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения.

Заболевания подразделяются на четыре типа:

·  заболевания, вызываемые зараженной водой (тиф, холера, дизентерия, полиомиелит, гастроэнтерит, гепатит);

·  заболевания кожи и слизистой, возникающие при использовании загрязненной воды для умывания (от трахомы до проказы);

·  заболевания, вызываемые живущими и размножающимися в воде насекомыми – переносчиками инфекции (малярия, желтая лихорадка).

От болезней, связанных с водой, страдает около 2 млрд. человек (третья часть человечества).

Для систем водоснабжения сейчас созданы стандарты, определяющие безопасность и качество питьевой воды, специальные станции подготовки воды обрабатывают естественную воду перед подачей ее в распределительные сети. Современные системы водоснабжения часто дают сбои, что приводит к вспышкам заболеваний, связанных с водой.

Облака, снег и дождь представляет собой различные состояния воды. Вода, находящаяся в газообразном состоянии, называется водяным паром. Когда говорят о количестве влажности в воздухе, обычно подразумевают количество водяных паров. Если воздух описывается как «влажный», это означает, что в воздухе содержится большое количество водяных паров. Дождь – это жидкая вода. Лед – твердая фаза воды.

4.2.7. Молекулярная структура воды

Анализ данных, полученных из спектров поглощения, показал, что три атома в молекуле воды образуют равнобедренный треугольник с двумя атомами водорода в основании и кислородом в вершине. Благодаря сильному притяжению между молекулами, у воды высокие температуры плавления (0°С) и кипения (100°С). Сжимаемость воды очень мала. Плотность воды от 0°С возрастает с увеличением температуры и максимальна при 4°С, а затем с дальнейшим повышением температуры уменьшается. Если оставить воду в открытой емкости, то она постепенно испарится – все ее молекулы перейдут в воздух. Испарение происходит даже с поверхности снега и льда, поэтому высыхает на морозе мокрое белье.

Рассмотрим основные физико-химические свойства воды и их влияние на биохимические процессы.

1.  Чистота воды – наличие в ней примесей, бактерий, солей тяжелых металлов, хлора и др.

2.  Поверхностное натяжение – это степень сцепления молекул воды друг с другом. Этот параметр определяет степень усвояемости воды организмом. Чем более «жидкая» вода, тем меньше энергии требуется организму для разрыва молекулярных связей и осуществления взаимодействия.

3.  Жесткость воды - наличие в ней солей. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения. Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистическую обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Вместе с тем, в зависимости от водородного показателя рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг*экв/л может вызвать в распределительной системе организма отложение шлаков и накипи.

4.  Кислотно-щелочное равновесие воды. Основные жизненные среды (кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. Это ведет к развитию болезней. Очень часто показатель рН путают с такими параметрами, как кислотность и щелочность воды. Важно понимать разницу между ними. рН = - lg [H+] – это показатель интенсивности, но не количества. То есть, рН отражает степень кислотности или щелочности среды, в то время как кислотность и щелочность характеризуют количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовать соответственно щелочи и кислоты. рН воды – один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде. В зависимости от величины рН может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9. Обычно принято считать, что если рН = 7 , то водная среда нейтральная, рН < 7 – кислая, рН > 7 –щелочная.

5.  Окислительно-восстановительный потенциал воды. Это способность воды вступать в биохимические реакции. Она определяется наличием свободных электронов. Это очень важный показатель для организма человека. Основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность любого организма, являются окислительно-восстановительные реакции, т. е. реакции, связанные с передачей или присоединением электронов. Во время этих реакций изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества: одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно, - восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними и есть окислительно-восстановительный потенциал (ОВП). Наибольшей окислительной способностью обладает кислород, а восстановительной – водород.

6.  Структура воды. Вода представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются в пространстве определенным образом, соединяясь в структурные конгломераты. Это позволяет жидкости составлять единую биоэнергоинформационную среду. Когда вода находится в состоянии твердого кристалла (льда) молекулярная решетка жестко ориентирована. При таянии разрываются жесткие структурные молекулярные связи. И часть молекул, высвобождаясь, образуют текучесть воды. Вся жидкость в организме структурирована. Только в таком состоянии она способна проводить энергетические импульсы.

7.  Информационная память воды. За счет структуры кристалла происходит запись биополевой информации. Это один из очень важных параметров воды, имеющий большое значение для организма человека. Вода обладает уникальным свойством – информационной памятью. Она помнит все! Каждый организм имеет свою собственную частоту излучения. Каждый вирус, бактерия тоже имеют свою частоту. Все виды этих излучений «записываются» на молекулах воды. Само же это излучение обладает таким свойством, что при встрече (накладывании) двух излучений – излучения болезни и излучения воды с записью этой болезни – от одного и того же источника, они взаимно поглощаются (уничтожаются). Отравленная вода «помнит» обо всех ядовитых процессах, тяжелых металлах, ядрах с которыми имела контакт. При попадании в организм такая вода, рано или поздно, вызовет разные виды болезненных реакций. Стереть предыдущую информацию очень трудно. Но, недавно выяснилось, процесс замерзания стирает предыдущую информацию с воды. Когда вода полностью замерзнет, а затем оттает, она становится чистой в информационном смысле.

8.  Минерализация воды. Наличие в воде макро - и микроэлементов необходимо для здоровья. Жидкости организма представляют собой электролиты, и восполнение минерального состава идет, в том числе, за счет воды.

4.3. Вода в организме человека

Все биохимические процессы у человека сводятся к химическим реакциям в водном растворе – обмену веществ в организме. Вода составляет основу нашего тела. Клетки нашего организма плавают в межклеточной жидкости как «рыбки» в аквариуме. Мы на 70% состоим из воды. Ребенок в детстве более насыщен водой, и старость, в смысле биологии, это потеря влаги клетками и истощение водных ресурсов межклеточной жидкости. Мы «высыхаем», «закисляемся» и умираем. Самая большая насыщенность водой в тканях головного мозга, печени, даже кости на 20% состоят из воды. По нашим артериям, венам, лимфатическим узлам тоже движется внутрисосудистая жидкость.

Слюна, желудочный сок, содержимое кишечника, моча, пот, слезы – все это та же вода. Мы представляем из себя систему сообщающихся сосудов, по которым непрерывно движутся потоки разнообразных жидкостей, взаимодействующих друг с другом. Каждая жидкость имеет свои, строго фиксированные свойства и характеристики. Ни на секунду не прекращается движение в межклеточных пространствах. Все это связано с поступлением питательных веществ в клетки через межклеточную жидкость и удалению отработанных продуктов через эти же пространства. Это как реки, которые текут во все стороны одновременно. Они то превращаются в болото, тогда возникает застой и болезнь, то ускоряются как горные реки, тогда все снова встает на свои места. Вода является электролитом, который служит проводящей системой для движения жизненной энергии. При помощи этой энергии мы живем. Если хоть на минуту иссякнет живой водный источник, то прекратится и сама жизнь.

Взрослый человек употребляет в среднем 2,5 л воды в сутки. Из этого количества 1,2 л приходится на питьевую воду, 1,0 л – на воду, поступившую с пищей, и 0,3 л – на воду, которая образуется в самом организме в процессе обмена веществ. Такое же количество воды выводится из организма: через почки около 50% этого объема, с потом через кожу – 32%, с выдыхаемым воздухом через легкие – 13%, через кишечник – 5%.

Недостаток воды в организме тяжело переносится человеком. Избыток воды приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение, сопровождающееся потерей солей и водорастворимых витаминов, ослабляет организм.

В процессе эволюции в организме выработался сложный и тонкий механизм, обеспечивающий нормальный водный баланс. При недостатке в организме воды появляется чувство жажды, выражающееся своеобразным ощущением сухости в полости рта и глотки. Экспериментально было показано, что центр, регулирующий водный обмен, локализуется в стволовой части головного мозга. Основной причиной возникновения жажды является нарушение оптимальных соотношений между водой, солями и органическими веществами крови, в результате чего повышается осмотическое давление жидкости организма.

Какая нам нужна вода?

Для того чтобы все биохимические процессы в организме человека протекали в оптимальном режиме, вода должна иметь определенные качества.

1.  Вода должна быть абсолютно чистая, но не дистиллированная. Она не должна содержать хлора и его органических соединений, солей тяжелых металлов, нитратов, пестицидов, ксенобиотиков, бактерий, вирусов, грибков, паразитов, простейших, органических веществ.

2.  Вода должна быть «жидкой», биологически доступной, легкоусвояемой, т. е. степень поверхностного натяжения между молекулами воды не должна быть слишком большой.

3.  Вода должна быть средней жесткости. Так как и очень жесткая и очень мягкая одинаково неприемлема для клеток.

4.  Вода должна быть нейтральная, а лучше слабо щелочная. Это позволит лучше сохранять кислотно-щелочное равновесие жидкостей организма, в большинстве имеющих слабощелочную реакцию.

5.  Окислительно-восстановительный потенциал воды должен соответствовать окислительно-восстановительному потенциалу межклеточной жидкости. Он находится в диапазоне от –100 до –200 милливольт (мВ). Тогда организму не надо будет тратить дополнительную энергию на выравнивание ОВП.

6.  Вода должна быть структурирована. Вся вода в организме структурирована, вода, которая находится в неповрежденных фруктах и овощах также структурирована.

7.  Вода должна иметь как можно меньше отрицательной информации. Передача отрицательной информации в клетку нарушает ее биоэнергоинформационные характеристики.

8.  Вода должна быть слабо минерализирована для поддержания электролитного состава жидкостей организма.

Воду мы можем: прокипятить, отстоять, профильтровать, заморозить и разморозить, электроактивировать, минерализовать, изменить рН при помощи химических методов, омагнитить, дистиллировать, воздействовать на нее светом, звуком, биополем и многое другое.

При кипячении воды уничтожаются бактерии, вода умягчается, испаряются легколетучие органические вещества и часть свободного хлора. Но возрастает концентрация солей, тяжелых металлов, пестицидов, органических веществ. Хлор, связанный с органикой при нагревании превращается в страшнейший яд – мощный канцероген - диоксин, относящиеся к категории особо опасных ядов. Диоксины более ядовиты, чем цианистый калий в 68000 раз. Мы пьем кипяченую воду, а она медленно нас убивает.

При отстаивании воды в открытой емкости не менее 3-х часов снижается концентрация свободного хлора, но практически не удаляются ионы железа, соли тяжелых металлов.

Дистиллированная вода непригодна для постоянного употребления, так как не содержит микроэлементов, необходимых организму. Постоянное применение ее приводит к нарушениям иммунной системы, сердечного ритма, процесса переваривания пищи и др.

4.4. Обеззараживание воды

Вода, предназначенная для потребления населением в питьевых и бытовых целях, должна быть безопасной в эпидемическом отношении, т. е. соответствовать нормативам по микробиологическим и паразитологическим показателям. Вода является идеальной средой для развития многочисленных форм микроорганизмов. Многие из них являются опасными для здоровья человека. К ним относят сальмонеллы, шигеллы, вибрионы, микробактерии, энтевирусы человека, амебные цисты. Они вызывают инфекционные заболевания – сальмонеллез, дизентерию, амебиаз, холеру, а так же инфекционный гепатит, полиомелит, инфекции, вызывающие поражение центральной нервной системы, мышц миокарда и кожных покровов.

Качество воды в системах водоснабжения зависит в огромной степени от состояния трубопроводов. Централизованные системы водоснабжения, как правило, обеспечивают обеззараживание природных вод. Обычно при этом используют хлор, который обеспечивает подавление болезнетворных микроорганизмов при транспортировке по трубам.

В соответствии с нормативными документами (СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения») допускается три метода обеззараживания воды:

хлорирование, обработка УФ излучением, озонирование.

В настоящее время наиболее распространено хлорирование, но в последние десятилетия все большее распространение приобретает озонирование и УФ обеззараживание. Озон яд, хотя и в меньшей степени, чем хлор. Метод УФ обеззараживания имеет явные преимущества перед другими по ряду важнейших параметров:

1.  высокая эффективность при малой продолжительности обработки – несколько секунд - и не требуются контактные емкости.

2.  Отсутствие побочного отрицательного влияния на химический состав воды. При хлорировании в воде образуются вредные галогеносодержащие соединения, при озонировании – продукты неполного окисления органических примесей (альдегиды, карбоновые кислоты и др.). Обработка УФ излучением свободна от этих недостатков, т. к. не меняет химического состава примесей воды.

3.  Отсутствие проблемы дозировки, т. к. избыточная доза облучения не влияет на состав воды.

4.  Не обнаружено образования устойчивых к УФ излучению форм микроорганизмов (в отличие от хлора).

5.  Безопасность оборудования – отсутствие реагентов высокого напряжения.

6.  Надежность оборудования, компактность, простота эксплуатации, контроля, ремонта.

7.  Не требует привлечение специально обученного персонала.

8.  Нет расходуемых веществ.

9.  Умеренная стоимость оборудования, отсутствие капитальных затрат.

Области применения УФ (бактерицидных) установок:

-  при получении питьевой воды: на этапах предварительного и/или заключительного обеззараживания. Дозы хлора, применяемые для первичного хлорирования, выше тех, которые установлены для хлорирования перед подачей в распределительную сеть, что дает наибольший вклад в образование галогеносодержащих соединений в воде. Поэтому УФ обработка может существенно улучшить показатели химической безопасности воды;

-  в производственном оборотном водоснабжении: для предотвращения биозарастания;

-  в оборотном водоснабжении плавательных бассейнов. Применение бактерицидных установок позволяет исключить хлорирование. В результате устраняется как воздействие хлора через воду на кожу, волосы, слизистую оболочку, так и попадание испаряющегося хлора в органы дыхания через воздух;

-  для обеззараживания очищенных сточных вод. В настоящее время коммунальные сточные воды после очистки чаще всего хлорируют перед сбросом. Поскольку исходная зараженность очень высока, применяют большие дозы хлора. Это негативно сказывается на состоянии почвы, растений и животных. Применение УФ обработки позволяет решить эти проблемы и даже использовать очищенные сточные воды, например, в рыбоводческих хозяйствах;

-  для обеззараживания воды, используемой для увлажнения воздуха в системах кондиционирования.

-  для получения сверхчистой воды, которая используется для ряда производств и УФ обеззараживание применяется для финишной обработки очищенной воды.

Существует мнение, что главным недостатком УФ обеззараживания является отсутствие последействия. Имеется в виду, что при хлорировании часть активного хлора остается в воде и препятствует вторичному заражению воды в трубопроводах, а в случае ультрафиолетового облучения такого «консервирующего» действия нет.

Однако, было установлено, что остаточный хлор не может рассматриваться как надежный барьер при вторичном заражении воды. Единственной гарантией предупреждения вторичного бактериального заражения питьевой воды может служить надлежащее состояние водопроводной сети и оборудования.

В ряде случаев хорошие результаты достигаются при совместном использовании ультрафиолета и хлорирования. В этом случае по сравнению с обычным хлорированием можно снизить дозы хлора в несколько раз.

Эффективность бактерицидных установок чувствительна к таким параметрам воды, как мутность, цветность, содержание железа. Если исходная вода не соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, следует применять соответствующие методы очистки. В этом отношении УФ обработка не является исключением, аналогичные требования существуют и для других методов обеззараживания.

Качество воды в природе определяется совокупностью многих физических факторов, таких как климат, рельеф местности, почвенный покров, особенность его строения, местность, а также от биологических процессов, протекающих в водоеме, и деятельности человека (регулирование речного стока, судоходство, сброс сточных вод и др.).

Состав природных вод оценивается физическими, химическими и санитарно-гигиеническими показателями.

Физические показатели:

- температура подземных вод в течение года держится в диапазоне от 8 до 12оС, а поверхностных – в зависимости от времени года в интервале 0,1 - 30 оС;

- прозрачность и мутность. Они характеризуют наличие в воде взвешенных веществ (частиц песка, глины, водорослей, ила, планктона);

- цветность воды. Обусловлена присутствием в ней органических веществ (белковых, гумусовых, дубильных, жиров, органических кислот и др.);

- привкусы и запахи. Могут быть естественного и искусственного происхождения. Вкус воды бывает соленый, горький, сладкий и кислый. А их оттенки, полученные в результате вкусовых ощущений, называют привкусами. Запахи могут быть естественного (рыбный, сероводородный, гнилостный, болотный, ароматический и др.) и искусственного происхождения (хлористый, фенольный, аптечный, аммиачный и т. д.).

Химические показатели.

Вода характеризуется ионным составом:

- натрий, калий;

- хлориды, сульфаты;

- карбонаты, бикарбонаты (они все вместе обусловливают щелочность воды);

- кальций, магний (влияют на жесткость воды);

- железо и марганец (в зависимости от рН могут находиться либо в окислительной, либо в восстановительной форме в виде комплексов, коллоидов, дисперсных частиц);

- силикаты могут присутствовать в органических и неорганических формах;

- фтор, необходимый в биологическом питании для предотвращения таких заболеваний, как кариес и флюороз, в концентрации 0,7 – 1,5 мг / л, содержится в виде аниона;

- азотсодержащие вещества (ионы аммония, нитриты и нитраты), внесенные с бытовыми, промышленными и дренажными сточными водами и кислотными дождями.

Санитарно-гигиенические показатели.

Токсические вещества (стронций, свинец, ртуть, бериллий и др.), а также радионуклиды.

В основном это антропогенные продукты. Растворенные в воде газы – кислород, углекислый газ, сероводород, метан, аммиак (обусловливают запахи и коррозионную активность воды по отношению к трубопроводам и оборудованию).

В настоящее время существуют две главных проблемы водных ресурсов:

1) уменьшаются запасы пресной воды, пригодной для хозяйственно-питьевых нужд, по причинам нерационального их использования и загрязнения;

2) происходит загрязнение Мирового океана нефтепродуктами и отходами других производств.