CC BY
114
УДК 612.014.461.3(001.8)+613.31+542.93
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ СТЕПЕНЬЮ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРИРОВАННОСТЬЮ ВОДЫ © Фаращук Н.Ф., Цюман Ю.П.
Смоленская государственная медицинская академия, Россия, 214019, Смоленск, ул. Крупской, 28
Резюме: Увеличение концентрации солей в питьевой воде приводит к повышению содержания в ней структурированной фракции. Оценивая качество воды, следует учитывать соотношение обоих этих показателей. Более ценной для организма будет такая вода, структура которой обеспечивается адекватными методами очистки и обработки, а не высоким содержанием солей.
Ключевые слова: вода, структура, минерализация
CORRELATION BETWEEN THE DEGREE OF MINERALIZATION AND STRUCTURING OF WATER Farashchuk N.F., TsyumanYu.P.
Smolensk State Medical Academy, Russia, 214019, Smolensk, Krupskaya St., 28
Summary: The increase in concentration of salts in potable water leads to increase in amount of the structured fraction in it. Estimating the quality of water, it is necessary to consider a ratio both of these parameters. Water, which structure is provided with adequate methods of clearing and processing, instead of the high amount of salts, will be more valuable to an organism.
Key words: water, structure, mineralization
Введение
Согласно современным представлениям, вода является гетерогенной системой, которая представлена в виде свободной (жидкой) фракции и ассоциированной фазы (кластеров), представляющих собой структуры полиморфных льдов [5, 9, 10]. Особенностями структурированной воды является то, что она свободно диффундирует через клеточную мембрану, способствуя быстрому проникновению внутрь клетки растворенных в ней веществ [13]. Структурированная вода выполняет роль триггерного механизма передачи энергии между внешней средой и метаболическими процессами. Изменения в структуре связанной воды отражаются в организмах в виде искажения структуры белковых молекул, что приводит к возникновению различных заболеваний [2]. Содержание структурированной фракции в воде различно и зависит от многих физических и химических факторов, а также от бытовых условий [8, 10, 11]. В природе вода никогда не встречается в виде химически чистого соединения. Являясь универсальным растворителем, она несет в себе большое количество различных элементов и соединений, состав и содержание которых зависят от условий получения питьевой воды. Бутилированная вода также имеет определенную степень минерализации, причем у воды различных производителей содержание солей может значительно различаться. Технология очистки и различные способы обработки воды будут влиять как на степень минерализации, так и на содержание в ней структурированной фракции. Активность воды, используемой для поддержания жизнедеятельности организма, должна соответствовать определенному диапазону структурированности [6, 7, 12]. Ранее нами (2006), при использовании дилатометрического метода определения структуры воды, в экспериментах на крысах и лягушках показано, что наибольшую биологическую активность в отношении общей и сердечной работоспособности проявили образцы воды с содержанием жидкокристаллических ассоциатов (ЖКА) от 4,9 до 6,9%, а для биотестовых организмов различных трофических уровней (растения, гидробионты) выявлен более широкий (69%) биологически значимый диапазон содержания ЖКА. Такой диапазон структурного оптимума можно объяснить, наряду с другими причинами, тем, что в данном исследовании не учитывалась степень минерализации образцов воды. В то же время известно, что ионы в водном растворе подвергаются гидратации. Особенно сильно этот процесс идет в окружении ионов с положительной гидратацией. Это ионы, имеющие высокую плотность заряда, такие как №+, Mg2+, Al3+, Fe3+, О-, HCO3-; они прочно связывают молекулы воды в гидратной оболочке. Ионы с положительной гидратацией способствуют увеличению в растворе содержания структурированной воды. Этот факт имеет особенно существенно важное значение для водопроводной воды, которая во многих регионах России, в том числе в Смоленской области, содержит повышенное количество ионов железа [3].
Целью данного исследования было изучение взаимосвязи между степенью минерализации различных образцов питьевой воды и содержанием в них структурированной фракции.
Методика
Для исследования была использована вода из централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Смоленска, родниковая, бутилированная вода марок «Источник жизни», «Акваминерале», «Лекор», «Бонаква», «Серебряная капель», «BiTA», «Ключ здоровья». Образцы водопроводной воды отбирались следующим образом: вода из водопроводного крана в течение 5 минут выпускалась в раковину, затем набиралась в чистые сухие химические стаканы на 200 мл, отстаивалась в течение 10 минут для удаления пузырьков воздуха. Для определения содержания структурированной фракции в образцах воды нами использовался капиллярный дилатометрический метод [10]. Этот метод не предусматривает какого-либо воздействия на воду и основан на свойстве воды увеличиваться в объеме при переходе в кристаллическое состояние. B каждом образце воды проводилось по 27 определений.
Для определения содержания минеральных солей в представленных образцах воды мы использовали гравиметрический метод [4] и рассчитывали содержание сухого остатка в процентах к исходной массе воды.
Обработка данных и анализ результатов исследования были проведены с использованием программы Microsoft Office Excel (2003).
Результаты исследования и их обсуждение
Основные результаты представлены в таблице.
Таблица. Содержание структурированной фракции и сухого остатка в питьевых водах
ОБРАЗЦЫ ВОДЫ СОДЕРЖАНИЕ структурированной фракции, % (M±m) СОДЕРЖАНИЕ сухого остатка, % (M+m)
Вода «ВГГА» 1,76+0,44 0,0082+0,001
Вода «Лекор» 4,25±0,37 0,0102+0,002
Вода «Акваминерале» 5,01+0,42 0,0184+0,002
Вода «Источник жизни» 6,67+0,27 0,0232+0,002
Вода «Бонаква» 6,27+0,40 0,0414+0,004
Родниковая вода 7,30+0,48 0,0372+0,0006
Вода «Серебряная капель» 7,31+0,47 0,0454+0,002
Водопроводная вода 6,14+0,55 0,0540+0,001
Вода «Ключ здоровья» 7,11+0,32 0,0394+0,005
Как оказалось, небольшое количество структурированной фракции содержится в воде «В1ТА» -1,76%, среднее значение в воде «Акваминерале» - 5,01%, высокие значения в родниковой воде -7,30%, а также в воде «Серебряная капель» - 7,31% и «Ключ здоровья» - 7,11%.
Однако не следует считать, что вода с более высоким содержанием структурированной фракции является более качественной и биологически более ценной. Например, водопроводная вода, в которой 6,14% структурированной фракции, что соответствует биологическому оптимуму, содержит наибольшее количество солей - 540 мг/л, что, по-видимому, и обеспечивает высокую степень структурированности. Водопроводную воду из централизованной системы хозяйственно-
питьевого водоснабжения г. Смоленска гигиенисты не относят к воде, соответствующей высоким требованиям качества.
С другой стороны, вода «Лекор», которая относится к питьевым водам высшей категории качества, содержит 4,25% структурированной фракции, по исследованиям Т.Г. Авдеевой и соавт. (2007), проведенным в детских дошкольных учреждениях г. Смоленска, показала себя физиологически полноценной бутилированной водой. На фоне употребления этой воды было отмечено статистически достоверное уменьшение частоты заболеваний у детей. У них достоверно реже регистрировались обострения аллергических заболеваний, острые кишечные заболевания и обострения патологии желудочно-кишечного тракта.
Не проводя специальных исследований, нельзя сделать заключение о биологической ценности вод «Серебряная капель», «Ключ здоровья», «Бонаква», в которых содержание структурированной фракции высокое и колеблется от 6,27 до 7,31%, однако и содержание солей варьирует в довольно высоких пределах - от 394 мг/л в воде «Ключ здоровья» до 454 мг/л в воде «Серебряная капель». Пока остается неясным и вопрос об оптимальном соотношении двух показателей: содержания структурной фракции и степени минерализации в питьевой воде. Это предмет дальнейших исследований, в которых необходимо учитывать не только количество сухого остатка, но и качественный состав содержащихся ионов.
Сопоставляя результаты наших исследований и данные о зависимости биологической ценности воды от степени ее структурированности, полученные другими авторами, можно сказать, что из двух образцов, при равном содержании в них структурированной фракции, физиологически адекватной будет та вода, в которой ее структура обеспечивается методами обработки, а не высоким содержанием солей.
Заключение
Проведенные исследования показывают, что по мере увеличения количества сухого остатка в воде увеличивалось содержание структурированной фракции. Таким образом, количество минеральных солей в воде является важным фактором, влияющим на содержание в ней структурированной фракции, что необходимо учитывать при оценке качества питьевой воды.
Литература
1. Авдеева Т.Г., Авчинников A.B., Морозова Е.В. Влияние качества питьевой воды на состояние здоровья детей в детских дошкольных учреждениях // Вопр. детск. гастроэнтерологии. - 2007. - Т.5, №1. - С. 4748.
2. Иванов A.B., Тафеева Е.А., Давлетова Н.Х. и др. Современные представления о влиянии качества питьевой воды на состояние здоровья населения // Вода: химия и экология. - 2012. - №3. - С. 48-53.
3. Крутилина Г.Н. Гигиенические особенности содержания железа в водопроводной воде // Гигиенические и эпидемиологические проблемы охраны окружающей среды и укрепления здоровья населения Смоленской области: Тез. докл. научн.-практ. конф. - Смоленск. - 1987. - С. 39.
4. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов / Под ред. А.П. Шицковой. - М.: Медицина, 1990. - 400 с.
5. Петрович Ю.А., Подорожная Р.П., Киченко С.М. и др. Современные представления о структуре, свойствах, транспорте воды в организме человека и их значение для стоматологии // Рос. стоматолог. журнал. - 2007. - №6. - С. 45-48.
6. Рахманин Ю.А., Стехин А.А., Яковлева Г.В. Структурно-энергетические изменения воды и ее биологическая активность // Гигиена и санитария. - 2007. - №5. - С. 34-36.
7. Савостикова О.Н., Стехин А.А., Яковлева Е.В. и др. Криофизический метод оценки содержания структурированной фазы воды// Гигиена и санитария. - 2007. - №6. - С. 46-50.
8. Савостикова О.Н., Стехин А.А., Яковлева Г.В. и др. Температурная зависимость структурированного состояния воды // Гигиена и санитария. - 2009. - №5. - С. 18-20.
9. Фаращук Н.Ф., Никитин Г.А., Маслова Н.Н. и др. Структура воды в крови: клинические аспекты / Под ред. проф. Н.Ф. Фаращука. - Смоленск: СГМА, 2007. - 300 с.
10. Фаращук Н.Ф., Рахманин Ю.А. Вода - структурная основа адаптации. - Москва-Смоленск, 2004. - 180 с.
11. Фаращук Н.Ф., Теленкова О.Г. Результаты биотестирования воды с различным содержанием структурированных ассоциатов // Сб. докл. 7-го Междунар. конгресса «Вода: экология и технология» Экватек-2006. - М., 2006. - С. 1054-1055.
12. Федосеева В.Н., Михайлова Р.И., Савостикова О.Н. и др. Влияние структурированности воды на формирование ее биологической активности по отношению к фагоцитарной активности лейкоцитов и клеточного звена иммунитета // Гигиена и санитария. - 2009. - №5. - С. 82-84.
13. Lombardo T. G., Giovambattista N., Debenedetti P. G. Structural and mechanical properties of glassy water in nanoscale confinement // J. Faraday Discuss. - 2009. - N141. - P. 359-376.
Информация об авторах
Фаращук Николай Федорович - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей и медицинской химии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава России. E-mail: obmedhim@sgma.info
Цюман Юлия Петровна - старший преподаватель кафедры общей и медицинской химии ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Минздрава России. E-mail: obmedhim@sgma.info
