ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЛНОЦЕННОСТЬ ПИТЬЕВОЙ БУТИЛИРОВАННОЙ ВОДЫ

PHYSIOLOGICAL USEFULNESS OF DRINKING BOTTLED WATER

Alexey Berezhnoy

Graduate student G.V. Plekhanov Russian University of Economics,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

Питьевая вода является основой жизни и оказывает существенное влияние на физиологические процессы в организме человека.  В данной статье рассматривается понятие физиологической полноценности питьевой воды, включающее в себя не только безопасность в отношении токсичных веществ и микроорганизмов, но и оптимальный минеральный состав и физико-химические свойства. Представлен обзор исследований, посвященных влиянию различных характеристик питьевой воды на здоровье человека, включая сердечно-сосудистую систему, костную ткань и общее состояние организма. Особое внимание уделяется проблеме дефицита микро- и макроэлементов в питьевой воде и возможным путям его решения.

ABSTRACT

Drinking water is the basis of life and has a significant impact on the physiological processes in the human body. This article discusses the concept of the physiological usefulness of drinking water, which includes not only safety against toxic substances and microorganisms, but also optimal mineral composition and physico-chemical properties. An overview of studies on the effects of various characteristics of drinking water on human health, including the cardiovascular system, bone tissue, and general body condition, is presented. Special attention is paid to the problem of deficiency of micro- and macronutrients in drinking water and possible ways to solve it.

Ключевые слова: здоровье, питьевая вода, физиологическая полноценность, качество воды, безопасность.

Keywords: health, drinking water, physiological usefulness, water quality, safety.

Физиологически полноценной считается питьевая вода, которая обеспечивает потребности организма в необходимых веществах и микроэлементах, способствует поддержанию водно-солевого баланса и нормальной жизнедеятельности клеток. Бутилированная вода, являясь одним из основных источников жидкости для многих людей, должна соответствовать строгим требованиям по составу и качеству. Несмотря на многочисленные исследования в области гигиены питания и здравоохранения, остаются нерешенными вопросы относительно оптимального минерального состава воды, необходимого для поддержания здоровья[1].

Актуальность. Вопрос физиологической полноценности питьевой бутилированной воды является одной из ключевых проблем современности, поскольку вода играет важнейшую роль в поддержании жизнедеятельности организма человека. С развитием промышленности и урбанизацией качество природных источников воды ухудшается, что делает необходимым использование очищенной и бутилированной воды. Однако не вся такая вода одинаково полезна. В условиях роста потребления бутилированной воды актуальным становится вопрос её состава, безопасности и влияния на здоровье человека. Исследования показывают, что содержание различных микроэлементов, солей и минералов в воде может существенно варьироваться, оказывая как положительное, так и отрицательное воздействие на организм. Именно поэтому изучение физиологической полноценности бутилированной воды имеет важное значение для обеспечения здоровья населения и предотвращения возможных негативных последствий её употребления.

Физиологическая полноценность питьевой бутилированной воды — это способность воды удовлетворять физиологические потребности человеческого организма, обеспечивая необходимые элементы для нормального функционирования всех органов и систем. Это понятие включает в себя не только химический состав воды, но и её безопасность, биодоступность содержащихся в ней веществ, а также соответствие санитарным нормам и стандартам качества[2].

Вода – один из важнейших компонентов, обеспечивающих жизнедеятельность всех живых организмов. Потребление качественной питьевой воды является необходимым условием для поддержания здоровья и профилактики различных заболеваний. Современные требования к питьевой воде определяют ее безопасность по микробиологическим, токсикологическим и органолептическим показателям. Однако, в последние годы все больше внимания уделяется понятию "физиологической полноценности" питьевой воды, которое включает в себя не только отсутствие вредных веществ, но и наличие в оптимальных концентрациях необходимых для организма микро- и макроэлементов.

Во многих регионах мира наблюдается дефицит определенных минеральных веществ в питьевой воде, что может приводить к развитию различных заболеваний. Например, дефицит кальция и магния может способствовать развитию остеопороза и сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому, изучение физиологической полноценности питьевой воды и разработка методов ее коррекции является актуальной научной и практической задачей.

Вода содержится во всех органах и тканях организма человека, и имеет важное физиологическое значение. Удельный вес воды в различных тканях и органах составляет от 0,2 до 99% (зубная эмаль – 0,2%, костная ткань – 22%, жировая ткань – 30%, белое вещество мозга – 70%, печень – 70%, скелетные мышцы – 76%, мышца сердца – 79%, почки – 83%, серое вещество мозга – 86%, стекловидное тело – 99%) [3].

Питьевая вода удовлетворяет потребность организма в поддержание водного гомеостаза. Это основная и наиболее значимая потребность в организме удовлетворяется не только питьевой водой, но и другими пищевыми продуктами. Например, в хлебе воды содержится от 23 до 48%, в сахаре - 0,15-0,40%, в плодах сушеных – 12-25 %, в свежих плодах – 75-90%, в овощах свежих – 65-95%, в говядине – 58-74%, в рыбе – 62-84%, в молоке – 87-90%, в пиве – 86-91%. Однако более 50% суточной потребности организма человека в воде удовлетворяет питьевая вода, напитки (чай, кофе etc.) и кулинарная продукция на основе воды (супы, бульоны).

Вода является основным неорганическим компонентом организма, обеспечивающим перемещение веществ между клетками, тканями, органами. Все метаболические процессы в организме человека происходят в водной среде, поскольку вода является растворителем органических и неорганических веществ. Поступление многих веществ в организм происходит в форме водных растворов. Вода необходима для формирования клеточных мембран, транспортных частиц крови, обеспечивает процесс солевого обмена в организме человека. Поступая в кровь, она изменяет концентрацию различных солей, это влияет на осмотическое давление крови.

Вода является основой кислотно-щелочного равновесия в организме, которое определяет скорость и направление многих биохимических реакций в тканях и органах. Поэтому, важной функцией воды является распределение в организме микро- и макроэлементов, питательных веществ, витаминов. Вода участвует в процессе терморегуляции организма, непрерывно выделяется через почки, кишечник, кожу, при этом организм отдает в окружающую среду значительное количество тепла [5]. Таким образом, вода участвует во многих химических реакциях и физиологических процессах организма. Вода является основой биологических жидкостей организма, поэтому изменение состава потребляемой воды приводит к изменению состава и свойств биологических жидкостей организма, например pH слюны и мочи меняется на 10-13 сутки.

Длительное систематическое потребление питьевой воды низкого качества является одной из причин развития заболеваний у человека, поэтому к качеству питьевой воды предъявляются высокие требования.

Качество питьевой воды характеризуется ее органолептическими свойствами, химической, микробиологической и радиационной безопасностью. Органолептические свойства и безопасность воды обусловлены содержанием в ней растворенных органических и неорганических соединений.

Физиологическая полноценность питьевой воды определяется совокупностью ее физико-химических свойств и минерального состава, обеспечивающих оптимальное функционирование организма человека. Основные критерии физиологической полноценности включают в себя:

Оптимальный уровень TDS составляет 200-500 мг/л. Слишком низкая минерализация может приводить к вымыванию минеральных веществ из организма, а слишком высокая – создавать нагрузку на почки

Жесткость воды определяется содержанием в ней ионов кальция и магния. Оптимальная жесткость составляет 1.5-7 мг-экв/л. Слишком мягкая вода может быть коррозионно-активной, а слишком жесткая – приводить к образованию накипи и ухудшать вкусовые качества[6].

Оптимальный pH питьевой воды находится в диапазоне 6.5-8.5.

Питьевая вода должна содержать в оптимальных концентрациях такие элементы, как кальций, магний, калий, натрий, фтор, йод и др.

Макро- и микроэлементы, содержащиеся в питьевой воде, играют важную роль в поддержании здоровья человека:

- Кальций необходим для формирования костей и зубов, участвует в регуляции нервной и мышечной систем.

- Магний участвует в энергетическом обмене, регуляции сердечного ритма и артериального давления.

- Калий необходим для поддержания водно-солевого баланса, регуляции нервной и мышечной систем

- Фтор укрепляет зубную эмаль и предотвращает развитие кариеса.

- Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы.

- Селен обладает антиоксидантными свойствами и защищает клетки от повреждений.

Качество питьевой воды оказывает существенное влияние на здоровье людей. Особые требования предъявляются к качеству и безопасности питьевой воды для детей.

Показатели солевого состава обусловливают физиологическую полноценность питьевой воды, поэтому целесообразно сопоставить их с оптимальными значениями, рекомендуемыми учеными.

Общим показателем содержания микро- и макроэлементов является общее солесодержание (сухой остаток), который представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот показатель также называют содержанием растворимых твердых веществ, общей минерализацией, растворенные в воде вещества находятся в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном карбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде (соли гуминовых и фульвокислот).

Содержание солей в питьевой воде обусловлено составом воды в природных источниках, которые существенно варьируются в разных регионах вследствие различной растворимости минералов.

Данные протоколов испытаний в отношении этих показателей свидетельствуют о следующих потребительских свойствах питьевой воды.

Оптимальная минерализация составляет 200-400 мг/дм³ для хлоридно-сульфатных вод и 250-500 мг/ мг/дм³ для гидрокарбонатных вод. При меньшей минерализации изменяется обмен кальция и фосфора в организме и наблюдается пониженное содержание минералов в костной ткани [7].

Кальций и магний являются важнейшими макроэлементами для человека. Кальций – основная составляющая костей и зубов. Он является регулятором нервно-мышечной возбудимости, участвует в работе проводящей системы сердца, сокращении сердца и мышц, передаче информации внутри клетки, кальций – элемент, ответственный за свертываемость крови.

Многочисленные исследования подтверждают положительное влияние физиологически полноценной воды на организм человека:

- Вода с оптимальным минеральным составом способствует нормализации обменных процессов и улучшению усвоения питательных веществ.

- Вода с отрицательным ОВП обладает антиоксидантными свойствами и защищает клетки от повреждений свободными радикалами.

- Вода с оптимальным pH помогает поддерживать кислотно-щелочной баланс в организме.

- Структурированная вода лучше усваивается клетками и способствует более эффективной гидратации организма

Длительное употребление физиологически полноценной воды может способствовать профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, остеопороза, мочекаменной болезни и других заболеваний[8].

Таблица 1.

Влияние минерального состава питьевой воды на здоровье человека

Таблица 2.

Влияние pH и ОВП питьевой воды на организм

Физиологическая полноценность питьевой воды – это комплексное понятие, которое включает в себя не только безопасность, но и оптимальный минеральный состав, структуру и другие параметры, способствующие поддержанию здоровья человека. Результаты многочисленных исследований подтверждают положительное влияние физиологически полноценной воды на метаболизм, антиоксидантную защиту и общее состояние организма. При повышенном содержании сульфатов в воде, нарушается функция системы пищеварения.

Таким образом, обеспечение населения физиологически полноценной питьевой водой является важной задачей здравоохранения. Необходимо учитывать не только безопасность воды, но и ее минеральный состав, pH, ОВП и структуру. Дальнейшие исследования в этой области позволят разработать новые технологии улучшения качества питьевой воды и оптимизировать ее физиологические свойства[9].

Также была проведена – оценка физиологической полноценности питьевых вод источников централизованного и децентрализованного водоснабжения города Москвы.

Таблица 3.

Физиологическая полноценность питьевых вод источников централизованного и децентрализованного водоснабжения города Москвы

На основании представленных данных о физиологической полноценности питьевых вод из различных источников водоснабжения Москвы можно сделать следующие выводы. Вода из коммунального водопровода, в целом, соответствует установленным нормативам физиологической полноценности по большинству показателей. Жесткость, концентрация кальция, магния и калия находятся в пределах допустимых значений. Концентрация хлоридов несколько ниже нижней границы норматива.

В то же время, вода из колодцев общего пользования и скважинных водозаборов демонстрирует отклонения от нормативов физиологической полноценности по ряду параметров. Жесткость в этих источниках превышает верхнюю границу допустимого диапазона. Концентрация кальция в воде из колодцев также превышает норматив, в то время как в скважинных водах находится в пределах допустимых значений. Концентрации магния и калия в колодезной и скважинной воде также в целом соответствуют нормативам, хотя значения приближаются к верхним границам. Концентрация хлоридов в воде из всех источников децентрализованного водоснабжения (колодцы и скважины) ниже установленных нормативов физиологической полноценности[10].

Вода из коммунального водопровода является наиболее сбалансированной по своему минеральному составу и в большей степени соответствует требованиям физиологической полноценности. Вода из колодцев и скважин требует дополнительного анализа и, возможно, корректировки минерального состава для приведения ее в соответствие с нормативами. Необходимо учитывать, что отклонения от нормативов физиологической полноценности могут оказывать негативное влияние на здоровье потребителей, особенно при длительном употреблении такой воды. Рекомендуется проведение регулярного мониторинга качества воды из всех источников водоснабжения, а также информирование населения о качестве питьевой воды и возможных рисках, связанных с ее употреблением.

Химический состав воды характеризуется содержанием микро- и макроэлементов, и определяет не только безопасность, но и полезность и сбалансированность питьевой воды в части содержания важных для жизнедеятельности человека элементов (например, Ca, Mg, J, F). Питьевая вода поступает в организм постоянно и, поэтому может являться источником необходимых микро- и микроэлементов и способствовать удовлетворению потребности в них организма[11].

Из водных растворов эффективно усваиваются организмом – кальций, магний, калий, фториды, гидрокарбонаты, хлориды, селен, йодиды. По мнению специалистов вода является существенным поставщиком этих элементов в организм человека. С питьевой водой человек может получить до 20% суточной дозы кальция, до 25% магния, до 50–80% фтора, до 50% йода.

Для характеристики питьевой воды как продукта питания предложены номенклатуры потребительских свойств питьевой воды, в которых отражены показатели содержания макро- и микроэлементов в воде. Однако в этих номенклатурах не были учтены показатели полезности воды. В актуальной номенклатуре потребительских свойств питьевой воды следует учесть такое комплексное свойство как «физиологическая полноценность».

Физиологическая полноценность с недавнего времени используется как критерий для оценки влияния питьевой воды на здоровье человека. Физиологическая полноценность воды, ее полезность определяется наличием и соотношением микро- и макроэлементов. Питьевая вода содержит небольшое количество биологически активных веществ, представленных в основном минеральными веществами: Na, K, Mg, Ca, Fe, Cu, Mn и др. Эти вещества находятся в воде, в основном, в ионном состоянии и легко усваиваются организмом человека. В этом состоит одно из преимуществ питьевой воды по сравнению с другими пищевыми продуктами, в которых отдельные минеральные вещества могут входить в состав трудно усвояемых или не усвояемых веществ (например, Ca в зерновых продуктах соединен с фитином и трудно усваивается организмом человека).

Итоги и выводы:

- Вода должна содержать оптимальное количество макро- и микроэлементов, таких как кальций, магний, калий, натрий, хлор и другие, которые необходимы для поддержания водно-электролитного баланса, работы нервной системы, мышц и костей.

- Вода не должна содержать токсичных веществ, тяжелых металлов, патогенных микроорганизмов и других вредных компонентов, которые могут нанести ущерб здоровью.

- Оптимальный уровень кислотности воды важен для поддержания нормального уровня pH крови и тканей.

- Отсутствие бактерий, вирусов и грибков, способных вызвать инфекционные заболевания.

- Вода должна быть свободна от пестицидов, гербицидов, нефтепродуктов и других загрязнителей, которые могут попасть в воду из окружающей среды.

- Этот показатель характеризует антиоксидантную активность воды и влияет на её способность нейтрализовать свободные радикалы в организме.

- Вода должна иметь приятный вкус, запах и прозрачность, что улучшает её восприятие потребителями.

Таким образом, физиологическая полноценность бутилированной воды определяется комплексом критериев, обеспечивающих её безопасность, питательную ценность и способность поддерживать нормальную жизнедеятельность организма.

Список литературы:

1. Горбачев А.Л. Элементарный статус населения в связи с химическим составом питьевой воды//Микроэлементы в медицине 7(2) 2015. С. 11-24.
2. Жигайлов К.С., Ключников Д.А., Панкова Т.С. Экологическое состояние источников питьевого водоснабжения г. Уссурийска и природоохранные мероприятия в сборнике: материалы Молодежного Экологического Форума. Под ред. Т.В. Галаниной, М.И. Баумгартэна. Кемерово, 2013. С. 132 –135.
3. Калачев С.Л., Николаева М.А. Номенклатура потребительских свойств и показателей качества питьевой воды // Товаровед продовольственных товаров, 2013, №8, 42-50 с.
4. Ключников Д.А. Эколого-химическая оценка питьевых вод г. Уссурийска и влияние их качества на здоровье населения: автореф. дис. ... канд. биологич. наук: 03.02.08. Дальневосточный федеральный университет. Владивосток, 2013. - 431 с.
5. Ковековдова Л.Т., Ключников Д.А. Эколого-гигиеническая оценка воды из скважин и колодцев общего пользования в г. Уссурийск. Вода: химия и экология. 2012. №11 (53). С. 22 – 26
6. Кочемасова З. Н., Ефремова С. А. Санитарная микробиология и вирусология— М.:Медицина, 2003.— 116 с.
7. Колычев Н. М., Госманов Р. Г. Ветеринарная микробиология и микология: Учебник. — СПб.: Лань, 2014. — 624 с.
8. Рафикова, Л. М. Исследование бутилированной воды различных торговых марок на общую микробную обсемененность / Л. М. Рафикова, А. Р. Миянова, К. Р. Азильгареева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2018. — № 46 (232). — С. 90-92.
9. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека М.: Оникс 21 век, 2014. - 216 с.
10. Суриц О.В. Дефицит фтора, кальция и магния в питьевой воде и его отражение на заболеваемости населения ЕАО.: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. 2011. - 312 с.
11. Шишкин В.В. Формирование качества питьевой воды путем адсорбционной доочистки от хлорфенола и хлороформа автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Кемерово, 2009. - 256 с.