탈염수. 탈염수(Aqua demineralisata)

물의 구성이 중성 액체 용액이라는 오해가 있습니다. 그러나 그렇지 않습니다. 물에는 염분이 존재하며, 특수한 조건에서 염이 존재하면 물이 전기적, 화학적으로 활성화됩니다. 이는 제조된 제품의 작동과 특정 유형의 장비 기능에 부정적인 영향을 미칩니다. 생산 기술 프로세스의 중요한 링크는 특수 단계입니다. 물 탈염.

물에서 모든 미네랄이 제거되는 과정을 '물'이라고 합니다. 물 탈염. 물을 탈염시키는 방법에는 탈이온화, 역삼투압, 증류, 전기투석 등 4가지 방법이 있습니다.

탈이온화는 이온 교환 방법을 사용하는 공정입니다. 탈이온화 과정에서 물은 두 층의 이온 교환 물질로 처리됩니다. 이는 물에 존재하는 모든 염분을 가장 효과적으로 제거하기 위해 수행됩니다. 동시에 또는 순차적으로 양이온 교환수지와 음이온 교환수지가 탈이온화에 사용됩니다. 모든 수용성 염은 양이온과 음이온으로 구성됩니다. 다음으로, 탈염수에 표시된 두 수지의 혼합물은 이를 수소 이온 H+ 및 하이드록실 OH-로 완전히 대체합니다. 화학 반응의 결과로 이러한 이온이 결합되어 물 분자가 생성됩니다. 이 과정을 통해 사실상 완전한 물 담수화가 발생합니다. 탈이온수는 산업, 화학, 제약 산업, 산업용 가죽 가공 분야에서 매우 널리 사용됩니다. 이전에는 이러한 물이 음극선 텔레비전 생산에 사용되었습니다.

전기투석은 전기장의 영향을 받아 물 속에서 이온을 이동시키는 능력을 기반으로 하는 방법입니다. 염 농도의 감소는 이온교환막에 의해 제한된 부피에서 발생합니다.

증류 방법은 증발 후 처리된 물의 증기를 농축하는 방식을 기반으로 합니다. 이 방법 물 탈염에너지 집약적이어서 널리 사용되지 않으며, 더욱이 증류 과정에서 증발기 벽에 스케일이 형성됩니다.

물을 탈염시키는 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다. 이 방법 물 탈염오랫동안 매우 전문적인 것으로 인식되어 왔습니다. 처음에는 해수의 담수화를 위해 역삼투압을 이용한 수질 정화 방법이 제안되었다. 그러나 여과 및 이온 교환과 함께 역삼투압을 이용한 탈염 방법이 정수 가능성을 크게 확장할 수 있다는 것이 나중에 분명해졌습니다.

원칙 물 탈염역삼투 방식은 얇은 필름의 반투막을 통해 물을 밀어내는 방식입니다. 막의 구멍은 너무 작아서 물과 산소, 이산화탄소를 포함한 저분자량 가스만 통과할 수 있습니다. 이 처리의 결과로 모든 불순물은 막에 남아 있으며 이후 배수구로 배출됩니다.

세척 효율성 측면에서 멤브레인 시스템에는 경쟁자가 없습니다. 모든 종류의 오염물질을 97~99.99%까지 정화할 수 있습니다. 결과적으로 역삼투법을 사용하면 증류수 또는 고염분화된 물을 얻을 수 있다. 역삼투 방식에는 고유한 특성이 있습니다. 주요 특징 중 하나는 모래, 녹 및 기타 유사한 수불용성 현탁액으로부터 사전에 포괄적인 세척을 거친 물에서만 멤브레인에 대한 심층 세척을 수행할 수 있다는 것입니다.

탈염을 위해 준비된 물에서 멤브레인 재료를 파괴할 수 있는 염소 및 유기염소 화합물을 제거하는 것이 특히 중요합니다.

물이 완전히 탈염되었는지 어떻게 알 수 있나요? 탈염 후 물 매개변수는 다음 지표와 일치해야 합니다. 전기 저항률 값은 수온 20°C에서 3-18 MoM*cm 범위에 있어야 합니다. pH 수준은 6.5-8이어야 합니다. 규산 함량 - 20 µg/l 미만; 총 경도 - 1mmol/l 미만.

이 기사의 목적은 다음 용어를 이해하는 것입니다. 삼투성 물, 증류수, 탈이온수, 탈염수그리고 2차 증류수. 이 모든 용어에는 공통된 특징이 있습니다. 불순물이 최소화 된 심층 정제수입니다. 탈이온수 얻기(심층 정제수)는 많은 산업과 의학(전해질 생산, 마이크로전자공학, 전기도금, 실험실, 주사 용액, 의약품 등)에서 필요합니다.

삼투수

삼투압수는 종종 다음과 비교됩니다. 증류된. 실제로 이것은 옳지 않습니다. 현대 증류기의 주요 블록 중 하나는 역삼투역삼투막은 여과 품질이 서로 다르며 저압(저선택) 유형과 고압(고선택) 유형이 있습니다. 역삼투압으로 얻은 물을 물이라고 한다. 삼투성 물. 이 유형의 물에 대한 규제 문서는 없습니다. 여과 품질은 일반적으로 전도도계(물의 특정 전기 전도도 표시)를 사용하여 측정됩니다. 삼투막의 선택도는 85-99%입니다. 막의 선택성을 알면 정제수(역삼투 여과수 또는 투과수)의 품질을 예측할 수 있습니다. 역삼투막은 거의 모든 염 이온과 유기 불순물을 유지하는 동시에 원수에 용해된 물 분자와 모든 가스를 통과시킬 수 있는 미세한 체 형태를 가지고 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 가스 분자의 크기는 물 분자보다 작습니다.) 탈이온수 또는 삼투압수 생산은 증류 산업, 화학 산업, 우물물의 탈질화(질산염 제거), 붕소 제거 등을 위해 종종 필요합니다.

증류수 및 증류기

잘못된 의견이다. 증류수화학적으로 가장 순수한 물이다. 증류수는 미네랄 염, 유기물 및 기타 불순물이 용해되어 거의 완전히 정제된 물입니다. 이러한 물을 얻기 위해 사용되는 장비를 증류기(aquadistiller)라고 합니다. 현대 증류기의 핵심은 역삼투막입니다. 일반적으로 증류수(증류수)를 얻기 위해 삼투수는 여러 가지 방법(삼투막의 2차 캐스케이드, 이온 교환, 전기 탈이온화 등)을 통해 추가로 정화되며, 다음 요소에도 특별한 주의를 기울입니다. 예비 물 준비(pH 값 조정, 한외여과 등). 멤브레인 방식을 사용하여 1입방미터의 증류수를 얻으려면 필요한 생산성에 따라 2~4kW의 전력이 필요합니다.

증류액의 품질은 기술 사양 GOST 6709-72 "증류수"에 의해 규제됩니다. 증류수의 품질을 나타내는 가장 중요한 지표는 증류수의 전기 전도도.

참고: World Wide Web 검색 엔진에서 증류수를 검색할 때 문법 오류가 자주 발생합니다. 증류수», « 증류수" 또는 " 증류수»

탈염수 및 탈이온수

탈염수( 탈이온수) - 과망간산 칼륨 KMnO4에 의해 산화되는 유기 물질의 함량을 제외하고 증류수의 모든 요구 사항을 충족하는 물. 역삼투 또는 이온 교환에 의해 생성됩니다.

참고: World Wide Web 검색 엔진에서 탈염수 또는 탈이온수를 검색할 때 종종 문법 오류가 있습니다." 탈염수" 또는 " 탈이온수»

이중 증류수 및 고저항수

위의 GOST 표준에 따르면 증류수는 화학적 관점에서 순수하지 않습니다. 이중 증류수(bidistillate)는 화학적으로 순수한 물에 가깝습니다. 현대식 이중 증류기는 한외여과, 2단계 삼투, 이온 교환(FSD 혼합 작용 필터, EDI 전기탈이온화 등) 등 여러 여과 단계로 구성됩니다. 이중 증류수는 종종 " 높은 저항 물" 가장 순수한 물의 저항률은 16-18 MOhm x cm인 것으로 알려져 있습니다. 이 품질의 탈염수를 얻는 것은 담수화 단지의 높은 자격을 갖춘 설계자가 필요한 작업입니다. 우리 회사는 독특한 자원 및 비용 절약 기술을 사용하여 모든 용량의 고순도 물을 생산하는 설비를 생산합니다.

자연수에는 항상 다양한 불순물이 포함되어 있으며, 그 성질과 농도에 따라 특정 목적에 대한 적합성이 결정됩니다.

GOST 2874-73에 따르면 중앙 집중식 가정용 식수 공급 시스템과 송수관을 통해 공급되는 식수는 총 경도가 최대 10.0mg-eq/l이고 건조 잔류물이 최대 1500mg/l일 수 있습니다.

당연히 이러한 물은 적정 용액 준비, 수성 환경에서 다양한 연구 수행, 수용액 사용과 관련된 많은 준비 작업, 세척 후 실험실 유리 제품 헹굼 등에 적합하지 않습니다.

증류수

증류 (증류)에 의한 물의 탈염 방법은 물과 물에 용해 된 염의 증기압 차이를 기반으로합니다. 그다지 높지 않은 온도에서는 염이 실질적으로 비휘발성이며 물을 증발시키고 이어서 증기를 응축시켜 탈염수를 얻을 수 있다고 가정할 수 있습니다. 이 응축물을 일반적으로 증류수라고 합니다.

증류 장치에서 증류하여 정제된 물은 화학 실험실에서 다른 물질보다 더 많은 양으로 사용됩니다.

GOST 6709-72에 따르면 증류수는 pH = 5.44-6.6이고 고형분 함량이 5mg/l 이하인 투명하고 무색, 무취의 액체입니다.

국가 약전에 따르면 증류수의 건조 잔류물은 1.0 mg/l, pH = 5.0 4-6.8을 초과해서는 안 됩니다. 일반적으로 주 약전에 따른 증류수의 순도 요구 사항은 GOST 6709-72에 따른 요구 사항보다 높습니다. 따라서 약전에서는 용존 암모니아 함량을 0.00002% 이하, GOST 0.00005% 이하로 허용합니다.

증류수에는 환원물질(유기물질, 무기환원제)이 포함되어서는 안 됩니다.

물의 순도를 가장 명확하게 나타내는 지표는 전기 전도성입니다. 문헌 데이터에 따르면, 18°C에서 이상적으로 순수한 물의 전기 전도도는 4.4*10V - 10S*m-1이며,

증류수의 필요성이 적다면 기존 유리 설비에서 대기압에서 물 증류를 수행할 수 있습니다.

일단 증류수는 일반적으로 CO2, NH3 및 유기물로 오염됩니다. 전도도가 매우 낮은 물이 필요한 경우 CO2를 완전히 제거해야 합니다. 이를 위해 CO2에서 정화된 강력한 공기 흐름을 80~90°C의 물에 20~30시간 동안 통과시킨 후 매우 느린 공기 흐름으로 물을 증류합니다.

이를 위해서는 실린더 내의 압축공기를 사용하거나, 화학실험실에서는 오염도가 매우 높기 때문에 외부에서 흡입하는 것이 좋습니다. 물에 공기를 추가하기 전에 먼저 농축된 세척병을 통과합니다. H2SO4를 넣은 다음 농축된 두 개의 세척병을 통과합니다. KOH 그리고 마지막으로 증류수 한 병을 통해. 이 경우 긴 고무 튜브의 사용은 피해야 합니다.

증류수 1리터에 NaOH 약 3g, KMnO4 0.5g 정도를 첨가하고 증류 초기에 응축수 일부를 버리면 대부분의 CO2와 유기물을 제거할 수 있다. 바닥 잔여물은 적재물의 최소 10-15%여야 합니다. 응축물에 리터당 KHSO4 3g, 20% H3PO4 5ml 및 KMnO4 0.1~0.2g을 첨가하여 2차 증류를 실시하면 NH3 및 유기 오염물질이 완전히 제거됩니다.

유리 용기에 증류수를 장기간 보관하면 항상 유리 침출 제품으로 오염될 수 있습니다. 따라서 증류수는 장기간 보관할 수 없습니다.

금속 증류기

전기 가열식 증류기.그림에서. 도 59는 D-4 증류기(모델 737)를 보여준다. 용량 4 ±0.3 l/h, 전력 소비 3.6 kW, 냉각수 소비량 최대 160 l/h. 물을 제외한 장치의 무게는 13.5kg입니다.

증발실(1)에서 물은 전기 히터(3)에 의해 가열되어 끓습니다. 파이프 5를 통해 생성된 증기는 챔버 6에 내장된 응축 챔버 7로 들어가고, 이를 통해 수돗물이 지속적으로 흐릅니다. 증류액은 니플 13을 통해 응축기 8에서 흘러나옵니다.

작동 시작 시 니플(12)을 통해 지속적으로 흐르는 수돗물은 수실(6)을 채우고 균압기(11)를 거쳐 배수관(9)을 통해 증발실을 설정된 수준까지 채웁니다.

미래에는 물이 끓으면서 물이 증발실로 부분적으로만 들어갈 것입니다. 콘덴서를 통과하는 주요 부분, 보다 정확하게는 수실(6)을 통해 배수관을 통해 이퀄라이저로 배수된 다음 니플(10)을 통해 하수구로 배수됩니다. 흘러나오는 뜨거운 물은 가정의 필요에 따라 사용될 수 있습니다.

이 장치에는 수위가 허용 수준 아래로 떨어지면 전기 히터가 소손되는 것을 방지하는 수위 센서 4가 장착되어 있습니다.

증발실에서 나오는 과잉 증기는 응축기 벽에 장착된 튜브를 통해 빠져나갑니다.

장치는 평평한 수평 표면에 설치되며 접지 볼트 14를 사용하여 전기 패널도 연결된 공통 접지 회로에 연결됩니다.

장치를 처음 시작할 때 장치를 작동한 지 48시간 후에만 증류수를 원래 목적으로 사용할 수 있습니다.

주기적으로 전기 히터와 레벨 센서 플로트의 스케일을 기계적으로 제거해야 합니다.

D-25 증류기(모델 784)도 유사하게 설계되었으며 용량은 25 ±1.5l/h이고 전력 소비는 18kW입니다.

이 장치에는 9개의 전기 히터가 있습니다(3개의 히터로 구성된 3개 그룹). 장치의 정상 및 장기간 작동을 위해서는 6개의 히터를 동시에 켜면 충분합니다. 그러나 이를 위해서는 공급수의 경도에 따라 물이 증발실로 들어가는 튜브의 기계적 스케일 제거를 주기적으로 수행해야 합니다.

D-25 증류기를 처음 시작할 때 장치 작동 후 8~10시간 후에 원래 목적에 맞게 증류수를 사용하는 것이 좋습니다.

상당한 관심을 끄는 것은 A-10 주사용 발열원이 없는 물을 생산하는 장치입니다(그림 60). 생산성 10 ±0.5 l/h, 전력 소비 7.8 kW, 냉각수 소비 100-180 l/h.

이 장치에서는 증류수(칼륨 명반 Al2(SO4)3-K2SO4-24H2O)를 연화시키고 NH3 및 유기 오염물질(KMnO4 및 Na2HPO4)을 제거하기 위해 시약이 증류수와 함께 증발 챔버에 공급됩니다.

명반 용액은 투여 장치의 한 유리 용기에 붓고 KMnO4 및 Na2HPO4 용액은 발열원이 없는 물 1리터당 명반 0.228g, KMnO4 0.152g, Na2HPO4 0.228g의 비율로 다른 용기에 붓습니다.

초기 시동 중 또는 장기간 보존 후 장치를 시동할 때 발열 물질이 없는 물은 장치 작동 후 48시간 후에만 실험실 요구 사항에 사용할 수 있습니다.

전기 가열 장치를 갖춘 금속 증류기를 작동하기 전에 모든 전선이 올바르게 연결되어 있고 접지되어 있는지 확인해야 합니다. 이러한 장치를 접지하지 않고 전기 네트워크에 연결하는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 오작동이 발생할 경우 증류기를 네트워크에서 분리해야 합니다.

증류수의 품질은 장치 작동 기간에 따라 어느 정도 달라집니다. 따라서 오래된 증류기를 사용하면 물에 염화물 이온이 포함될 수 있습니다.

리시버는 중성 유리로 만들어져야 하며 CO2의 유입을 방지하기 위해 소다 라임 과립(NaOH와 Ca(OH)2의 혼합물)이 채워진 염화칼슘 튜브를 통해 대기와 연결되어야 합니다.

화재 증류기.화실이 내장된 DT-10 증류기는 흐르는 물이나 전기가 없는 조건에서 작동하도록 설계되었으며 1시간 안에 최대 10리터의 증류수를 얻을 수 있습니다. 길이 670mm, 폭 540mm의 베이스에 높이 약 1200mm의 스테인리스 스틸로 제작된 원통형 구조입니다.

증류기는 연소 장치가 있는 내장형 화실, 7.5리터 증발실, 50리터 냉각실 및 40리터 증류수 수집기로 구성됩니다.

물은 증발실과 냉각실에 수동으로 부어집니다. 증발실에서 물이 소비되면 냉각실에서 자동으로 보충됩니다.

두 증류액 획득

금속 증류기의 증류수에는 항상 소량의 이물질이 포함되어 있습니다. 특히 정밀한 작업을 위해 재증류수인 이중 증류수를 사용합니다. 업계에서는 각각 1.5~2.0 및 4~5l/h 용량의 물 이중 증류 장치 BD-2 및 BD-4를 대량 생산합니다.

1차 증류는 장치의 첫 번째 섹션에서 발생합니다(그림 61). 생성된 증류액에 KMnO4를 첨가하여 유기 불순물을 파괴한 후 두 번째 플라스크로 옮겨 2차 증류가 이루어지고 두 증류액을 수용 플라스크에 수집합니다. 난방은 전기 히터를 사용하여 수행됩니다. 유리수 냉장고는 수돗물로 냉각됩니다. 모든 유리 부품은 Pyrex 유리로 제작됩니다.

증류수의 품질 지표 결정

pH 결정.이 시험은 유리 전극을 사용하여 전위차법으로 수행하거나, pH 측정기가 없을 경우 비색법으로 수행합니다.

비색용 랙(스크린이 장착된 시험관용 랙)을 사용하여 직경 약 20mm, 용량 25-30ml의 깨끗하고 건조하며 무색 유리로 만들어진 번호가 매겨진 동일한 시험관 4개에 넣습니다. 10 1번과 2번 시험관에는 각각 1ml의 시험수를 넣고, 3번 시험관에는 pH = 5.4에 해당하는 완충액 10ml, 4번 시험관에는 해당 완충액 10ml를 넣는다. pH = 6.6으로. 이어서 1번 및 3번 시험관에 0.04% 메틸레드 알코올 수용액 0.1ml를 가하여 혼합한다. 2번과 4번 시험관에 브로모티몰블루의 0.04% 알코올수용액 0.1ml를 넣고 섞는다. 1번 시험관의 내용물이 3번 시험관의 내용물(pH = 5.4)보다 붉지 않고, 2번 시험관의 내용물이 내용물보다 푸르지 않으면 물은 기준에 적합한 것으로 간주됩니다. 4번 시험관(pH = 6.6).

건조 잔류물의 결정.미리 하소하고 무게를 잰 백금 컵에 시험수 500ml를 수욕에서 증발 건조시킵니다. 물이 증발하면서 컵에 물이 조금씩 첨가되고, 안전캡으로 컵이 오염되지 않도록 보호합니다. 그런 다음 건조 잔류물이 담긴 컵을 105~110°C의 건조 오븐에 1시간 동안 보관한 다음 데시케이터에서 냉각하고 분석 저울로 무게를 잰다.

건조 잔류물의 질량이 2.5 mg 이하인 경우 물은 GOST 6709-72를 준수하는 것으로 간주됩니다.

암모니아 및 암모늄염 함량 측정.시험수 10ml를 약 25ml 용량의 갈은 유리마개가 달린 시험관 1개에 붓고 다음과 같이 제조한 표준용액 10ml를 250~300ml 원추형 용기에 증류수 200ml를 넣는다. 플라스크에 10% 용액 3ml를 가하고 NaOH를 가하고 30분간 끓인 후 식힌다. 표준용액이 담긴 시험관에 NH4+ 0.0005 mg을 함유한 용액 0.5 ml를 첨가한다. 그런 다음 암모니아 시약(부록 2 참조) 1ml를 두 시험관에 동시에 첨가하고 혼합합니다. 10분 후 관찰한 시험관 내용물의 색이 표준액의 색보다 진하지 않으면 물을 기준에 적합한 것으로 간주한다. 색상 비교는 흰색 배경의 튜브 축을 따라 이루어집니다.

물질 감소에 대한 테스트.시험수 100ml를 끓이고 0.01N 1ml를 첨가한다. KMnO4 용액과 희석된(1:5) H2SO4 2ml를 넣고 10분간 끓인다. 시험수의 핑크색은 보존되어야 한다.

이온 교환 방식에 의한 담수의 탈염

물의 탈이온화 과정에서는 H+ 양이온화 과정과 OH- 음이온화 과정이 순차적으로 수행됩니다. 즉, 물에 함유된 양이온이 H+ 이온으로, 음이온이 OH- 이온으로 치환되는 과정입니다. H+와 OH- 이온은 서로 상호작용하여 H2O 분자를 형성합니다.

탈이온화 방식은 기존 증류에 비해 염분 함량이 낮은 물을 생산하지만 비전해질(유기 오염물질)을 제거하지는 않습니다.

증류와 탈이온화 사이의 선택은 원수의 경도와 정화와 관련된 비용에 따라 달라집니다. 물 증류와 달리 탈이온화 동안 에너지 소비는 정화되는 물의 염분 함량에 비례합니다. 따라서 원수 중 염분 농도가 높은 경우 먼저 증류법을 사용한 후 탈이온화를 통한 추가 정제를 실시하는 것이 바람직하다.

이온 교환기는 고체이며 물과 유기 용매, 광물 또는 유기 물질, 천연 및 합성 물질에 거의 녹지 않습니다. 물 탈염을 위해 합성 폴리머 이온 교환기는 높은 흡수 능력, 기계적 강도 및 내화학성을 특징으로 하는 이온 교환 수지와 같이 실질적으로 중요합니다.

물의 탈염은 수돗물을 H+ 형태의 양이온 교환 수지 컬럼에 연속적으로 통과시킨 다음, OH- 형태의 음이온 교환 수지 컬럼을 통과시켜 수행할 수 있습니다. 양이온 교환기의 여과액에는 원수의 염분에 해당하는 산이 포함되어 있습니다. 음이온 교환기에 의한 이들 산의 완전 제거는 염기도에 따라 달라집니다. 강염기성 음이온 교환기는 모든 산을 거의 완전히 제거하지만, 약염기성 음이온 교환기는 탄산, 규소, 붕산과 같은 약산을 제거하지 않습니다.

이러한 산성 그룹이 탈염수에서 허용되거나 해당 염이 원수에 없으면 약염기성 음이온 교환기를 사용하는 것이 더 좋습니다. 그 이유는 후속 재생이 강염기성 음이온 교환기의 재생보다 더 쉽고 저렴하기 때문입니다.

실험실 조건에서 물을 탈염시키기 위해 KU-1, KU-2, KU-2-8chS 브랜드의 양이온 교환기와 EDE-10P, AN-1 등 브랜드의 음이온 교환기가 종종 사용됩니다. 건조 형태를 분쇄하고 체 세트를 사용하여 크기 0.2-0.4mm의 알갱이를 만듭니다. 그런 다음 세척수가 완전히 맑아질 때까지 경사분리를 통해 증류수로 세척합니다. 그 후, 이온 교환기는 다양한 디자인의 유리 컬럼으로 옮겨집니다.

그림에서. 그림 62는 물 탈염을 위한 소형 컬럼을 보여줍니다. 기둥의 바닥에는 유리구슬이 놓여 있고 그 위에는 유리솜이 놓여 있습니다. 이온 교환체 입자 사이에 기포가 들어가는 것을 방지하기 위해 컬럼에는 이온 교환체와 물의 혼합물이 채워져 있습니다. 물은 축적되면서 방출되지만 이온 교환기 수준 이하로는 방출되지 않습니다. 이온 교환기 상단을 유리솜과 비드 층으로 덮고 물 층 아래에 ​​12~24시간 동안 방치한 다음 양이온 교환기에서 물을 빼낸 후 컬럼에 2N을 채웁니다. HCl 용액을 12~24시간 동안 방치한 후 HCl을 배출하고 메틸 오렌지 반응이 중성이 될 때까지 양이온 교환기를 증류수로 세척합니다. H+ 형태로 변환된 양이온 교환기는 물층 아래에 ​​저장됩니다. 마찬가지로 음이온 교환체는 OH 형태로 옮겨져 1N에서 팽윤된 후 컬럼에 유지됩니다. NaOH 용액. 페놀프탈레인 반응이 중성이 될 때까지 음이온 교환기를 증류수로 세척합니다.

대규모 시설에서는 이온 교환 필터를 별도로 사용하여 상대적으로 많은 양의 물을 탈염할 수 있습니다. 높이가 700이고 직경이 50mm인 두 기둥의 재료는 유리, 석영 또는 투명 플라스틱일 수 있습니다. 준비된 이온 교환기 550g을 컬럼에 넣습니다. 하나에는 H+ 형태의 양이온 교환기, 다른 하나에는 OH- 형태의 음이온 교환기입니다. 수돗물은 양이온 교환수지가 있는 컬럼에 400~450ml/min의 속도로 유입된 후 음이온 교환수지가 있는 컬럼을 통과합니다.

이온 교환기는 점차 포화되기 때문에 설비 작동을 모니터링해야 합니다. 양이온 교환기를 통과한 여과액의 첫 번째 부분에서 페놀프탈레인에 대해 알칼리를 사용하여 적정하여 산도를 결정합니다. 약 100리터의 물이 설비를 통과한 후 또는 3.5시간 동안 지속적으로 작동한 후 양이온 교환 컬럼에서 다시 물 샘플을 채취하여 여과액의 산도를 결정해야 합니다. 산도가 급격히 감소하는 경우 물의 흐름을 중단하고 이온 교환기를 재생해야 합니다.

양이온 교환기를 컬럼에서 5% HCl 용액이 담긴 큰 병에 붓고 밤새 방치합니다. 그런 다음 산을 배출하고 양이온 교환기를 Buchner 깔대기로 옮기고 Cl- 이온과 AgNO3의 반응이 음성이 될 때까지 증류수로 세척합니다. 세척된 양이온 수지는 컬럼에 다시 도입됩니다.

음이온 수지를 5% NaOH 용액으로 재생하고 페놀프탈레인 반응이 음성이 될 때까지 물로 세척한 후 컬럼에 다시 채웁니다.

현재 탈염은 대부분 혼합층법을 사용하여 수행된다. 원수는 H+ 형태의 양이온 교환기와 OH- 형태의 강염기성 또는 약염기성 음이온 교환기의 혼합물을 통과합니다. 이 방법을 사용하면 고순도의 물을 생산할 수 있지만, 이후의 이온 교환체 재생에는 많은 노동력이 필요합니다.

혼합 이온 교환기 필터를 사용하여 물을 탈이온화하기 위해 KU-2-8chS 양이온 교환기와 EDE-10P 음이온 교환기를 부피비 1.25:1로 혼합한 혼합물을 직경 50mm, 높이 600mm의 컬럼에 로딩합니다. 700mm. 컬럼의 재료로는 플렉시글라스(Plexiglas)가 선호되고 공급 및 폐기물 튜브로는 폴리에틸렌이 선호됩니다.

1kg의 이온 교환 혼합물은 1회 증류수를 최대 1000리터까지 정화할 수 있습니다.

사용한 혼합 이온 교환기의 재생은 별도로 수행됩니다. 컬럼의 이온 교환체 혼합물을 부흐너 깔때기로 옮기고 공기 건조된 덩어리가 얻어질 때까지 빨아들입니다. 그런 다음 이온 교환기를 이온 교환기 혼합물이 부피의 1/4을 차지하는 용량의 분리 깔대기에 넣습니다. 그런 다음 깔때기에 30% NaOH 용액을 최대 3/4 부피까지 추가하고 세게 혼합합니다. 이 경우, 밀도가 다르기 때문에 이온 교환기의 혼합물(양이온 교환기 1.1, 음이온 교환기 1.4)은 여러 층으로 나누어집니다. 그 후, 양이온 교환기와 음이온 교환기를 물로 세척하고 위에 표시된 대로 재생합니다.

심층 탈염수의 필요성이 500-600 l/일을 초과하는 실험실에서는 시중에서 판매되는 장치 Ts 1913을 사용할 수 있으며 예상 용량은 200 l/h입니다. 재생 간 기간 동안 탈이온장치의 처리 용량은 4000리터입니다. 세트의 무게는 275kg입니다.

탈염기에는 전기 저항이 허용치 이하로 떨어지면 수돗물 공급을 자동으로 차단하는 시스템과 컬럼에서 공기를 자동으로 제거할 수 있는 플로트 밸브가 장착되어 있습니다. 이온 교환 수지의 재생은 NaOH 또는 HCl 용액을 사용하여 컬럼에서 직접 처리하여 수행됩니다.

세계보건기구

식수의 영양소

물, 위생, 건강 및 환경

제네바

2005

사이트 정보: http://waterts.blogspot.com/search/label/Nutrients%20in%20drinking%20water

머리말

2003년 11월, 영양 및 의료 전문가 그룹이 로마(유럽 환경 및 건강 센터)에 모여 식수의 구성과 전체 영양 섭취에 대한 기여 가능성과 관련된 문제를 논의했습니다. 이번 회의의 원래 목적은 WHO 식수 품질 지침(DQQG) 제4판 준비를 위해 WHO 동부 지중해 지역 사무국이 도입한 건강하고 환경적으로 건전한 담수화 지침 개발에 기여하는 것이었습니다. 캐나다, 칠레, 체코, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 몰도바, 싱가포르, 스웨덴, 영국, 미국에서 총 18명의 전문가가 초청됐다. 또한, 직접 방문하지 못한 전문가들의 보고서도 제출됐다. 회의의 목적은 "조건화된" 또는 "수정된" 단어를 장기간 사용함으로써 인간 건강에 미칠 수 있는 결과를 평가하는 것이었습니다. 미네랄 성분이 변경된 처리수, 인공적으로 정제된 물, 또는 그 반대로 미네랄이 풍부한 처리수.

특히, 탈염을 거친 물의 장기간 소비의 결과, 즉 담수화를 거친 해수 및 기수, 막 시스템에서 처리된 담수 및 미네랄 구성의 재구성에 대한 의문이 제기되었습니다.

회의에서는 다음과 같은 주요 안건이 논의되었습니다.

신체에 대한 총 영양분 공급에 식수가 미치는 영향은 무엇입니까?

1인당 하루 평균 식수 소비량은 얼마입니까? 기후, 생활 방식, 연령 및 기타 요인에 따라 어떻게 변합니까?

물에서 발견되는 물질은 건강과 웰빙에 큰 영향을 미칠 수 있습니까?

어떤 조건에서 식수가 인간에게 중요한 일부 물질의 중요한 공급원이 될 수 있습니까?

물 속 칼슘, 마그네슘 및 기타 원소와 심혈관 질환으로 인한 사망률 사이의 관계에 대해 어떤 결론을 내릴 수 있습니까?

건강상의 이점 측면에서 처리수 내 어떤 물질에 대해 미네랄 강화 권장사항을 개발할 수 있습니까?

치아 건강을 개선하고 치아 불소증과 뼈 불소증의 발생에 있어서 불소의 역할은 무엇입니까?

일반적으로 식수는 소비자에게 제공되기 전에 적절한 안전 지표를 달성하고 미적 특성을 개선하기 위해 하나 이상의 처리 과정을 거칩니다. 담수는 일반적으로 응고, 침전, 입상 여과, 흡착, 이온 교환, 막 여과, 완속 모래 여과, 소독 및 때로는 연화 과정을 거칩니다. 바다나 기수 등 염도가 높은 물에서 담수화를 통해 식수를 얻는 방법은 물 부족 현상이 극심한 지역에서 널리 시행되고 있습니다. 지속적으로 증가하는 물 소비의 맥락에서 이러한 기술은 경제적 관점에서 점점 더 매력적이 되고 있습니다. 세계는 매일 60억 갤런 이상의 탈염수를 생산합니다. 이러한 물의 재석회화는 필수입니다. 이는 분배 시스템에 공격적입니다. 탈염수의 재석회화가 전제조건이라면 다음과 같은 논리적인 질문이 제기됩니다. 일부 중요한 미네랄의 함량을 복원할 수 있는 수처리 기술이 있습니까?

자연수의 구성은 지질학적, 지리적 기원뿐 아니라 처리 과정에 따라 크게 다릅니다. 예를 들어, 주로 강수에 의해 보충되는 빗물과 지표수는 염도와 염도가 매우 낮은 반면, 지하수는 염도가 매우 높거나 심지어 과도한 염도를 갖는 것이 특징입니다. 위생적인 ​​이유로 처리된 물의 재석회화가 필요한 경우 또 다른 논리적인 질문이 발생합니다. 중요한 미네랄을 "적절한" 양으로 함유한 천연수는 건강에 더 좋습니다.

회의 동안 전문가들은 다음과 같은 결론에 도달했습니다. 천연수에는 일부 미네랄만이 전체 공급량에 기여할 만큼 충분한 양으로 발견되었습니다. 마그네슘과 칼슘은 상당량의 물에서 인체로 들어가는 두 가지 요소입니다(경수 소비에 따라 다름). 이 결론은 경수 마시는 것과 인구의 심혈관 질환 발병률 감소 사이의 관계를 조사한 80개의 역학 연구를 바탕으로 내려졌습니다. 이 연구는 50년 동안 진행됩니다. 연구가 주로 생태학적이고 다양한 수준에서 수행되었다는 사실에도 불구하고 전문가들은 경수 소비와 심혈관 질환 발병을 연결하는 가설이 정확하며 마그네슘이 가장 중요한 유익한 성분으로 간주되어야 함을 인식했습니다. 이 결론은 대조 연구와 임상 연구 모두에서 확인되었습니다. 물에는 건강에 긍정적인 영향을 미치는 다른 요소도 있지만, 이 문제를 논의하기에는 이용 가능한 데이터가 충분하지 않았습니다.

회의에서는 또한 WHO가 가설의 생물학적 타당성에 대해 보다 자세한 평가를 제공해야 한다고 결정했습니다. 이 후에야 지침이 확정됩니다. 이 권고 사항을 논의하기 위한 후속 심포지엄과 회의가 2006년에 개최될 예정입니다.

불소와 관련하여 전문가들은 식수에 최적의 불소를 섭취하는 것이 치아 건강에 중요한 요소라는 결론을 내렸습니다. 또한 적정량보다 많은 양의 불소를 섭취하면 치아 불소증을 유발할 수 있으며, 더 높은 농도에서도 골격 불소증을 유발할 수 있다는 점도 지적되었습니다. 탈염수에 불소를 첨가할 때 불소 투여량은 원수의 불소 농도, 물 소비량, 치과 질환의 위험 요인, 구강 위생 방법, 위생 개발 수준 등의 요소를 기반으로 계산해야 합니다. 구강 위생을 위한 대체 수단의 가용성과 인구에 대한 불소의 가용성도 마찬가지입니다.

“물은 인체에 필요한 거대 및 미량 원소의 공급원이어야 합니다...”

N.K.Koltsov, 뛰어난 러시아 화학자 생물학자

N. K. Koltsov는 1912년에 식수의 생리적 유용성 개념을 사용하여 인체에 필요하고 자연수에 포함된 음이온과 양이온 세트를 이 용어와 결합하여 제안했습니다. 이후의 연구에서는 식수의 미네랄 구성의 중요성이 확인되었으며 이는 많은 과학 연구에 반영되었습니다. 특히 2003년 WHO 전문가 회의에서 František Kozišek(체코 국립 공중 보건 연구소)가 발표한 "탈염수 섭취로 인한 건강 영향" 보고서에서는 다음과 같이 설명합니다.

처음에는 증류를 통해 얻은 다음 역삼투압을 통해 얻은 인위적으로 처리된 탈염수는 산업, 기술 및 실험실 목적으로 사용해야 합니다.

지난 50년 동안 여러 나라에서 실시된 역학 연구에 따르면 심혈관 질환 발병률 증가와 그에 따른 사망, 연수 소비 사이에는 연관성이 있는 것으로 나타났습니다. 연수와 마그네슘이 풍부한 경수를 비교하면 패턴이 매우 명확하게 나타납니다.

최근 연구에 따르면 칼슘 함량이 낮은 연수를 섭취하면 소아 골절(16), 신경퇴행성 변화(17), 신생아의 조산 및 저체중 출생(18), 일부 암의 종류(19,20).). 급사 위험 증가(21-23) 외에도 마그네슘 함량이 낮은 식수는 심부전(24), 임신 후기 중독증(자간전증)(25) 및 특정 유형의 암(26-29)과 관련이 있습니다. ) ).

선진국에서도 식수에 칼슘, 특히 마그네슘 결핍이 부족한 경우 음식으로 칼슘 결핍을 보충할 수 없습니다.

현대 음식 준비 기술은 대부분의 사람들이 충분한 양의 미네랄과 미량 원소를 얻는 것을 허용하지 않습니다. 어떤 원소가 급격하게 결핍되는 경우, 물에 있는 상대적으로 적은 양이라도 중요한 보호 역할을 할 수 있습니다. 물 속의 물질은 용해되어 이온 형태로 존재하므로 식품보다 인체에 훨씬 더 쉽게 흡착되어 다양한 화합물로 결합됩니다.

탈염을 통해 얻은 식수는 미네랄이 풍부하지만 가정에서 처리되는 물에는 적용되지 않습니다.

모든 중요한 미네랄의 포화가 발생하지 않기 때문에 인위적으로 미네랄을 사용하여 물을 풍부하게 하는 방법 중 어느 것도 최적이 아닐 수도 있습니다.

고마움

WHO 감사합니다:

Hussein Abusaid, WHO 동부 지중해 지역 사무소 코디네이터 - 담수화 수에 대한 지침 작성에 대한 아이디어와 작업

물과 위생에 관한 유럽 지역 고문 Roger Aertgirts와 WHO 로마 센터의 Helena Shkarubo - 회의 자료 처리

Joseph Contruvo(미국) 및 John Faewell(영국) – 회의 조직

싱가포르의 천남옹 교수 - 회의 진행, 미국 건터 크라운 - 문서 출판 및 논평 검토에 기여

WHO는 이 작품을 집필하는 것이 거의 불가능했을 전문가들에게 특별한 감사를 표합니다. Rebecca Calderon, Gerald Comes, Jean Ekstrand, Floyd Frost, Anne Grandjian, Suzanne Harris, Frantisek Kolizek, Michael Lennon, Silvano Monarca, Manuel Olivares , Dennis O" Mullan, Soule Semalulu, Ion Salaru 및 Erica Sievers.

WHO는 또한 회의를 가능하게 한 후원자를 대표합니다. 그 중에는 국제 생명 과학 연구소, 미국 환경 보호국 과학 기술 부서(워싱턴), 연구 개발 부서(노스캐롤라이나주 리서치 트라이앵글 파크), 물에 대한 미국 공동 연구 작업 기금, 네브래스카 대학교(오마하)의 인간 영양 센터 및 캐나다 수질 및 보건국(온타리오주 오타와).

12. 탈염수 섭취로 인한 건강 영향

프란티셰크 코지셰크

국립 공중 보건 연구소

체흐 공화국

I. 소개

물의 미네랄 구성은 해당 지역의 지질학적 조건에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 지하수나 지표수 모두 순수한 물질로 표현될 수 없으며, 그 조성은 H2O라는 공식으로 표시됩니다. 또한 자연수에는 소량의 용존 가스, 미네랄 및 천연 유래 유기 물질이 포함되어 있습니다. 고품질 물에 용해된 물질의 총 농도는 수백 mg/L에 달할 수 있습니다. 19세기 이후 미생물학과 화학의 지속적인 발전 덕분에 많은 수인성 병원균이 식별될 수 있습니다. 물에 바람직하지 않은 성분이 포함될 수 있다는 사실을 아는 것이 식수 품질에 대한 지침과 표준을 만드는 출발점입니다. 미생물뿐만 아니라 유기 및 무기 물질의 최대 허용 농도를 규제하는 국제 표준이 전 세계 여러 국가에 존재합니다. 이 기준은 식수의 안전을 보장합니다. 완전히 탈염된 물을 마셨을 때 발생할 수 있는 결과는 고려되지 않습니다. 왜냐하면 그러한 물은 빗물과 자연 얼음을 제외하고 실제로 자연에서 발생하지 않기 때문입니다. 그러나 빗물과 얼음은 일정한 식수 수질 기준을 갖고 있는 선진국의 물 공급 시스템에 사용되지 않습니다. 일반적으로 이러한 물을 사용하는 것은 특별한 경우입니다. 많은 자연수는 미네랄이 풍부하지 않고 경도가 낮으며(2가 이온 부족), 경수는 인위적으로 연화되는 경우가 많습니다.

식수에서 미네랄과 기타 성분의 중요성에 대한 지식은 수천년 전으로 거슬러 올라가며 이미 고대 인도 베다에 언급되어 있습니다. Rig Veda는 좋은 식수의 특성을 다음과 같이 설명합니다: Shiitham(시원함), Sushihi(깨끗함), Sivam(생물학적으로 가치가 있어야 하며 미네랄과 미량의 많은 원소를 함유해야 함), Istham(투명), Vimalam lahu Shadgunam (지표 pH는 정상 범위 내에 있어야 합니다.)” (1).

처음에는 증류를 통해 얻은 다음 역삼투압을 통해 얻은 인위적으로 처리된 탈염수는 산업, 기술 및 실험실 목적으로 사용해야 합니다. 수처리 기술은 1960년대부터 연안 및 내륙 지역에서 널리 사용되기 시작했다. 이는 천연 수자원이 부족하고 인구 증가, 삶의 질 향상, 산업 발전 및 대중 관광으로 인한 물 소비 증가 때문입니다. 이용 가능한 수자원이 고도로 광물화된 기수 또는 바닷물인 경우 탈염이 필요합니다. 해양 정기선과 우주선의 식수 문제는 항상 관련이 있었습니다. 나열된 처리 방법은 이전에 기술적 복잡성과 높은 비용으로 인해 이러한 시설에만 물을 공급하는 데 사용되었습니다.

이 장에서 탈염수란 증류, 탈이온화, 막 여과(역삼투 또는 나노여과), 전기투석 등을 통해 용해된 미네랄이 완전히 또는 거의 완전히 제거된 물을 의미합니다. 이러한 물에 용해된 물질의 조성은 다양할 수 있지만 총 함량은 다음과 같습니다. 1mg/l를 넘지 않아야 합니다. 전기 전도성은 2mS/m3 미만 *그리고 그보다 더 낮습니다(<0,1 мС/м3). Начало применения таких технологий – 1960-е годы, в то время деминерализация не была широко распространена. Тем не менее, уже в то время в некоторых странах изучались гигиенические аспекты использования такой воды. В основном это касается бывшего Советского Союза, где планировалась применять обессоливание для обеспечения питьевой водой городов Средней Азии. Изначально было понятно, что обработанная вода не годна для употребления без дополнительного обогащения минеральными веществами:

탈염수는 매우 공격적이므로 중화해야 합니다. 그렇지 않으면 분배 시스템에 공급될 수 없으며 파이프 및 저장 탱크를 통과할 수 없습니다. 공격적인 물은 파이프를 파괴하고 금속 및 기타 물질을 씻어냅니다.

증류수는 "나쁜" 맛 특성을 가지고 있습니다.

식수에 존재하는 일부 물질이 인체에 중요하다는 것이 입증되었습니다. 예를 들어 인공적으로 물에 불소를 첨가한 경험을 통해 구강질환 발병률이 감소한 것으로 나타났으며, 1960년대 역학조사를 통해 경수 지역 주민들의 심혈관 질환 발병률이 감소한 것으로 나타났습니다.

그 결과, 연구자들은 1) 탈염수를 마시는 것이 인간 건강에 어떤 악영향을 미칠 수 있는지, 2) 인간에게 중요한 요소(예: 미네랄)의 최소 및 최적 함량은 무엇이어야 하는지 두 가지 질문에 집중했습니다. ) 수질이 기술 및 위생 기준을 모두 충족하도록 식수에 첨가합니다. 고농도의 독성 물질로 인해 발생하는 위험 분석을 기반으로 전통적으로 수용된 수질 평가 방법이 개정되었습니다. 물의 특정 구성 요소가 부족할 때 발생할 수 있는 부정적인 결과도 고려됩니다.

식수 품질에 관한 지침 준비에 관한 실무 회의 중 하나에서 세계보건기구(WHO)는 탈염된 식수의 최적 미네랄 구성이 무엇인지에 대한 질문을 고려했습니다. 전문가들은 천연 식수에 항상 존재하는 특정 물질을 제거한 식수의 가능한 부작용에 초점을 맞춰왔습니다(2). 1970년대 후반에 WHO는 탈염수 품질에 대한 지침 작성을 위한 기본 정보를 제공할 수 있는 연구를 후원했습니다. 이 연구는 A.N. 공중 보건 연구소의 과학자 그룹에 의해 수행되었습니다. 교수의 지도력하에 Sysin과 소련 의학 아카데미. Sidorenko와 Dr. med. 과학 라크마닌. 1980년에 최종 보고서가 내부 작업 문서로 출판되었습니다(3). 여기에는 다음과 같은 결론이 포함되어 있습니다. “탈염수(증류수)는 관능 특성이 만족스럽지 않을 뿐만 아니라 인체와 동물에 부정적인 영향을 미칩니다.” 위생적, 관능적 특성 및 기타 정보를 평가한 후 과학자들은 탈염수의 구성에 대해 권장 사항을 제시했습니다.

1 분. 광물화 100 mg/l; 중탄산염 이온 함량 30 mg/l; 칼슘 30mg/l; 2) 최적의 건조 잔류물(염화물-황산염수의 경우 250-500mg/l, 탄화수소수의 경우 250-500ml); 3) 최대 알칼리도(6.5meq/l), 나트륨(200mg/l), 붕소(0.5mg/l) 및 브롬화물 이온(0.01mg/l). 이 장에서는 권장 값 중 일부에 대해 자세히 설명합니다.

* - mS/m3 – 입방미터당 밀리시멘스, 전기 전도도 단위

지난 30년 동안 식수를 제공하는 방법으로 탈염이 널리 보급되었습니다. 전 세계적으로 탈염수를 생산하는 기업이 11,000개가 넘습니다. 완제품의 총 생산량 - 하루 60억 갤런의 탈염수(Contruvo). 중동과 서아시아 등 일부 지역에서는 전체 식수의 절반 이상이 이런 방식으로 생산됩니다. 일반적으로 탈염수는 추가 처리를 거칩니다. 예를 들어 탄산 칼슘 또는 석회석과 같은 다양한 염이 첨가됩니다. 맛 특성을 개선하고 유통 네트워크 및 배관 장비에 대한 공격성을 줄이기 위해 소량의 미네랄이 풍부한 물과 혼합됩니다. 그러나 탈염수는 구성이 크게 다를 수 있습니다(예: 미네랄 염의 최소 함량).

탐사된 많은 수자원은 식수 품질에 대한 통합 지침을 구성 면에서 준수하지 않습니다.

탈염수가 건강에 부정적인 영향을 미칠 가능성은 식수가 부족한 국가뿐만 아니라 가정용 수처리 시스템이 대중적이고 생수를 소비하는 국가에서도 관심을 끌고 있습니다. 일부 천연 식수, 특히 빙하수는 미네랄이 풍부하지 않으며(50mg/l 미만), 많은 국가에서는 증류수를 식수로 사용합니다. 일부 브랜드의 병에 든 식수는 탈염수이며, 이후 미네랄이 풍부해 맛이 좋습니다. 그러한 물을 마시는 사람들은 미네랄 함량이 높은 물에서 발견되는 미네랄을 충분히 섭취하지 못할 수 있습니다. 따라서 광물 소비 수준과 위험도를 계산할 때에는 사회 차원뿐만 아니라 가족 차원에서도 개인별 상황을 분석하는 것이 필요하다.

II. 탈염수 또는 저광물질 물 섭취로 인한 건강상의 위험

탈염수가 신체에 미치는 영향에 대한 정보는 실험 데이터와 관찰을 기반으로 합니다. 실험실 동물과 자원 봉사자를 대상으로 실험이 수행되었으며, 탈염수를 소비하는 대규모 그룹의 사람들, 역삼투압 처리된 물을 주문한 개인, 증류수로 이유식을 준비한 어린이에 대한 관찰이 이루어졌습니다. 이러한 연구 기간에 대한 정보는 제한되어 있으므로 연수와 염도가 높은 물에 대한 노출이 건강에 미치는 영향을 비교한 역학 연구 결과도 고려해야 합니다. 이후에 미네랄이 풍부해지지 않은 탈염수는 극단적인 경우입니다. 경도의 주요 원인인 칼슘, 마그네슘 등의 용해물질이 미량 함유되어 있습니다.

미네랄이 부족한 물을 섭취함으로써 발생할 수 있는 결과는 다음과 같은 범주로 분류됩니다.

장 점막, 미네랄의 대사 및 항상성, 기타 신체 기능에 직접적인 영향을 미칩니다.

칼슘 및 마그네슘 섭취량이 적거나 섭취량이 적습니다.

기타 거시적 요소와 미량 요소의 섭취가 적습니다.

요리 중 칼슘, 마그네슘 및 기타 거대 원소의 손실;

독성 금속의 체내 섭취가 증가할 수 있습니다.

1. 장점막, 미네랄 대사 및 항상성 등 신체 기능에 직접적인 영향

증류수 및 저광물화수(총 광물화수)< 50 мг/л) может быть неприятной на вкус, однако с течением времени потребитель к этому привыкает. Такая вода плохо утоляет жажду (3). Конечно, эти факты еще не говорят о каком-либо влиянии на здоровье, однако их нужно учитывать, принимая решение о пригодности использования слабоминерализованной воды для нужд питьевого водоснабжения. Низкая способность утолять жажду и неприятный вкус могут повлиять на объемы употребления воды или заставить людей искать новые источники воды, зачастую не лучшего качества.

Williams(4)는 자신의 보고서에서 증류수가 삼투압 충격으로 인해 쥐 장의 상피 세포에 병리학적 변화를 일으킬 수 있음을 보여주었습니다. 그러나 이후 쥐를 대상으로 14일간 실험을 한 슈만(5)은 그런 결과를 얻지 못했다. 조직학적 검사에서는 식도, 위 및 소장의 침식, 궤양 또는 염증 징후가 나타나지 않았습니다. 동물의 분비 기능 변화(위액 분비 및 산성도 증가)와 위 근육 긴장도의 변화가 관찰되었습니다. 이러한 데이터는 WHO 보고서(3)에 제시되어 있지만 이용 가능한 데이터로는 위장관 점막에 대한 무기물 함량이 낮은 물의 직접적인 부정적인 영향을 명확하게 증명할 수 없습니다.

지금까지 미네랄이 부족한 물의 섭취는 항상성 메커니즘, 체내 미네랄과 물의 대사, 즉 체액 분비(이뇨)에 부정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 이는 생물학적 체액에서 세포 내 및 세포 외 이온이 침출되어 음의 균형을 이루기 때문입니다. 또한 체내 총 수분 함량과 수분 대사 조절과 밀접한 관련이 있는 일부 호르몬의 기능적 활동도 변화합니다. 약 1년 동안 지속된 동물(주로 쥐)에 대한 실험을 통해 증류수 또는 총 미네랄 함량이 최대 75mg/l인 물을 마시는 것이 다음과 같은 결과를 가져온다는 사실을 확인하는 데 도움이 되었습니다.

1) 물 소비 증가, 이뇨, 세포외액량, 혈청 내 나트륨 및 염화물 이온 농도 및 체내 배설 증가; 궁극적으로 전반적인 마이너스 균형으로 이어지며, 2) 적혈구 수와 적혈구용적률 지수가 감소합니다. 3) Rakhmanin이 이끄는 과학자 그룹은 증류수의 가능한 돌연변이 유발 및 성선 독성 효과를 연구하면서 증류수에는 그러한 효과가 없음을 발견했습니다.

그러나 트리요오도티라닌과 알도스테론 호르몬의 합성 감소, 코르티솔 분비 증가, 사구체의 뚜렷한 위축, 내부에서 혈관을 둘러싸고 있는 세포층의 부종을 포함한 신장의 형태학적 변화가 있어 혈류를 방해합니다. . 부모가 증류수를 마신 쥐 태아에서는 골격 골화가 충분하지 않은 것으로 나타났습니다(1년 실험). 동물이 필요한 에너지 값, 영양소 및 소금 구성을 갖춘 표준 식단을 섭취했을 때 영양을 통해서도 쥐의 몸에서 미네랄 물질 부족이 보상되지 않았 음이 분명합니다.

WHO 과학자들이 인간 자원 봉사자를 대상으로 수행한 실험 결과도 비슷한 그림(3)을 보여 주었으며, 이를 통해 물과 미네랄 교환에 대해 최대 100mg/l의 미네랄화가 있는 물의 영향에 대한 주요 메커니즘을 개괄적으로 설명할 수 있었습니다.

1) 이뇨 증가(정상 대비 20%), 체액 수준, 혈청 나트륨 농도; 2) 혈청 칼륨 농도 감소; 3) 신체에서 나트륨, 칼륨, 염화물, 칼슘 및 마그네슘 이온의 배설이 증가합니다.

아마도 무기질화가 낮은 물은 위장관의 삼투압 수용체에 영향을 미쳐 장으로의 나트륨 이온 방출을 증가시키고 문맥계의 삼투압을 약간 감소시키며, 그에 대한 반응으로 나트륨 이온이 혈액으로 활발하게 방출됩니다. . 혈장의 이러한 삼투압 변화는 체내 체액의 재분배를 초래합니다. 세포 외액의 총량이 증가하고 물이 적혈구와 조직액에서 혈장으로 이동하고 세포 내액과 조직액 사이에 분포됩니다. 혈류의 혈장 부피 변화로 인해 부피와 압력에 민감한 수용체가 활성화됩니다. 그들은 알도스테론의 방출을 방해하고 결과적으로 나트륨의 방출을 증가시킵니다. 혈관 내 용적 수용체의 반응은 항이뇨 호르몬의 방출을 감소시키고 이뇨를 증가시킬 수 있습니다. 독일 영양학회(German Nutrition Society)도 비슷한 결론을 내렸고 증류수 섭취를 피할 것을 권장했습니다(7). 이 메시지는 독일 간행물 "물에 관한 충격적인 진실"(8)에 대한 응답으로 게시되었으며, 저자는 일반 식수 대신 증류수를 마실 것을 권장했습니다. 학회 보고서(7)에서는 인체 체액에는 항상 전해질(칼륨과 나트륨)이 포함되어 있으며 그 농도는 신체 자체에서 조절된다고 설명합니다. 장 상피에 의한 물의 흡수는 나트륨 이온의 참여로 발생합니다. 사람이 증류수를 마시면 장은 이 물에 나트륨 이온을 "추가"하여 신체에서 제거해야 합니다. 액체는 순수한 물의 형태로 몸에서 배출되지 않으며 동시에 전해질도 손실되므로 음식과 물을 통해 공급을 보충해야 합니다.

신체의 부적절한 체액 분포는 중요한 기관의 기능에도 영향을 미칠 수 있습니다. 첫 번째 신호는 피로, 허약함, 두통입니다. 더 심각한 것은 근육 경련과 심장 박동 장애입니다.

일부 국가의 동물 실험과 임상 관찰을 통해 추가 정보가 수집되었습니다. 아연과 마그네슘이 강화된 물을 먹은 동물의 혈청에는 강화된 사료를 먹고 미네랄 함량이 낮은 물을 마신 동물보다 혈청 내 이러한 성분의 농도가 훨씬 더 높았습니다. 흥미로운 사실은 농축 과정에서 물보다 사료에 훨씬 더 많은 아연과 마그네슘이 첨가되었다는 것입니다. 미네랄 결핍 환자에 대한 실험 및 임상 관찰 결과를 바탕으로 증류수를 정맥 영양 공급받는 환자들에 따르면, Robbins와 Sly(9)는 미네랄 함량이 낮은 물의 섭취가 체내 미네랄 제거 증가의 원인이라고 제안했다.

미네랄 함량이 낮은 물을 지속적으로 섭취하면 위에서 설명한 변화가 발생할 수 있지만 증상이 나타나지 않을 수도 있고 나타나기까지 수년이 걸릴 수도 있습니다. 그러나 소위 말하는 것과 같은 심각한 손상이 있습니다. 물 중독 또는 정신 착란은 강렬한 신체 활동과 약간의 증류수 섭취로 인해 발생할 수 있습니다(10). 소위 물 중독(저나트륨혈증 쇼크)은 증류수 섭취뿐만 아니라 일반적으로 식수 섭취로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 "중독"의 위험은 물의 광물화가 감소함에 따라 증가합니다. 녹은 얼음 위에서 요리한 음식을 먹은 등반가들 사이에서 심각한 건강 문제가 발생했습니다. 이러한 물에는 인간에게 필요한 음이온과 양이온이 포함되어 있지 않습니다. 증류수나 순한 물로 만든 음료를 마신 어린이는 뇌부종, 경련, 산증과 같은 증상을 경험했습니다(11).

2. 칼슘, 마그네슘 섭취량이 적거나 없음

칼슘과 마그네슘은 인간에게 매우 중요합니다. 칼슘은 뼈와 치아의 중요한 구성 요소입니다. 이는 신경근 흥분성의 조절제이며 심장 전도 시스템의 기능, 심장과 근육의 수축, 세포 내 정보 전달에 참여합니다. 칼슘은 혈액 응고를 담당하는 성분입니다. 마그네슘은 해당과정, ATP 합성, 세포막을 통한 나트륨, 칼륨, 칼슘과 같은 미네랄의 수송, 단백질 및 핵산 합성, 신경근 흥분성 및 근육 수축을 포함한 300개 이상의 효소 반응의 보조 인자이자 활성화제입니다.

칼슘과 마그네슘의 총 섭취량에 대한 식수의 기여도를 평가하면 물이 주요 공급원이 아니라는 것이 분명해집니다. 그러나 이 미네랄 공급원의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 선진국에서도 식수에 칼슘, 특히 마그네슘 결핍이 부족한 경우 음식으로 칼슘 결핍을 보충할 수 없습니다.

지난 50년 동안 여러 나라에서 실시된 역학 연구에 따르면 심혈관 질환 발병률 증가와 그에 따른 사망, 연수 소비 사이에는 연관성이 있는 것으로 나타났습니다. 연수와 마그네슘이 풍부한 경수를 비교하면 패턴이 매우 명확하게 나타납니다. 연구 검토에는 최근 출판된 논문(12-15)이 수반되며, 결과는 이 논문의 다른 장(Calderon and Crown, Monarca)에 요약되어 있습니다. 최근 연구에 따르면 칼슘 함량이 낮은 연수를 섭취하면 소아 골절(16), 신경퇴행성 변화(17), 신생아의 조산 및 저체중 출생(18), 일부 암의 종류(19,20).). 급사 위험 증가(21-23) 외에도 마그네슘 함량이 낮은 식수는 심부전(24), 임신 후기 중독증(자간전증)(25) 및 특정 유형의 암(26-29)과 관련이 있습니다. ). ).

칼슘 함량이 낮고 광물화가 있는 탈염수(예: 증류수, 석회암을 통해 여과된 물)를 강제로 마셔야 하는 사람들의 칼슘 대사 변화에 대한 구체적인 정보가 소련의 한 도시에서 얻어졌습니다.

셰브첸코 (3, 30, 31). 알칼리성 포스파타제 활성 감소, 혈장 칼슘 및 인 농도 감소, 뼈 조직의 심각한 석회질 제거가 지역 인구에서 관찰되었습니다. 이러한 변화는 여성(특히 임산부)에서 가장 두드러졌으며 셰브첸코 시 거주 기간에 따라 달라졌습니다. 물에 충분한 칼슘 함량의 중요성은 영양분과 염분으로 포화된 영양가 있는 식단과 인위적으로 미네랄(400 mg/l)과 칼슘(5 mg/l)이 풍부한 탈염수를 먹인 쥐를 대상으로 한 위에서 설명한 실험에서 확립되었습니다. l, 25 mg/l, 50 mg/l) (3, 32). 5 mg/l의 칼슘이 함유된 물을 마신 동물은 칼슘 복용량을 두 배로 늘린 동물에 비해 갑상선 기능 및 기타 여러 신체 기능이 감소한 것으로 나타났습니다.

때로는 특정 물질의 체내 섭취 부족으로 인한 결과가 수년 후에야 눈에 띄게 나타나지만 칼슘과 마그네슘이 부족한 심혈관 시스템은 훨씬 빠르게 반응합니다. 칼슘 및/또는 마그네슘 함량이 낮은 물을 몇 달 동안 마시는 것으로 충분합니다(33). 예시적인 예는 역삼투 방식이 중앙 급수 시스템에 사용되기 시작한 2000-2002년 체코 공화국과 슬로바키아의 인구입니다.

몇 주 또는 몇 달 동안 심각한 마그네슘(및 칼슘) 결핍과 관련된 많은 주장이 있었습니다(34).

심혈관 질환, 피로, 약화, 근육 경련과 관련된 인구의 불만은 실제로 독일 영양 학회 보고서에 나열된 증상과 일치했습니다(7).

3. 기타 거시적 요소와 미량 요소의 섭취가 적습니다.

비록 드문 예외를 제외하고 식수는 필수 요소의 중요한 공급원은 아니지만 어떤 이유로 그 기여는 매우 중요합니다. 현대 음식 준비 기술은 대부분의 사람들이 충분한 양의 미네랄과 미량 원소를 얻는 것을 허용하지 않습니다. 어떤 원소가 급격하게 결핍되는 경우, 물에 있는 상대적으로 적은 양이라도 중요한 보호 역할을 할 수 있습니다. 물 속의 물질은 용해되어 이온 형태로 존재하므로 식품보다 인체에 훨씬 더 쉽게 흡착되어 다양한 화합물로 결합됩니다.

동물 실험에서는 물에 미량의 특정 물질이 존재하는 것이 중요하다는 사실도 밝혀졌습니다. 예를 들어, Kondratyuk(35)은 미세원소 공급의 차이로 인해 동물 근육 조직의 농도가 6배 차이가 난다고 보고했습니다. 실험은 6개월에 걸쳐 수행되었습니다. 쥐를 4개의 그룹으로 나누고 서로 다른 물을 마셨습니다: a) 수돗물; b) 약하게 광물화됨; c) 미네랄 함량이 낮고 요오드, 코발트, 구리, 망간, 몰리브덴, 아연 및 불소가 정상 농도로 풍부합니다. d) 미네랄 함량이 낮고 동일한 원소가 풍부하지만 양이 10배 더 많습니다. 또한, 농축되지 않은 탈염수가 조혈 과정에 부정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다. 미량 원소가 풍부하지 않고 미네랄 함량이 낮은 물을 받은 동물의 경우 적혈구 수가 일반 수돗물을 받은 동물보다 19% 낮았습니다. 농축된 물을 섭취한 동물과 비교했을 때 헤모글로빈 함량의 차이는 훨씬 더 컸습니다.

러시아의 환경 상황에 대한 최근 연구에 따르면 미네랄 함량이 낮은 물을 소비하는 인구는 많은 질병에 걸릴 위험이 있는 것으로 나타났습니다. 이는 고혈압(고혈압) 및 관상동맥 변화, 위 및 십이지장 궤양, 만성 위염, 갑상선종, 황달, 빈혈, 골절 및 성장 문제와 같은 임산부, 신생아 및 유아의 합병증입니다(36). 그러나 이러한 모든 질병이 칼슘, 마그네슘 및 기타 중요한 요소의 부족이나 다른 요인과 정확하게 연관되어 있는지는 완전히 명확하지 않습니다.

Lyutai(37)는 러시아 우스트일림스크 지역에서 수많은 연구를 수행했습니다.

연구 대상은 성인 7,658명, 어린이 562명, 임산부 및 신생아 1,582명이었습니다. 질병률과 신체 발달을 연구했습니다. 이 사람들은 모두 두 그룹으로 나뉩니다. 그들은 물의 광물이 다른 두 지역에 살고 있습니다. 선택된 지역 중 첫 번째 지역에서 물의 미네랄 함량은 134mg/l로 낮고, 칼슘과 마그네슘 함량은 각각 18.7과 4.9, 중탄산염 이온은 86.4mg/l입니다. 두 번째 지역에는 385mg/l의 미네랄 함량이 더 높은 물이 있으며, 칼슘과 마그네슘 함량은 각각 29.5와 8.3, 중탄산 이온은 243.7mg/l입니다. 황산염, 염화물, 나트륨, 칼륨, 구리, 아연, 망간 및 몰리브덴의 함량도 두 지역의 물 샘플에서 측정되었습니다. 이 지역의 음식문화, 공기질, 사회적 여건, 거주시간 등은 두 지역 주민들 모두 동일했다. 물의 미네랄 함량이 낮은 지역의 주민들은 갑상선종, 고혈압, 관상 동맥 심장 질환, 위 및 십이지장 궤양, 만성 위염, 담낭염 및 신장염으로 고통받는 경우가 더 많습니다. 아이들은 발달이 더디고 일부 성장 이상을 겪었고, 임산부는 부종과 빈혈로 고통받았으며, 신생아는 병에 걸릴 확률이 더 높았습니다.

물의 칼슘 함량이 30~90mg/L, 마그네슘 함량이 17~35mg/L, 총 광물화도가 약 ​​400mg/L(중탄산염을 함유한 물의 경우)인 경우 발생률이 더 낮았습니다. 저자는 그러한 물이 인간의 생리적 표준에 가깝다는 결론에 도달했습니다.

4. 요리 중 칼슘, 마그네슘 및 기타 거대 원소의 손실

연수에서 요리하는 과정에서 식품(야채, 고기, 곡물)의 중요한 요소가 손실되는 것으로 알려졌습니다. 칼슘과 마그네슘의 손실은 60%에 달할 수 있으며 기타 미량원소는 훨씬 더 많습니다(구리-66%, 망간-70%, 코발트-86%). 이에 반해 경수로 조리할 경우 미네랄 손실이 눈에 띄게 낮아지고, 완성된 요리의 칼슘 함량은 오히려 높아질 수 있다(38-41).

대부분의 영양소는 음식에서 나오지만 미네랄 함량이 낮은 물로 요리하면 일부 요소의 총 섭취량을 크게 줄일 수 있습니다. 더욱이 이러한 부족 현상은 그러한 물이 단지 식수로만 사용되는 경우보다 훨씬 더 심각합니다. 대부분의 사람들의 현대 식단은 필요한 모든 물질에 대한 신체의 요구를 충족시킬 수 없으므로 요리 중 미네랄 손실에 기여하는 요인은 부정적인 역할을 할 수 있습니다.

5. 독성금속의 체내 섭취량 증가 가능성

독성 금속의 위험이 증가하는 이유는 다음 두 가지 때문일 수 있습니다. 1) 물과 접촉하는 물질에서 금속 방출이 증가하여 식수 ​​내 금속 농도가 증가합니다. 2) 칼슘과 마그네슘이 부족한 물의 낮은 보호(항독성) 특성.

광물화가 낮은 물은 불안정하며 결과적으로 접촉하는 물질에 대해 높은 공격성을 나타냅니다. 이 물은 독성 금속과 복잡한 화합물을 형성하지 않고도 금속과 파이프, 저장 탱크 및 용기, 호스 및 부속품의 일부 유기 구성 요소를 더 쉽게 용해시켜 부정적인 영향을 줄입니다.

1993-1994년 미국에서는 유아 납중독 사례 3건을 포함해 식수에서 화학물질 중독 사례가 8건 보고됐다. 이 아이들의 혈액 검사 결과는 다음과 같습니다.

납 함량은 15μg/100ml, 37μg/100ml 및 42μg/100ml이며, 10μg/100ml는 이미 안전하지 않은 수준입니다. 세 가지 경우 모두 납이 구리 파이프와 저장 탱크의 납 납땜 이음새를 통해 물에 유입되었습니다. 세 가지 급수원 모두 저염분수를 사용하여 독성 물질의 방출이 증가했습니다(42). 처음으로 얻은 수돗물 샘플에서는 납 수준이 495 및 1050μg/L인 것으로 나타났습니다. 따라서 이 물을 마신 어린이의 혈중 납 함량이 가장 높았습니다. 저용량을 투여받은 어린이 가족의 수돗물 납 농도는 66μg/L였다(43).

물과 음식에 함유된 칼슘과 마그네슘은 독성 요소의 영향을 중화시키는 보호 요소입니다. 이는 독소를 불용성 복합체에 결합시키는 직접적인 반응과 흡수 중 경쟁을 통해 장에서 혈액으로 일부 독성 요소(납, 카드뮴)가 흡수되는 것을 방지할 수 있습니다(44-50). 이 효과는 제한적이지만 항상 고려해야 합니다. 미네랄이 부족한 물을 마시는 인구는 평균 경도와 미네랄이 함유된 물을 마시는 인구보다 항상 독성 물질에 노출될 위험이 더 높습니다.

6. 미네랄 함량이 낮은 물은 박테리아 오염 가능성이 있습니다.

일반적으로 물은 수원에서나 처리 후 배수 시스템에서 미생물 재성장으로 인해 미량의 소독제가 없을 경우 박테리아 오염이 발생하기 쉽습니다. 탈염수에서도 재성장이 시작될 수 있습니다.

배수 시스템의 박테리아 성장은 초기의 높은 수온, 더운 기후로 인한 온도 상승, 소독제 부족 및 특정 영양소의 가용성 증가로 인해 촉진될 수 있습니다(물은 본질적으로 공격적이므로 파이프의 재료를 쉽게 부식시킵니다). 만들어진).

손상되지 않은 수처리 멤브레인은 이상적으로 모든 박테리아를 제거해야 하지만 (누수로 인해) 완전히 효과적이지 않을 수 있습니다. 증거는 1992년 사우디아라비아에서 역삼투압 시스템으로 처리된 물에 의해 발생한 장티푸스의 발생입니다(51). 오늘날 거의 모든 물은 소비자에게 도달하기 전에 소독 과정을 거칩니다. 다양한 가정 처리 시스템으로 처리된 물에서 비병원성 미생물의 재성장은 Geldreich(52), Payment(53, 54) 및 기타 여러 그룹의 연구에서 설명되었습니다. 프라하에 있는 체코 국립 공중 보건 연구소(34)는 식수와 접촉하도록 고안된 여러 제품을 테스트한 결과 가압 역삼투 탱크가 박테리아 재성장에 취약하다는 사실을 발견했습니다. 탱크 내부에는 고무 벌브가 포함되어 있습니다. 박테리아 친화적인 환경.

III. 탈염된 식수의 최적의 미네랄 구성

탈염수의 부식성 및 잠재적인 건강 위험, 미네랄 함량이 낮은 물의 확산 및 소비로 인해 식수 내 미네랄의 최소 및 최적 농도에 대한 권장 사항이 만들어졌습니다. 또한 일부 국가에서는 식수 품질에 관한 관련 입법 또는 기술 문서에 포함된 필수 표준을 개발했습니다. 권장 사항에서는 감각적 특성과 갈증을 해소하는 물의 능력도 고려되었습니다. 예를 들어 자원봉사자들이 참여한 연구에 따르면 수온은 15~35°C가 최적인 것으로 나타났습니다. 15°C 미만 또는 35°C 이상의 온도를 가진 물은 피험자들에 의해 더 적은 양으로 소비되었습니다. 용해된 염분 함량이 25-50 mg/l인 물은 맛이 없는 것으로 간주되었습니다(3).

1. 1980년 WHO 보고서

미네랄 함량이 낮은 식수를 마시면 몸에서 염분을 씻어내는 데 도움이 됩니다. 체내 물-소금 균형의 변화는 탈염수뿐만 아니라 50~75 mg/l의 미네랄 물을 마실 때에도 나타났습니다. 따라서 1980년 보고서를 작성한 WHO 연구그룹(3)에서는 염도가 100mg/L 이상인 식수를 권장하고 있다. 과학자들은 또한 최적의 광물화는 염화물-황산염 물의 경우 200-400 mg/l이고 탄화수소 물의 경우 250-500 mg/l라고 결론지었습니다(1980, WHO). 권장 사항은 쥐, 개 및 인간 자원 봉사자를 포함한 실험 데이터를 기반으로 합니다. 샘플은 다음을 사용하여 모스크바 급수 네트워크에서 약 10 mg/l의 광물화를 갖는 탈염수 및 실험실에서 준비된 샘플(광물화 50, 100, 250, 300, 500, 750, 1000 및 1500 mg/l)에서 채취되었습니다. 다음 이온: Cl-(40%), HCO3 -(32%), SO4 2-(28%), Na+(50%), Ca2+(38%), Mg2+(12%).

체중, 기초 대사 및 질소 대사, 효소 활성, 염분 대사 및 조절 기능, 조직 및 체액의 미네랄 함량, 적혈구 용적률 및 항이뇨 호르몬 활성의 역학 등 많은 지표가 연구되었습니다. 최적의 미네랄 염 함량으로 인해 쥐, 개, 사람에게서 부정적인 변화가 발견되지 않았으며 이러한 물은 관능성이 높고 갈증을 잘 제거하며 부식 활성이 낮습니다.

최적의 물 광물화에 대한 결론 외에도 보고서(3)에는 칼슘 함량(최소 30mg/l)에 대한 권장 사항이 추가되어 있습니다. 이에 대한 설명이 있습니다. 칼슘 농도가 낮아지면 체내 칼슘과 인의 교환이 바뀌고 뼈 조직의 미네랄 함량이 감소합니다. 또한 물의 칼슘 농도가 30mg/l에 도달하면 부식성이 감소하고 물이 더욱 안정해집니다(3). 보고서(3)에서는 허용 가능한 관능 특성을 달성하고 부식성을 줄이며 칼슘 이온과의 평형을 달성하기 위해 중탄산염 이온 농도를 30mg/L로 권장합니다.

현대 연구에서는 탈염수에 존재해야 하는 미네랄의 최소 및 최적 수준에 대한 추가 정보를 제공했습니다. 예를 들어, 경도가 다른 물이 20~49세 여성의 건강에 미치는 영향은 남부 시베리아의 4개 도시(55,56)에서 2차례 역학 연구(여성 460명 및 511명)의 주제였습니다. 도시 A의 물에는 칼슘과 마그네슘의 양이 가장 적습니다(칼슘 3.0mg/l, 마그네슘 2.4mg/l). 도시 B의 물은 염분(칼슘 18.0mg/l, 마그네슘 5.0mg/l)으로 약간 더 포화되어 있습니다. 소금으로 인한 가장 높은 수분 포화도는 도시 B(22.0mg/l 칼슘 및 11.3mg/l 마그네슘)와 D(45.0mg/l 칼슘 및 26.2mg/l 마그네슘)에서 관찰되었습니다. 도시 A와 B의 거주자는 C와 D의 여성에 비해 심혈관계 변화(ECG 결과에 따라), 고혈압, 신체 기능 장애, 두통 및 현기증, 골다공증(X선 흡수 측정법)이 더 자주 관찰되었습니다.

이러한 결과는 1980년 WHO 보고서에 표시된 대로 식수의 마그네슘 함량이 최소 10mg/L, 칼슘 - 20mg/L이어야 하며 30mg/L가 아니라는 가정을 확인시켜 줍니다.

이용 가능한 데이터를 기반으로 연구원들은 식수에 대해 다음과 같은 칼슘, 마그네슘 농도 및 경도 수준을 권장했습니다.

마그네슘의 경우: 최소 10mg/l(33.56), 최적 함량 20-30mg/l(49, 57);

칼슘의 경우: 최소 20mg/l(56), 최적 함량은 약 50(40-80)mg/l(57, 58)입니다.

물의 총 경도, 칼슘 및 마그네슘 염의 총 함량은 2-4mmol/l(37, 50, 59, 60)입니다.

식수의 구성이 이러한 권장 사항을 준수했을 때 건강에 부정적인 변화가 전혀 또는 거의 관찰되지 않았습니다. 아마도 최적의 미네랄 농도를 지닌 식수에서 최대 보호 효과 또는 긍정적 효과가 관찰되었습니다. 심혈관계 상태를 관찰하면 식수의 최적 마그네슘 수준을 결정할 수 있었고, 칼슘 대사 및 골화 과정의 변화는 칼슘 함량 권장 사항의 기초가 되었습니다.

최적 경도 범위의 상한은 경도가 5mmol/L를 초과하는 물을 음용할 경우 담낭, 신장, 방광 및 신장에 결석이 형성될 위험이 있다는 사실을 토대로 결정되었습니다. 인구의 관절염 및 관절 병증.

최적의 농도를 결정하기 위한 작업에서 예측은 장기적인 물 소비량을 기준으로 이루어졌습니다. 단기적인 물 사용의 경우 치료 권장 사항을 개발하기 위해 더 높은 농도를 고려해야 합니다.

IV. 식수의 칼슘, 마그네슘 및 경도에 대한 지침 및 지침

식수 수질 지침(61) 제2판에서 WHO는 물 경도 측면에서 칼슘과 마그네슘을 평가하지만 칼슘, 마그네슘의 최소 또는 최대 함량 또는 경도 값에 대해 별도의 권장 사항을 제시하지 않습니다. 첫 번째 유럽 지침(62)에서는 연수 및 탈염수(최소 60mg/l 칼슘 또는 이에 상응하는 양이온)에 대한 최소 경도 요구 사항을 설정했습니다. 이 요구사항은 모든 EU 회원국의 국내법에 따라 의무화되었지만 이 지침은 2003년 12월에 만료되었으며 새로운 지침으로 대체되었습니다(63). 새로운 지침에는 칼슘, 마그네슘 및 경도 수준에 대한 요구 사항이 포함되어 있지 않습니다.

반면, 그러한 요구사항을 회원국의 국내법에 도입하는 것을 방해하는 것은 없습니다. EU에 가입한 일부 국가(예: 네덜란드)만이 필수 국가 표준 수준에서 칼슘, 마그네슘 및 물 경도의 함량에 대한 요구 사항을 설정했습니다.

일부 EU 회원국(오스트리아, 독일)은 이러한 지표를 선택 표준(물의 부식성을 줄이는 기술)으로 기술 문서에 포함시켰으며, 2004년 5월 EU에 가입한 유럽 4개국 모두 관련 규제 문서에 이러한 요구 사항을 포함시켰지만 그 심각성은 이러한 요구 사항은 다릅니다.

체코공화국(2004): 연수의 경우: 칼슘 30 mg/l 이상, 마그네슘 1 mg/l 이상; 수동 요구 사항: 칼슘 40-80mg/l 및 마그네슘 20-30mg/l(경도는

Σ Ca + Mg = 2.0-3.5 mmol/l);

헝가리(2001): 경도 50-350mg/l(CaO에 따름); 생수, 새로운 물 공급원, 연수 및 탈염수에 대한 최소 요구 농도는 50 mg/l입니다.

폴란드(2000): 경도 60-500(CaCO3에 따름);

슬로바키아(2002): 칼슘 요구량은 지침에 명시된 것과 동일합니다.

> 30 mg/l, 마그네슘의 경우 10-30 mg/l.

유인 우주선의 서식지에 대한 러시아 표준(일반 의료 및 기술 요구 사항(64))은 재처리된 식수의 미네랄 비율에 대한 요구 사항을 정의합니다. 다른 요구 사항 중에서 광물화는 100~1000mg/l 범위로 표시됩니다. 불소, 칼슘 및 마그네슘의 최소 수준은 각 우주 함대의 특별 위원회에 의해 별도로 설정됩니다. 생리학적 가치를 부여하기 위해 미네랄 농축물로 재활용수를 풍부하게 하는 문제가 강조됩니다(65).

V. 결론

식수에는 최소한의 필수 미네랄(및 탄산염과 같은 일부 기타 성분)이 포함되어 있어야 합니다. 불행하게도 지난 20년 동안 연구자들은 독성 오염물질 문제에 몰두해 물의 유익한 효과와 물의 보호 특성에 거의 관심을 기울이지 않았습니다. 그러나 식수의 최소 필수 미네랄 함량이나 염도를 정의하려는 시도가 있었고 일부 국가에서는 구성 요소별 지침을 법률에 ​​포함시켰습니다.

이 문제는 미네랄 복합물이 풍부하지 않은 탈염된 음용수뿐만 아니라 가정 또는 중앙 집중식 처리로 인해 미네랄 함량이 감소된 물과 저광물화된 물에도 관련이 있습니다. 생수.

탈염을 통해 얻은 식수는 미네랄이 풍부하지만 가정에서 처리되는 물에는 적용되지 않습니다. 미네랄 성분이 안정화된 후에도 물은 건강에 유익한 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 일반적으로 물은 석회석이나 기타 탄산염 함유 광물을 통과하여 미네랄이 풍부해집니다. 이 경우 물은 주로 칼슘으로 포화되며 마그네슘 및 기타 미량 원소(예: 불소 및 칼륨)의 결핍은 아무것도 보상되지 않습니다. 또한 첨가되는 칼슘의 양은 위생적인 ​​고려 사항보다는 기술적(물 공격성 감소)에 의해 더 많이 규제됩니다. 모든 중요한 미네랄의 포화가 발생하지 않기 때문에 인위적으로 미네랄을 사용하여 물을 풍부하게 하는 방법 중 어느 것도 최적이 아닐 수도 있습니다. 일반적으로 탈염수의 부식 활동을 줄이기 위해 물의 미네랄 구성을 안정화하는 방법이 개발됩니다.

강화되지 않은 탈염수 또는 미네랄 함량이 낮은 물(중요 미네랄의 부족 또는 부재로 인해)은 이상적인 제품과는 거리가 멀기 때문에 정기적인 섭취는 일부 중요한 영양소의 총 섭취량에 적절하게 기여하지 않습니다. 이 장에서는 이 주장을 입증합니다. 고도로 탈염수를 연구하는 동안 인간 지원자에 대해 얻은 실험 데이터 및 발견의 확인은 최신 방법론적 요구 사항을 항상 충족하지는 않는 이전 문서에서 찾을 수 있습니다. 그러나 우리는 이러한 연구의 데이터를 무시해서는 안 됩니다. 그 중 일부는 독특합니다. 탈염수가 건강에 미치는 영향에 대한 동물 실험과 임상 관찰을 포함한 초기 연구에서는 비슷한 결과가 나왔습니다. 이것은 현대 연구에 의해 확인되었습니다.

물 속의 칼슘과 마그네슘 결핍이 결과 없이 사라지지 않는다는 것을 확인하기에 충분한 데이터가 수집되었습니다. 물 속 마그네슘 함량이 높을수록 심혈관 질환 및 급사 위험이 감소한다는 증거가 있습니다. 이 관계는 많은 연구에서 독립적으로 설명되었습니다. 그러나 연구는 서로 다른 방식으로 구성되었으며 서로 다른 지역, 인구 및 기간과 관련되었습니다. 부검, 임상관찰, 동물실험 등을 통해 일관된 결과를 얻었습니다.

마그네슘의 보호 효과에 대한 생물학적 타당성은 분명하지만, 심혈관 질환의 다양한 병인으로 인해 특이성은 덜 명확합니다. 심혈관 질환으로 인한 사망 위험 증가 외에도 물에 함유된 마그네슘 부족은 운동 신경 질환, 임신 합병증(자간전증이라고 함), 어린 아이의 돌연사 및 일부 암과 관련이 있습니다. 현대 연구자들은 칼슘 함량이 낮은 연수를 마시면 어린이의 골절, 신경 퇴행성 변화, 조산, 신생아의 저체중 출생 및 일부 유형의 암을 유발할 수 있다고 제안합니다. 심혈관 질환의 발병에서 수성 칼슘의 역할을 배제할 수 없습니다.

식수 품질을 담당하는 국제 및 국내 기관은 탈염수 처리에 대한 지침을 검토하여 칼슘, 마그네슘 및 염도를 포함한 중요한 지표에 대한 최소값을 정의해야 합니다. 필요한 경우, 승인된 기관은 공중 보건을 개선하기 위해 이 분야의 표적 연구를 지원하고 촉진할 책임이 있습니다. 탈염수에 필요한 개별 물질에 대한 품질 매뉴얼이 개발된 경우, 관할 당국은 해당 문서가 가정용 수처리 시스템 및 생수 소비자에게 적용 가능하도록 보장해야 합니다.

14. 불소

마이클 A. 레논

임상치과대학

영국 셰필드 대학교

헬렌 웰튼

데니스 오뮬런

구강문제연구센터

유니버시티 칼리지, 코크, 아일랜드 공화국

진 엑스트랜드

카롤린스카 연구소

스톡홀름, 스웨덴

I. 소개

불소는 인간의 건강에 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 모두 미칩니다. 구강 건강의 관점에서 볼 때, 치아 질환의 발생은 식수의 불소 농도와 반비례합니다. 물 속 불소 농도와 불소증 사이에도 연관성이 있습니다(1). 일반적인 건강 관점에서 볼 때, 물과 음식 모두에서 불소 농도가 높은 지역에서는 골격 불소증과 골절 사례가 흔합니다. 그러나 다른 불소 공급원도 있습니다. 멤브레인과 음이온 교환 수지를 사용한 담수화 및 수처리는 물에서 거의 모든 불화물을 제거합니다. 식수 목적으로 이러한 물을 사용하는 것과 공중 보건에 미치는 영향은 특정 ​​상황에 따라 크게 달라집니다. 주요 임무는 식수에 존재하는 불소의 긍정적인 효과(충치 예방)를 강화하는 동시에 구강 및 건강 전반에 대한 원치 않는 문제를 최소화하는 것입니다.

구강 질환의 원인은 치아 표면의 박테리아와 단당(예: 자당)의 상호작용과 관련이 있습니다. 음식과 음료에 이러한 설탕이 없으면 충치는 더 이상 심각한 문제가 되지 않습니다. 그러나 문제를 해결하기 위한 올바른 조치가 취해질 때까지 높은 설탕 소비로 인한 문제는 계속해서 존재할 것입니다. 식수에서 불소를 제거하면 기존 또는 진행 중인 구강 질환 문제가 잠재적으로 악화될 수 있습니다.

II. 인체에 불소 섭취

불소는 암석권에 매우 널리 퍼져 있습니다. 종종 형석, 형광 인회석, 빙정석으로 발견되며 지구상에서 13번째로 풍부한 광물입니다. 불소는 바닷물에 1.2-1.4 mg/l의 농도로 존재하고, 지하수에는 최대 67 mg/l, 지표수에는 0.1 mg/l의 농도로 존재합니다(2). 불소는 식품, 특히 생선과 차에서도 발견됩니다(3).

대부분의 식품에는 미량의 불소가 포함되어 있지만 물과 유제품이 아닌 음료는 섭취되는 불소의 주요 공급원으로 식수의 불소 함량에 따라 미국 성인 섭취량의 66~80%를 차지합니다.

추가적인 불소 공급원에는 치약(특히 대부분의 치약을 삼키는 어린 아이들의 경우), 차(차 마시는 것이 전통으로 자리 잡은 지역), 가정이 매우 높은 온도로 가열되는 중국 일부 지역의 석탄(흡입) 등이 있습니다. 석탄, 불소 수준 섭취된 불소의 흡수는 위와 소장에서 발생합니다(3).

대부분의 경우, 불소는 원래 물에 존재했든 물에 첨가되었든 유리 불소 이온(3)으로 존재합니다. 0-500mg/l의 물 경도(CaCO3 기준)는 이온 해리에 영향을 미치며, 이는 결국 불소의 생체 이용률을 약간 변화시킵니다(4). 일반적인 불소 흡수량은 100%(공복 시)부터 60%(칼슘이 풍부한 아침 식사 시)까지 다양합니다.

III. 음식과 음료의 불소가 구강 건강에 미치는 영향

식수에 자연적으로 존재하는 불소가 구강 건강에 미치는 영향은 1930년대와 1940년대 미국 공중보건국의 Trendley Dean과 그의 동료들에 의해 연구되었습니다. 미국 전역에서 수많은 연구가 수행되었습니다. 연구에 따르면 물의 천연 불소 함량이 증가하면 불소증의 가능성이 증가하고 충치의 가능성이 감소하는 것으로 나타났습니다(5). 또한, Dean의 결과에 따르면 1mg/L의 농도에서는 불소증의 발생률, 중증도 및 미용 효과가 사회적 문제가 되지 않으며 우식에 대한 저항성이 크게 증가한다고 가정할 수 있습니다.

이러한 사실을 분석할 때 다음과 같은 논리적인 질문이 제기됩니다. 식수의 인공 불소화로 인해 그 효과가 반복될 수 있습니까? 이 주제에 대한 첫 번째 연구는 1945년 USPHS의 지시에 따라 그랜드 래피즈에서 수행되었습니다. 6년간의 수돗물 불소화 후에 얻은 결과는 1953년에 발표되었습니다. 추가 연구는 1945~46년에 수행되었습니다. 일리노이(미국)와 온타리오(캐나다)에 있습니다.

네덜란드(1953), 뉴질랜드(1954), 영국(1955-1956), 동독(1959)의 과학자들도 이 문제를 다루었습니다. 결과는 비슷했습니다. 치아우식증 발생률이 감소한 것으로 나타났습니다(5). 결과가 발표된 이후 수돗물 불소화는 공공 차원에서 일반적인 건강 증진 조치가 되었습니다. 프로젝트에 참여한 일부 국가에 대한 정보와 불소가 함유된 인위적으로 농축된 물을 소비하는 인구 규모에 대한 정보가 표 1에 나와 있습니다. 기후 조건에 따라 최적의 불소 농도는 0.5~1.0mg/L입니다. 전 세계적으로 약 3억 5천 5백만 명의 사람들이 인공적으로 불소화된 물을 마시고 있습니다. 또한, 약 5천만 명이 천연 불소가 함유된 물을 마시고 있습니다.

1mg/l. 표 2에는 100만 명 이상의 인구가 천연 불소(1mg/L)가 풍부한 물을 마시는 국가가 나열되어 있습니다. 일부 국가, 특히 인도, 아프리카, 중국 일부 지역에서는 물에 천연 불소가 WHO 식수 지침에서 정한 기준인 1.5mg/L 이상의 매우 높은 농도로 함유되어 있을 수 있습니다.

인공 불소 농축 물을 도입한 많은 국가에서는 5~15세 어린이의 단면 무작위 표본을 사용하여 치아 우식증과 불소증의 발생률을 계속 모니터링하고 있습니다. 모니터링의 훌륭한 예는 아일랜드(주로 불소처리된 물)와 아일랜드 북부(불소처리되지 않은 물)의 어린이 구강 건강에 관해 최근 발표된 보고서입니다(7). (표 3 참조)

IV. 불소 섭취와 건강

섭취된 불소가 건강에 미치는 영향은 Grand Rapids 연구 이전인 1942년에 Moulton에 의해 검토되었습니다. 그 이후로 이 문제는 수많은 조직과 개별 과학자들에 의해 지속적으로 다루어져 왔으며 최근에는 IPCS(3)가 불소와 그것이 건강에 미치는 영향에 대한 상세한 검토를 실시했습니다. 연구와 검토에서는 골절, 골격 불소증, 암, 신생아 이상에 초점을 맞추었지만 불소화로 인해 유발되거나 악화될 수 있는 다른 이상도 포함되었습니다(1, 9, 10, 11, 12, 13, 14). 천연 불소 농도나 첨가된 불소 농도가 함유된 식수에 대한 증거나 부작용이 없습니다.

위에서 설명한 구강 불소증의 경우를 제외하고는 0.5~1mg/L가 검출되지 않았습니다. 또한, 천연 불소 농도가 8mg/L에 달하는 미국 지역의 연구에서는 그러한 물을 마심으로써 어떤 부작용도 나타나지 않았습니다. 그러나 인도와 중국에서는 다량의 불소(1일 누적 섭취량 14mg)를 장기간 섭취하면 골절 위험이 증가한다는 증거가 있으며, 6mg/일 이상 섭취하면 골절 위험이 발생함을 시사합니다. 일 (3).

미국 국립과학원 의학연구소(15)는 (모든 공급원에서) 불소 섭취 총 권장량을 체중 kg당 0.05mg으로 제시하며, 이 양의 불소를 섭취하면 불소 섭취량을 최대로 줄일 수 있다고 주장합니다. 부정적인 부작용(예: 불소증)을 유발하지 않으면서 인구 집단의 치아 우식증 위험. 미국 환경 보호국(EPA)은 최대 허용 농도(골격 불소증을 일으키지 않음)를 4mg/l로 간주하고, 2mg/l의 값은 구강 불소증을 일으키지 않는 것으로 간주합니다. WHO 식수 품질 지침에서는 1.5mg/l를 권장합니다(16). WHO는 국가 표준을 개발할 때 기후 조건, 소비량, 기타 출처(물, 공기)로부터의 불소 섭취량을 고려할 필요가 있음을 강조합니다. WHO(16)는 자연적으로 불소 수준이 높은 지역에서는 인구가 섭취하는 불소 권장량을 달성하기 어렵다고 지적합니다.

불소는 뼈 조직에 비가역적으로 결합되어 있는 원소가 아닙니다. 골격 성장 기간 동안 신체에 유입되는 불소의 상대적으로 많은 부분이 뼈 조직에 축적됩니다. 체내 불소의 "균형", 즉 진입 금액과 방출 금액의 차이는 양수일 수도 있고 음수일 수도 있습니다. 불소가 모유와 젖소의 우유에서 공급될 때 체액의 함량은 매우 낮고(0.005 mg/l) 소변 배설이 체내 섭취량을 초과하여 음의 균형이 관찰됩니다. 불소는 아주 적은 양으로 유아의 몸에 들어오기 때문에 뼈 조직에서 세포외액으로 방출되어 소변으로 몸 밖으로 빠져 나가므로 마이너스 균형을 초래합니다. 성인 인구의 상황은 정반대입니다. 신체에 유입되는 불소의 약 50%는 뼈 조직에 축적되고 나머지 양은 배설 시스템을 통해 신체 밖으로 배출됩니다. 따라서 불소는 뼈 조직에서 천천히, 그러나 장기간에 걸쳐 방출될 수 있습니다. 이 비율은 뼈가 얼어붙은 구조가 아니라 몸에 들어가는 영양분에 의해 지속적으로 형성된다는 사실 때문에 가능합니다(17,18).

V. 담수화의 중요성

탈염은 해수에서 사실상 모든 불소를 제거하므로 배출구 물이 재광화되지 않으면 불소와 기타 미네랄의 양이 매우 부족해집니다. 많은 천연 식수에는 처음에는 불소를 포함한 미네랄 함량이 부족합니다. 공중 보건에 대한 이 사실의 중요성은 이익과 위험의 균형에 따라 결정됩니다.

서로 다른 대륙과 한 대륙 내의 거주자를 비교할 때 발생률의 상당한 차이가 눈에 띕니다. WHO는 12세 어린이(여기에는 영향을 받은 치아, 상실된 치아 및 치유된 치아의 수 포함)를 대상으로 결정되는 DMFT 지수의 도입을 가장 적절한 지표로 권장했습니다. WHO 구강 건강 데이터베이스는 확장된 정보를 제공합니다(19). 우식의 원인은 박테리아와 음식에서 나오는 단당(예: 자당)의 상호 작용과 관련이 있습니다. 음료와 음식에 설탕이 없으면 이 문제는 무시할 수 있습니다. 이러한 상황에서 공중보건의 목적은 물 속 과도한 불소 농도로 인한 유해한 영향을 방지하는 것입니다.

그러나 우식 위험이 높을 경우 중앙 식수 공급 장치에서 불소를 제거하는 효과는 복잡할 것입니다. 구강 위생 수준이 높고 대체 불소 공급원(예: 치약)이 널리 사용되는 스칸디나비아 국가에서는 식수에서 불소를 영구적으로 제거하는 관행이 거의 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 반면, 구강 위생 수준이 매우 낮은 일부 개발도상국에서는 0.5~1mg/L의 수돗물 불소화 수준이 여전히 중요한 대중적 관심사로 남아 있습니다. 상황이 엇갈리는 나라도 있다. 특히 영국 남부에서는 인공적인 물의 불소화 없이 발생률이 통제되고 있습니다. 영국 북서부의 다른 지역에서는 발생률이 더 높으며 수돗물 불소화가 중요한 조치입니다.

6. 결론

이후에 불소가 강화되지 않은 탈염수 사용의 가치는 다음에 따라 달라집니다.

특정 공급원의 식수에 포함된 불소 농도

기후 조건 및 소비되는 물의 양

우식 위험(예: 설탕 섭취)

사회의 구강 문제에 대한 지식 수준과 특정 지역의 인구를 위한 대체 불소 공급원의 가용성.

그러나 다른 출처로부터의 총 섭취량 문제를 해결하고 뼈 손실을 예방하기 위해 불소 섭취에 대한 합리적인 하한선을 설정하는 것이 필요합니다.

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표 1. 인구 100만 명 이상의 수돗물 불소화를 사용하는 국가

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