Кремний в воде

Практически все микроэлементы, которые встречаются в нашем ежедневном рационе, могут быть и полезными при правильном их количестве и форме поступления в организм, и вредными, если наблюдается их переизбыток. Поэтому многие частные лица, а также представители коммерческих компаний или муниципальных учреждений обращаются к специалистам для удаления кремния из питьевой воды. Само по себе вещество необходимо для человека, поскольку оно не просто содержится в крови, костной и мышечной ткани, но и способствует улучшению обменных процессов, транспортировки нервных импульсов по окончаниям. Но превышение даже необходимых веществ может негативно сказаться на здоровье. Что предпринять в таком случае, читайте далее.

Нужна ли очистка от примесей

Химический элемент Si не оценивается системой здравоохранения как токсичный или вредный, однако, его нормы строго регламентированы и составляют не более 10 мг на один литр по российскому нормативу СанПиН. При этом среднее количество вещества в водопроводном ресурсе, а также в водоемах может варьироваться в пределах от 1 до 30 мг/л. То есть превышать норму вплоть до 3 раз.

Негативное влияние примеси на человека не доказано, есть некоторые исследования, но они не представляют значительной ценности. Именно по этой причине нет международного норматива содержания химического элемента, при водоподготовке его уровень могут даже не определять. Зато Si может очень плохо отразиться на производственных процессах. Поэтому жидкость тщательно проверяют и подготавливают перед тем, как использовать в технических целях.

Проблемы, связанные с повышенным содержанием кремния в технической воде

Кремниевая кислота может присутствовать в водном растворе в нескольких формах, например, в коллоидной или ионнодисперсной. Это зависит от многочисленных факторов, в том числе, от температуры, уровня рН, и от того, какие примеси находятся в составе и вступают в реакции. Такой ресурс (с повышенным количеством Si) недопустимо использовать для следующих производственных целей:

• наполнение паровых котлов с высоким давлением;

• изготовление бытовых химикатов, фармацевтической и иной продукции с применением различных химических средств;

• производство некоторого типа текстиля, например, капроновых нитей;

• вторичная переработка лома цветного металла.

При любом нагреве в емкостях (нагревательные котлы, теплообменники) вещество вступает в реакцию с другими примесями и образует сложную силикатную накипь. При этом его процент содержания не менее 50%, остальные приходятся на оксиды железа и других металлов, а также на натрий. Такие отложения скапливаются на стенках сосудов, образуют прочный слой, который обладает низкой теплопроводностью – именно это максимально снижает энергоэффективность теплопроводного или нагревательного оборудования.

Избежать образования силикатной накипи можно только фильтруя ресурс перед нагреванием в котлах и используя специальные кремниевые камни для очистки воды. Предварительное обескремнивание, как этап водоподготовки, будет зависеть от необходимых текущих показаний, в том числе от поддерживаемого давления и температуре в котле. Таким образом, норматив для технического водного ресурса намного более жесткий – не больше 0,1 мг Si на литр раствора.

Еще одна сфера, которая сильно зависит от качества поступаемой жидкости, это производство спиртосодержащей продукции. Но и безалкогольные лимонады и прочие напитки (кроме специальных с высокой пользой для человека и минералами) имеют ограничение на эту примесь.

Таким образом, практически любая производственная сфера для получения разрешения на деятельность, а также в целях обеспечения высокого качества готового продукта (будь то пищевой или, например, металлургический товар), требует установления промышленных фильтров водоподготовки. Особенно это касается тех производств, которые пользуются собственными скважинами для добычи водного ресурса.

Интересный факт, что в обычной жизни люди часто используют кремниевую крошку для очистки воды в колодце или просто обеззараживают уже добытую жидкость с помощью помещения в резервуар кремния. Таким образом, это химическое вещество одновременно является и нежелательным в составе (для технических целей) и положительным при домашнем, бытовом применении. Объясним, почему. Элемент, вступая в реакцию с водным раствором, нейтрализует (они выпадают в осадок) такие примеси, как хлористые соединения, аммиак, соли аммония и тяжелых металлов, нитраты, железо. Кроме того, содержание Si способствует обеззараживанию, подавляет жизнедеятельность и размножение ряда бактерий, вирусов и грибков. Поэтому в повседневной жизни для питья обескремнивание не проводят.

Подготовка к проведению процедуры очистки

В первую очередь, как и при любом выборе системы фильтрации, назначается экспертиза. Берется анализ ресурса из скважины, причем делать это необходимо не на одной глубине, а на нескольких уровнях, поскольку следует учитывать изменение количества осадков в зависимости от времени года. Полученный образец отправляется в анализ на определение дозы кремния на литр. Затем по результатам, которые обычно оказываются положительными, т.к. в естественной природе содержание этого компонента достаточно высоко, назначаются процедуры по обескремниванию.

Если вы хотите узнать содержание вещества в водопроводном ресурсе или собственном колодце, можно провести элементарный тест, который включает нагревание емкости с длительным кипением. В ходе испарения на стенках будет образовываться накипь. В зависимости от того, насколько она твердая (как плохо счищается под механическим воздействием) можно визуально определить – много кремния или нет, поскольку максимальную прочность имеют именно силикатные отложения.

Теперь можно приступать к очистке.

Методы, как очистить воду от примесей кремния

Технологии фильтрации не стоят на месте, постоянно развиваются, увеличивается их количество. В связи с этим, мы сперва представим способы, которые можно назвать классическими – они использовались повсеместно, но постепенно были признаны малодейственными, дорогостоящими и вытеснены более прогрессивными технологиями. К таким устарелым, но все же иногда используемым методам можно отнести следующие:

• сорбция железными и алюминиевыми гидроксидами;

• осаждение известью;

• электрокоагулирование;

• фильтрование через магнезиальный сорбент.

Большинство из них нуждаются либо в повторном фильтровании (теперь уже от продуктов, которые являлись очищающими), либо отличаются высокой стоимостью проведения процедуры.

Следующие способы позволили меньше расходовать электроэнергию, упростили состав реагентов, а также увеличили общую эффективность процедуры:

• ионный обмен;

• ультрафильтрация;

• нанофильтрация;

• обратный осмос;

• электродеионизация.

Подробнее расскажем о каждом варианте и о том, как ставят фильтр для очистки воды от кремниевой кислоты.

Ионный обмен

Убрать все связанные кислотами частички кремния не так просто, поэтому производят многоступенчатую водоподготовку. Сперва жидкость пропускают через катионный прибор, там убираются все катионы железа, натрия, кальция. Затем, уже обессоленный водный ресурс проходит дважды под воздействием анионного фильтрования, где сперва удаляются тяжелые соли и кислоты, а затем легкие, в том числе кремниевая. При этом процессе участвуют реагенты, в том числе углекислота. Затем происходит регенерация гидроксидом натрия. Это эффективный метод, но есть и минусы – достаточно высокая стоимость на трехступенчатую фильтрацию и использование большого объема регенерирующего едкого натра. Аниониты, которые участвуют в процессе, следует заменять в установке каждые 1,5-2 года в зависимости от литража перегоняемой жидкости.

Обратный осмос

Технология очень проста и используется повсеместно – как для очистки сточных вод, так и для питьевого и технологического источника. Основным преимуществом является получение фактически кристально чистого водного раствора с минимальным содержанием примесей. Для питья это не очень хорошо (организму требуется некоторое содержание солей, минералов), но для прохождения любого производственного процесса – отлично. Итак, как проходит метод.

Есть растворитель, который пропускается через мельчайшую мембрану. Жидкость проходит, оставляя на ее стенках связанные частицы металла, а также кремния. Получаются две субстанции – пермеат (очищенная, обессоленная вода) и концентрат (остаток с высокой концентрацией примесей, который уходит в слив). Интересно, что мембранный материал очень плохо реагирует на различные органические соединения, а также на хлор, поэтому, чтобы продлить срок службы фильтров для воды с целью очистки от кремния, следует поставить систему предварительной грубой водоподготовки.

Также следует заботиться о регулярном промывании мембраны специальными антискалантами или диспергантами – они способствуют разложению оставшихся на мембранной ткани осадков из мельчайших частиц.

Но на этом система фильтрации технической воды обычно не заканчивается. Да, элементы кремниевой кислоты уже находятся в сливе, но среда все же должна подвергнуться вторичной обработке. Возможные узлы для посточистки:

• угольный фильтр для защиты от остатков органики и хлора;

• реминерализаторы – они участвуют в процессе добавления в состав полезных микроэлементов, например, кальция, натрия; на производстве в этом не всегда есть потребность, но для скважин для питьевой воды – обязательно;

• структуризаторы, которые улучшают внутреннюю структуру H2O;

• ультрафиолетовое обеззараживание – воздействует преимущественно на органические соединения, которые являются потенциально вредными для здоровья;

• дозатор фосфатов и сульфатов натрия для коррекции уровня рН – необходимо в технологических целях преимущественно для того, чтобы предотвращать коррозийный процесс металлических элементов.

В результате получаем систему водоподготовки, которая может быть использована практически для любых целей. Таким образом, очищаем и ресурс, полученный из водопровода, и из скважины. Им можно активно пользоваться при подготовке жидкости к технологическому использованию.

Представим схему обратного осмоса:

Ультрафильтрация для очистки воды от черного кремня

Этот способ относится к мембранным технологиям и заключается также в пропускании потока жидкости через мембрану под высоким давлением. При этом устраняется до 95% содержащегося Si. Использование способа оправдано в тех случаях, когда очень важно дополнительно избавиться от органических загрязнений, например, при подаче жидкости на пищевое производство.

Нанофильтрация

Это еще одна разновидность обратного осмоса. Но в отличии от вышеприведенной технологии здесь мембрана имеет более крупные ячейки и, как следствие, пропускная способность тоже увеличивается, а селективность, напротив, снижается. Уровень очистки (до 80%) положительно воздействует на концентрацию кремния в воде из скважины, что позволяет делать ресурс, максимально предназначенный и пригодный для употребления в пищу. Он обладает отличными вкусовыми и полезными для организма качествами, а именно:

• Количество Si не более 10 мг/л.

• Приемлемая минерализация.

• Низкая жесткость.

Это же делает воду более подходящей для использования в бытовых целях – для стирки белья, посудомоечной машины, для принятия душа. Такими системами пользуются владельцы частных коттеджей, которым необходимо отфильтровать колодезную или скважинную влагу.

Если цель – получение особо чистого ресурса, например, для производства химикатов, то нанофильтрация может стать первым этапом водоподготовки, а затем будет применяться электродеионизация. Так на выходе получается раствор, в котором не более 0,005 мг Si на литр.

Сорбция гидроксидами алюминия и железа

Данная реакция происходит на основе того, что растворенный в воде кремний вступает во взаимодействие с железом в степени окисления +3. Кремниевые кислоты в результате сорбируются, а на поверхности образуется сложный железосиликат – и его формула непосредственно зависит от того, какое количество Si было в растворе. Процедура хороша тем, что ее можно проводить еще на самой начальной стадии водоподготовки – на момент обесцвечивания. Поскольку хлопья гидроксидов алюминия или железа оседают, «захватывая» с собой и кремний. Но стоит отметить, что если это вещество находится в большой концентрации в растворе, то его обезжелезивание может пройти неэффективно.

Осаждение известью

Способ эффективен при достижении температуры в 98 градусов. Если осадителя избыточное количество (по отношению ко кремниевой кислоте), то можно добиться высокого качественного показателя до 0,4 – 0,5 мг Si на литр. В то время как предыдущий способ с железом и алюминием дает результат не лучше, чем 1,5 – 2 мг/л.

Гашеная известь при соприкосновении с примесями образует малорастворимый силикат кальция, жженый магнезит и доломит. Совокупность этих веществ выпадает в осадок.

Электрокоагулирование

В водный резервуар опускаются электроны, по ним будет подаваться разряд. Постоянный ток приводит к постепенному растворению проводников с высвобождением ионов. Они, в свою очередь, вступают с химическими элементами – примесями, это объединение в виде хлопьев выступает в осадок. Для очищения воды от кремния используются стальные аноды (параллельно убирается хром), в то время как для устранения меди, никеля и цинка используется алюминий.

Способ считается промышленным и применяется для очистки технического ресурса и стоков.

Фильтрование через магнезиальный сорбент

Это эффективный метод при котором необходимо обеспечить толщину сорбирующего слоя не менее 3,5 – 4 метра, а также температуру воды 40-50 градусов. Скорость прохождения раствора – 10 м/ч. Есть и нюанс – потребность часто менять фильтр, поскольку регенерировать его не представляется возможным.

Электродеионизация

Помогает провести глубокое обессоливание водного ресурса. Технология заключается в помещении ионообменной смолы (с зернами катионита и анионита) в камеры электродиализного аппарата.

В статье мы рассказали про обескремнивание природного ресурса в технологических целях. А также упомянули, что в домашних условиях, напротив, используются обеззараживающие полезные свойства камня кремния для очистки, а то, как очищают фильтры и где их взять, можно узнать в компании «Вода Отечества», которая предлагает свои услуги по установке фильтрационного оборудования.

Вода играет в организме человека важную роль. Без воды не происходит ни один биохимический, физиологический и физико-химический процесс обмена веществ и энергии, невозможны пищеварение, дыхание, синтез белков, жиров, углеводов из чужеродных белков, жиров, углеводов пищевых продуктов.

Вода, используемая для питьевых целей, не является химически чистым соединением. В ее состав входят сотни химических веществ в различных количествах. Так, в природных водах содержатся соединения хлора, серы, углерода, фосфора, азота, кальция, магния, калия, натрия, железа, алюминия, меди, кремния, йода, фтора и др.

Солевой состав природных вод формируется в первую очередь в результате вымывания веществ из почвы и в связи с этим отражает химическую структуру почвы данной местности. Например, в некоторых районах в почве повышено содержание различных соединений: сульфатов, кремния, фтора, йода, что определяет их высокое содержание и в подземных водах.

Предельно-допустимая концентрация кремния в питьевой воде составляет 10 мг/л. Однако концентрации кремния в различных природных водах различаются и могут быть выше предельно-допустимых. Так, концентрация кремния в речной воде колеблется обычно от 1 до 20 мг/л; в подземных водах его концентрация возрастает от 20 до 30 мг/л.

Недостаток кремния в организме встречается достаточно часто, его причинами может быть неправильное питание, заболевания желудочно-кишечного тракта или наличие паразитов в организме. К сожалению, вовремя заметить и диагностировать нехватку кремния практически невозможно, так как характерных симптомов и признаков у этого состояния нет.

Длительный недостаток кремния в организме может стать причиной:

• развития сосудистых кризов — недостаток кремния увеличивает риск развития инсульта или инфаркта с 1,2% до 4,7%;
• возникновения сахарного диабета — если концентрация кремния в организме ниже нормы, это вызывает хроническое нарушение обмена веществ, которое и становится причиной повышения глюкозы в крови;
• развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, атеросклероза, варикоза и других заболеваний сосудов — при нехватке кремния его место в сосудистой стеке занимает кальций, из-за чего сосуды теряют свою эластичность, а, в результате, у больного развиваются сосудистые патологии и болезни сердца и крупных сосудов;
• патологии костной ткани — уменьшение содержания кремния в организме во время беременности или во время роста и развития ребенка может вызвать отставание в росте или повышенную хрупкость костной ткани;
• появления аллергических заболеваний — ухудшение работы иммунной системы при недостатке кремния может стать причиной не только частых простудных и вирусных заболеваний, но и развития аллергических реакций: крапивницы, поллинозов или дерматита;
• возникновения новообразований — снижение иммунитета, нарушение обмена веществ и постоянные проблемы с сосудами не только вызывают заболевания сердечно-сосудистой системы, но и в несколько раз увеличивают риск развития злокачественных опухолей.

Избыток кремния может возникнуть у людей, проживающих в местности с высоким содержанием кремния в почве, воде или продуктах питания.

Высокая концентрация кремния в организме вызывает отложение солей в мочевыводящих путях, суставах и других органах. В результате у людей увеличивается риск отложения камней в почках, чаще развиваются суставные заболевания и поражения верхних дыхательных путей.

Длительное превышение кремния в организме может стать причиной:

• мочекаменной и желчекаменной болезни;
• выпадения и ломкости волос;
• развития остеопороза;
• раздражительности;
• повышенной утомляемости, снижения внимания, упадка сил;
• депрессивных состояний.

За период 2018г. по май 2019г. по заявкам физических лиц Арамильского городского округа Испытательным лабораторным центром Южного Екатеринбургского Филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Свердловской области», исследовано 7 проб питьевой воды. По результатам лабораторных исследований 2 пробы (28,6%) не соответствует требованиям санитарного законодательства по показателю Кремний.

Во избежание недостатка или переизбытка кремния в организме необходимо вовремя выявить его содержание в воде и принять профилактические меры.

Опубликовано: 23 мая 2019 г.

86

А. Марфина, инженер технической поддержки ООО «Спиракс-Сарко Инжиниринг»

Нормальная работа парового котла и всей пароконденсатной системы прежде всего обуславливается качеством питательной воды. Хорошая питьевая вода необязательно подойдет в качестве питательной воды котла. Содержащиеся в питьевой воде минералы и вещества легко растворяются в теле человека, более того, они ему необходимы. Однако для котлов наличие в воде минералов является существенной проблемой. Если эти минералы и вещества не удалить из воды, они могут повредить котел.

Примеси, часто встречающиеся в сырой воде, можно классифицировать следующим образом:

– Растворенные твердые вещества.
Это вещества, которые растворяются в воде и основными из них являются карбонаты и сульфаты кальция и магния, которые при нагреве откладываются на горячих поверхностях и образуют накипь. Существуют и другие растворимые вещества, которые не образуют накипи, поэтому они менее опасны для котла.

– Взвешенные в воде вещества.
Эти вещества находятся в воде в виде взвеси и обычно имеют минеральное или органическое происхождение. Эти вещества, как правило, не представляют проблемы, так как могут быть легко отфильтрованы и удалены.

– Растворенные газы.
Кислород и двуокись углерода легко растворяются в воде, и их наличие вызывает активную коррозию элементов конструкции котла.

– Вещества, образующие пену и представляющие собой различные минеральные примеси.
Примером такого вещества может служить сода в виде карбоната, хлорида или сульфата. Количество примесей в воде чрезвычайно мало, и в результатах анализа воды оно обычно выражается в числе частиц на миллион (ppm), по весу или в миллиграммах на литр (мг/л). Важнейшими показателями качества воды для использования являются: концентрация грубодисперсных примесей (ГДП); концентрация коррозионно-активных газов; водородный показатель (рН); окисляемость; жесткость; содержание кремния; щелочность; общее солесодержание (TDS).

Вода бывает мягкой и жесткой. В жесткой воде содержатся примеси, приводящие к образованию накипи, тогда как в мягкой воде таких примесей нет, либо они есть, но в минимальных количествах. Жесткость обусловлена присутствием в воде минеральных солей кальция и магния. Эти же минералы приводят к образованию накипи.

Существует две общепринятые разновидности жесткости воды:

1. Щелочная жесткость (она известна также под названием «временная жесткость»), которая обусловлена бикарбонатами кальция и магния. Эти соли растворяются в воде и образуют щелочной раствор. При нагреве воды эти соли распадаются, образуя двуокись углерода и мягкую накипь или осадок. Иногда используют термин «временная жесткость», так как жесткость воды при кипячении уменьшается. Результатом того, что вода имеет временную жесткость, является, например, накипь на внутренней поверхности электрического чайника.

В котле происходят следующие химические реакции:

Двуокись углерода соединяется с водой, образуя угольную кислоту:

CO2 + H2O→H2CO3

Известняк (карбонат кальция) растворяется угольной кислотой и образует бикарбонат кальция:

H2CO3 + CaCO3→Ca(H2CO3) 2

Образование карбоната кальция:

Ca(H2CO3) 2 → CaСO3 + CO2 + H2O

И подобное ему образование карбоната магния:

Mg(H2CO3) 2 → MgСO3 + CO2 + H2O

2. Нещелочная жесткость воды и карбонаты (ее также называют постоянной жесткостью). Эта жесткость также обусловлена присутствием в воде солей кальция и магния, но в виде сульфатов и хлоридов. Эти соли при повышении температуры из-за их пониженной растворимости уходят в осадок и образуют накипь, которую трудно удалить.

Кроме того, присутствие в воде котла оксида кремния может приводить к образованию жесткой накипи, которая вступает в реакцию с солями кальция и магния, образуя силикаты, твердые отложения которых значительно ухудшают теплопередачу и приводят к локальному перегреву котельных труб.

Общая жесткость воды не относится к определенному типу жесткости. Она представляет собой сумму концентраций в воде ионов кальция и магния, выражаемых как СаСО3. Если вода имеет повышенную щелочность, пропорция этой жесткости, равная по величине общей щелочности, также выражаемая как СаСО3, считается щелочной жесткостью, а оставшаяся часть общей жесткости считается нещелочной жесткостью.

Нещелочная жесткость (постоянная) + щелочная жесткость (временная) → общая жесткость.

В воде также присутствуют соли, не приводящие к образованию накипи, такие как соли натрия. Они растворяются в воде намного легче, чем соли кальция и магния, и как правило не образуют накипи на поверхностях котла.

2NaCO3 тепло → NaСO3 + CO2 + H2O

2NaCO3 +H2O тепло → 2NaOH + CO2

Общая жесткость + соли, не повышающие жесткость → общее солесодержание

Следует рассмотреть еще один термин — водородный показатель рН. Это не количественный показатель загрязнения воды. рН — это просто численное значение, представляющее потенциальное содержание водорода в воде, и являющееся мерой либо кислотности, либо щелочности воды. Вода (Н2О) содержит ионы двух типов — ионы водорода (Н+) и гидроксильные ионы (ОН–).

Если ионы водорода доминируют, раствор является кислым, и показатель рН для него находится между 0 и 6. Если же доминируют гидроксильные ионы, раствор является щелочным, и показатель рН для него находится между 8 и 14. Если количество ионов водорода и гидроксильных ионов одинаково, раствор является нейтральным, и показатель рН для него равен 7.

Кислотность и щелочность повышают электропроводимость воды по сравнению с электропроводимостью нейтрального раствора. Например, проба воды с рН = 12 имеет более высокую электропроводимость, чем проба с рН = 7.

Для улучшения качества питательной и котловой воды и приведения ее к действующим нормам воду подвергают специальной очистке (обработке). Обработка может быть:

– докотловой, при которой добавочная или вся питательная вода подвергается очистке до поступления ее в котел,

– внутрикотловой, при которой очистка котловой воды осуществляется внутри самого котла.

Ниже приведены типичные методы водоподготовки.

– Обратный осмос. Процесс, в котором сырая вода проходит через полупроницаемую мембрану, пропускающую только молекулы воды и задерживающую все примеси.

– Реагентный метод. При известковом умягчении гидратированная известь (гидроксид кальция) вступает в реакцию с бикарбонатами кальция и магния, и образуется осадок, который можно удалить. Так можно уменьшить щелочную (временную) жесткость воды. При помощи известково-содового умягчения (кальцинированной содой) можно путем химических реакций уменьшить нещелочную (постоянную) жесткость.

– Ионообменный метод. Для подготовки питательной воды котлов, производящих насыщенный пар, этот метод используют наиболее широко.

Применение того или иного метода или их комбинация позволяют получить питательную воду необходимого качества. Требования к водно-химическим режимам паровых жаро- и водотрубных котлов давлением до 20 бар существенно отличаются (см. табл. 1).

Таблица 1. Типичные требования к водно-химическим режимам паровых жаро- и водотрубных котлов давлением до 20 бар

Требования к питательной воде	Жаротрубный котел	Водотрубный котел
рН	более 9,2	более 8,5
Электропроводимость при 25°С	не более 300 мкСм/см (5% предельного значения для котловой воды)	не устанавливается
Жесткость	не более 0,01 ммоль/л	не более 0,2 ммоль/л
Щелочность (по фенол- фталеину)	0,1- 0,7 мг-экв/л	0,3 мг-экв/кг
Содержание кислорода (О2)	менее 0,05 мг/л	менее 0,1 мг/л

№7|2011

ЗАКОНЫ, СТАНДАРТЫ, НОРМАТИВЫ

bbk 000000

УДК 628.16(083.75)

Мазаев В. Т., Шлепнина Т. Г.

Аннотация

Дан обзор литературы о роли кремния в организме человека, его токсикокинетике, проведен критический анализ научного обоснования гигиенических нормативов предельного содержания соединений кремния в природной и питьевой воде. Обращено внимание на отсутствие нормативов по содержанию кремния в воде в зарубежных нормативных документах в силу неактуальности вопроса. Предложено аннулировать норматив по предельному содержанию кремния в воде в отечественной нормативной базе ввиду отсутствия должной его обоснованности.

Ключевые слова

питьевая вода , предельно допустимая концентрация , кремний , норматив , жесткость , солесодержание

Присутствие кремния в источниках водоснабжения и в питьевой воде столь же постоянно и неотвратимо, как содержание в природной воде «главных ионов»: кальция, магния, хлоридов и т. д. Физическая форма присутствия кремния в питьевой воде, которая изменяется в широких пределах (растворимые ионные формы, коллоиды, коагулированные коллоиды, молекулярные комплексы сложного состава), должна определять степень его биологической доступности. Кроме питьевой воды, источником поступления кремния в организм человека через желудочно-кишечный тракт являются многие пищевые продукты.

Роль кремния в строении и метаболических процессах организма млекопитающих и человека. В организме взрослого человека содержится около 18 г кремния . В 1980-х годах сотрудниками Калифорнийского университета было доказано, что кремний необходим для нормального роста и развития организма млекопитающих, формирования хрящей, костей и соединительной ткани в целом. Также он принимает участие в ряде важных метаболических процессов, выполняя функцию структурного компонента. Ежедневная потребность организма человека в кремнии составляет 20–30 мг кремнезема. Ежесуточно с пищей и водой поступает 3,5 мг, с воздухом (в виде пыли кремнезема) – 15 мг кремния . По данным многочисленных авторов, содержание кремния в крови здорового человека колеблется в широких пределах – от 31,4 до 66,1 мг/% на золу , в волосах – от 15 до 360 мг/100 г.

Широкий диапазон содержания этого элемента как в активной среде организма – крови, так и в пассивной, депонирующей ткани – в волосах практически здоровых людей является косвенным свидетельством его малоактивной роли в метаболических процессах. Именно эти обстоятельства, очевидно, позволили А. П. Авцыну и др. отнести кремний к «условно эссенциальным» микроэлементам. Термином условно эссенциальные микроэлементы обозначают группу элементов, необходимых для существования организма, однако их низкое или повышенное содержание в соответствующих структурах организма не проявляется в выраженных формах болезни или характерного патологического синдрома.

В балансовых опытах на животных показано, что почти весь кремний, поступающий с пищей и водой, проходит транзитом через пищеварительный тракт и выводится через кишечник, а оставшееся небольшое количество – через почки. Всасывание кремния в желудочно-кишечном тракте в большой степени зависит от присутствия различных минеральных компонентов пищевого рациона и питьевой воды, которые способны снизить его растворимость . В моче большая часть кремния находится в форме растворимых силикатов . Таким образом, кремний необходим для нормального развития и функционирования организма человека. Организм располагает механизмами саморегуляции количества кремния во внутренней среде: ограниченное всасывание в желудочно-кишечном тракте, транзитный пропуск невсосавшегося кремния через кишечник, выведение кремния через почки в виде растворимых силикатов.

Эффекты взаимодействия кремния с организмом теплокровных. Ингаляционное поступление. Широко известна нозологическая единица, связанная с воздействием кремния на организм человека. Это силикоз – пылевое хроническое заболевание легких, возникающее при вдыхании пыли, содержащей оксид кремния SiO2, и вызывающее развитие узелкового фиброза ткани легкого. Для дальнейших рассуждений важно, что при силикозе, для которого пыль оксида кремния является безусловным этиологическим агентом, его повреждающее действие реализуется механическим путем. И даже при накоплении оксида кремния (также в виде твердых частиц) в силикотических узелках легочной ткани и лимфатических узлах корня легкого химического воздействия не отмечается.

Поступление через рот. Патологических состояний (болезней, синдромов) при поступлении кремния в организм человека пероральным путем не описано. Большинство публикаций, посвященных участию кремния в метаболических процессах, составлены по результатам экспериментальных работ с различными, неадекватными для данной темы способами введения вещества (внутривенное, внутрибрюшинное, ингаляционное), и с высокими, нереальными в быту дозами. Но и в этих публикациях нет фактов активного участия кремния в каких-либо ферментных реакциях, ярко выраженных конкурентных отношениях и пр.

История разработки ПДК активированной кремниевой кислоты в воде. В Советском Союзе необходимость в гигиенической оценке содержания соединений кремния в питьевой воде возникла в 1960-х годах в связи с внедрением в практику подготовки питьевой воды так называемой активированной кремнекислоты (продукта обработки силиката натрия серной кислотой) в качестве флокулянта. Эта работа выполнялась в токсикологической лаборатории при кафедре коммунальной гигиены Первого МОЛМИ им. И. М. Сеченова научными сотрудниками С. А. Шиган и Б. Р. Витвицкой в 1970–1971 годах . Авторами были установлены пороговые концентрации по органолептическому показателю вредности (привкусу): активированной кремнекислоты – 500 мг/л, силиката натрия – 1000 мг/л. Среднесмертельная доза реагента не установлена ввиду низкой токсичности испытываемых веществ (отсутствие гибели животных даже при введении предельных по объему доз – 2000 мг/кг в течение суток за 12 приемов). В двухмесячном эксперименте с ежедневным введением доз активированной кремнекислоты (130 мг/кг) и силиката натрия (200 мг/кг) не выявлено кумулятивного эффекта. Гибель животных в этом эксперименте также не отмечена.

В хроническом пятимесячном санитарно-токсикологическом эксперименте на двух видах лабораторных животных был использован ряд неспецифических интегральных токсикологических тестов и испытаны дозы от 65 до 0,25 мг/кг. В столь широко поставленном эксперименте (во второй половине срока) отмечено только снижение уровня одного фермента – альдолазы (следует заметить, что в клинической практике повышение альдолазы отмечается при поражениях печени и дистрофических болезнях мышц). У животных, получавших силикат натрия в дозе 65 мг/кг отмечалось снижение уровня альдолазы в сыворотке крови, начиная с третьего месяца эксперимента. У животных, получавших дозу 6,5 мг/кг, снижение альдолазы зарегистрировано однократно, только на пятом месяце эксперимента. На основании этого доза силиката натрия 6,5 мг/кг оценена авторами как пороговая, а доза 2 мг/кг – как максимальная недействующая доза в условиях хронического эксперимента. Статистическая обработка результатов эксперимента свелась к расчету средней величины показателей по группам животных, без указания ошибки средней и сигмального отклонения.

Поскольку влияние исследованных веществ на органолептические свойства воды было крайне слабо выражено, а недействующая доза по санитарно-токсикологическому показателю в отчете формально провозглашена, Комиссией по гигиеническому нормированию в качестве норматива был закреплен санитарно-токсикологический признак вредности, а также предложена и утверждена его величина. В официальный перечень «Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» норматив впервые был введен в 1972 г. в следующей редакции: «Силикат натрия (по SiO3) (так!) 50 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку вредности». Эта редакция была повторена в документе «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» (№ 1166-74).

В «Дополнительный перечень предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов санитарно-бытового водопользования» (утвержден в 1976 г., № 1521) введена редакция норматива: «Кремниевая кислота активированная 50 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку вредности» без отмены вышеуказанной редакции норматива 1972 г. В том же документе в редакции 1980 г. (№ 2263-80) фигурирует норматив: «Кремний – 10 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку» без указания класса опасности с примечанием об отмене норматива 1974 г.

Попытки использования в санитарной практике норматива по содержанию кремния в воде. В 1978–1981 годах появились публикации доктора медицинских наук, профессора В. Л. Сусликова , в которых отмечалось совпадение повышенных показателей заболеваемости уролитиазом (мочекаменная болезнь) в некоторых административных районах Чувашской АССР (названных им Присурским субрегионом) с повышенным (по сравнению с другими районами) содержанием кремния в почвах и растениях, а также повышенными (по сравнению с официальным гигиеническим нормативом 1972 г.) концентрациями кремния в грунтовых и межпластовых водах, используемых аборигенами для питьевых целей.

Не подвергая сомнению истинность собранных В. Л. Сусликовым фактических данных, необходимо обратить внимание на методологию планирования его исследований и обработки данных.Данные по заболеваемости были взяты автором из сводок официальной медицинской статистики. В его работах нет анализа уровня медицинской помощи в районах наблюдения, а также собственных исследований заболеваемости населения уролитиазом. В частности, отсутствуют данные о распределении больных, использовавших источники питьевой воды с разными концентрациями кремния, по группам, длительности использования больными уролитиазом данных источников водоснабжения. Хотя факты, приведенные в работе, свидетельствуют о широком диапазоне концентраций кремния в воде подземных источников питьевого водоснабжения Присурского субрегиона. Не были учтены и такие факторы, как жесткость воды и другие минеральные компоненты ее состава, вносящие свой вклад в заболеваемость уролитиазом. Статистическая обработка данных была ограничена корреляционным анализом заболеваемости по обращаемости и усредненными по субрегиону концентрациями кремния в питьевой воде.

Таким образом, установленная В. Л. Сусликовым «прямая положительная корреляционная связь уровня заболеваемости населения некоторых районов Чувашии мочекаменной болезнью с содержанием кремния в источниках водоснабжения «, полученная на методологически неправильной основе, не может быть расценена как причинно-следственная для обоснования гигиенического норматива содержания природного кремния в питьевой воде. В связи с этим напомним известное положение математической статистики:»Чтобы статистические модели выполняли свою функцию одного из «блоков» в системе доказательства причинно-следственных связей, они должны быть корректно построены, а полученные результаты корректно представлены и проанализированы» . Нахождение статистически значимых корреляционных связей между уровнями факторов среды обитания и здоровьем населения – это не доказательство наличия причинно-следственной связи между ними, а лишь статистическое подтверждение гипотезы о возможном ее наличии. Это подтверждение является необходимым (но недостаточным) этапом работы для перевода гипотезы в разряд твердо установленных фактов. Для полного доказательства нужен еще ряд других, как статистических, так и нестатистических подтверждений.

Для доказательства своей гипотезы В. Л. Сусликов провел две серии экспериментов по провоцированию уролитиаза у крыс по методу А. И. Бокиной с введением в мочевой пузырь животных ядер камнеобразования, приготовленных из фосфатных камней, удаленных у людей, больных уролитиазом. Оперированные крысы получали питьевую воду с концентрацией кремния от 5 до 150 мг/л. Другие показатели воды (жесткость, сухой остаток и пр.) автор в статье не приводит. Через 30 дней после операции при вскрытии было обнаружено увеличение массы введенных ядер камнеобразования в мочевом пузыре у животных всех групп. Химический состав камней был идентичным с таковым камней, полученных после оперативных вмешательств у людей.

В третьей серии опытов длительностью 3 месяца неоперированные животные получали питьевую воду с содержанием кремния от 5 до 150 мг/л. Уровни показателей биохимических тестов, использованных во всех трех сериях экспериментов, характеризовались мозаичностью распределения как по группам животных, так и по срокам эксперимента. При 30-кратном различии испытанных доз кремния следовало бы ожидать проявления дозовой зависимости, которой В. Л. Сусликов не выявил.

Таким образом, вывод В. Л. Сусликова о ведущей роли кремния в генезе мочевых камней, полученных в опытах на животных, при внимательном анализе результатов эксперимента не убедителен. Учениками В. Л. Сусликова – С. П. Сапожниковым и Р. В. Степановым в диссертационных работах отмечены различия уровней показателей минерального и углеводного обмена, повышение показателей жирового, пуринового обмена среди практически здорового сельского населения Присурского субрегиона Чувашиипо сравнению с населением других административных районов той же республики. Авторами работ собран громадный фактический материал по характеристике пищевых рационов жителей Присурского и Прикубниноцивильского (контрольного) субрегионов, истинность которого не подвергается сомнению. Однако во всех работах проводится мысль, что главным этиологическим фактором, объясняющим эти отличия, а также причиной повышенной заболеваемости уролитиазом и инфарктом миокарда в этих административных (!) районах является более высокое содержание кремния в питьевой воде. Оценка различий в концентрации кремния в питьевой воде в опытном и контрольном субрегионах в работе С. П. Сапожникова дается на основе сравнения средних концентраций (!) по субрегионам, вычисленных всего лишь из 34 или 42 проб колодезной воды.

В работе Р. В. Степанова количество проб воды из колодцев с повышенным (по сравнению с нормативом) содержанием кремния в воде составляло менее половины от всех 42 проб, исследованных в Присурском субрегионе, а превышение концентрации кремния в них над официальным нормативом было лишь в 2–2,5 раза. Из общего количества (76) проб воды 29 проб Присурского и 33 пробы Прикубниноцивильского субрегионов (в сумме 62 пробы) содержали кремний в одном и том же диапазоне концентраций (2,5–10 мг/л). О количестве жителей, которые пользовались водой из колодцев с повышенными концентрациями кремния, их доле в населении Присурского субрегиона, а также о количестве среди них больных с соответствующими диагнозами авторы не сообщают. Жесткость воды в большинстве проб Прикубниноцивильского субрегиона превышала норматив (7 мг-экв/л), а в некоторых достигала 16,7 мг-экв/л, тогда как жесткость воды в колодцах Присурского субрегиона была близка к нормативному показателю. Сухой остаток питьевой воды, по средним данным (!?),в колодезной и межпластовой воде составлял в Присурском субрегионе 1019,7 ± 120,1 мг/л, тогда как в Прикубниноцивильском (контрольном) – 513,3 ± 95,6 мг/л.

Методологическая несостоятельность подобного представления исходных данных о сухом остатке питьевой воды в научной работе не требует пояснения. Однако из этих данных, бесспорно, можно сделать вывод о том, что часть жителей Присурского субрегиона потребляла солоноватую воду с сухим остатком 1019,7 + 120,1 = 1139,8 мг/л, тогда как жители контрольного субрегиона пользовались водой с сухим остатком на оптимальном уровне, но в ряде случаев явно некондиционной по жесткости. Анализ нелогичности представленного соотношения сухого остатка и жесткости воды не входит в нашу задачу, отметим только, что авторами работ эти особенности состава питьевой воды при обсуждении результатов проигнорированы. В работе Р. В. Степанова установлено, что в суточных пищевых рационах жителей и в кормах сельскохозяйственных животных в опытном субрегионе имеют место более высокие концентрации не только кремния, но и весьма активных микроэлементов: фтора, железа, марганца, кадмия, стронция, свинца, хрома, а также низкие концентрации йода и кобальта.

Различия в уровнях показателей минерального, белкового и жирового обмена у практически здоровых жителей двух субрегионов, которые наблюдали в своих экспериментах упомянутые исследователи, можно расценить как неспецифические реакции организма на избыток или дефицит многих минеральных компонентов пищевого рациона, который изучался авторами, в том числе и солей жесткости питьевой воды.Необходимо подчеркнуть, что в рассматриваемых работах речь идет именно о различиях в уровнях показателей метаболизма или функциональных показателей сердечной деятельности, а не о патологических уровнях. Однако, констатируя перечисленные особенности пищевого рациона, при обсуждении результатов исследований и в выводах авторы их полностью игнорируют и настаивают на ведущей роли кремния.

Таким образом, выдвинутая В. Л. Сусликовым и поддержанная его учениками гипотеза об этиологической роли кремния, содержащегося в питьевой воде, в высоком уровне заболеваемости инфарктом миокарда и уролитиазом и в широком спектре различий в уровнях показателей разных видов метаболизма среди практически здорового населения, проживающего в описанных биогеохимических провинциях, не может считаться доказанной. Обращает внимание и широкий диапазон рекомендуемых авторами указанных работ уровней ПДК кремния в воде: от 2,5 до 10 мг/л. Применительно к цели данной статьи можно сделать вывод, что публикации В. Л. Сусликова и его учеников 1980–1990-х годов не содержат новых данных о физиологических (патофизиологических) механизмах взаимодействия кремния с живым организмом и не могут служить основой для обоснования гигиенического норматива кремния в питьевой воде.

Работа Г. Н. Метельской и др. посвящена «экспериментальному подтверждению надежности официального норматива кремния в питьевой воде в зависимости от ее жесткости и общего солесодержания». Авторами установлена дозовая зависимость содержания кремния в сыворотке крови и костной ткани экспериментальных животных, получавших кремний с питьевой водой разной жесткости (от 0,463 до 7,28 мг-экв/л). При этом отмечен интересный феномен: содержание кремния в сыворотке крови было выше у животных, получавших мягкую воду, по сравнению с животными, получавшими жесткую воду с той же концентрацией кремния! Это можно объяснить тем, что в мягкой воде кремний присутствует в виде силикатов щелочных металлов, которые более растворимы в воде и поэтому лучше всасываются. В то же время количество отклонений показателей метаболизма от контроля по использованным тестам в группе, получавшей мягкую воду, было меньше, чем в группе, получавшей жесткую воду. Этот феномен наталкивает авторов на мысль, что наблюдавшиеся колебания показателей метаболизма у лабораторных животных объясняются не воздействием кремния, а комплексным воздействием на организм солей жесткости воды в присутствии кремния.

На основании регрессионного анализа зависимости числа обнаруженных межгрупповых различий показателей биохимических и морфофункциональных тестов у животных, получавших одинаковые дозы кремния с питьевой водой разного уровня жесткости, авторами делается вывод о том, что верхний предел жесткости питьевой воды, при котором допустима концентрация кремния в воде 25 мг/л, равен 2,5 мг-экв/л; при потреблении воды с жесткостью от 2,5 до 7 мг-экв/л норматив может быть повышен до 12,5 мг/л. Соглашаясь в основном с выводами из этой работы, следует отметить, что в эксперименте не были выявлены какие-либо специфические патологические изменения в организме животных. Речь идет о колебаниях показателей метаболизма в процессе поддержания гомеостаза организма, которые могут быть результатом адаптационных процессов. На наш взгляд, результаты работы Г. Н. Метельской и др. демонстрируют не столько надежность норматива содержания кремния в воде, сколько малое влияние кремния в развитии неспецифических реакций организма на многокомпонентный солевой состав питьевой воды, а также тот факт, что в условиях данного эксперимента специфических проявлений воздействия кремния на организм не было выявлено.

Обзор литературы по факторам риска мочекаменной болезни. О значении многокомпонентного солевого состава питьевой воды, в том числе солей жесткости, как одной из причин высокого уровня заболеваемости уролитиазом, говорится во многих диссертационных работах (В. С. Цицнадзе , С. Л. Осташенко , А. С. Низамова и др.). Авторы отмечают присутствие кремния в среде обитания человека, в том числе и в питьевой воде, но ни один исследователь не отметил его в качестве ведущего фактора в этиологии заболеваемости населения уролитиазом. В работе В. К. Ковальчук (докторская диссертация, защищенная в Федеральном научном центре гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана в 2005 г.) есть вывод: «Многофакторным медико-статистическим анализом установлено, что к экзогенным факторам риска возникновения мочекаменной болезни у детей в условиях Приморья относятся постоянно действующие факторы – дискомфортность климата , дисбаланс кальция, магния, стабильного стронция в питьевой воде – и преходящий, длительно действующий фактор – неполноценность пищевого рациона «. С некоторыми вариациями, в зависимости от местных условий, аналогичные выводы о многофакторном влиянии среды обитания на заболеваемость уролитиазом сделаны и другими перечисленными авторами для территорий Таджикистана, Хабаровского края, Грузии.

В обширной литературе, посвященной обоснованию роли водного фактора в этиологии уролитиаза, инфаркта миокарда и других распространенных неинфекционных болезней, а также оценке влияния на здоровье населения минерального состава питьевой воды, других данных о патогенетической роли кремния (кроме публикаций В. Л. Сусликова и его учеников) нет.

О классе опасности кремния в воде. Второй класс опасности кремния в питьевой воде был установлен в соответствии с критериями, изложенными в МУ 2.1.5.720-98 «Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде». Проведенное нами воспроизведение расчета класса опасности силикатов в воде (см. таблицув МУ 2.1.5.720-98) показывает, что критерием для отнесения кремния ко второму классу опасности явилось отношение пороговой концентрации хронического воздействия к пороговой концентрации по органолептическому признаку (первый критерий). Представляется, что этот критерий, очень важный для многих веществ, для кремния мало актуален, поскольку сигнального значения (важного для первого критерия) пороговая концентрация силиката натрия в воде на уровне 1000 мг/л, да еще по привкусу, не имеет, а пороговая концентрация по токсикологическому признаку дана формально (см. выше). В то же время по следующим двум критериям (второму и третьему) силикаты уверенно попадают в четвертый класс. Основания для изучения отдаленных последствий (четвертый критерий) контакта человека с кремнием – элементом, занимающим второе место по распространенности в земной коре, отсутствуют. Пятый критерий относительно природных силикатов (ионы или коллоиды) также не может быть использован по существу; для гигиены воды имеет значение не «химическая» стабильность кремния в воде как химического элемента, а биологическая доступность форм его присутствия в воде, которая неуправляемо изменяется под влиянием многих факторов водной среды.

При анализе таблицы классификации опасности веществ возникает вопрос о правомерности отнесения кремния к «высоко опасным» (!) веществам при поступлении через рот, поскольку кремний не проявил: токсичности в остром опыте, кумулятивных свойств в условиях подострого токсикологического эксперимента, специфических эффектов в пятимесячном хроническом эксперименте при ежедневном введении дозы 65 мг/кг. Наконец, кремний – вещество, в окружении которого человек живет и с которым тесно контактирует, например с кислородом, кальцием, калием, хлоридами.

Гигиенические нормативы содержания кремния в воде в современной нормативной базе. В авторитетном Руководстве по контролю качества питьевой воды (ВОЗ, Женева, 1987, 1994, 2004), в котором обобщен мировой опыт гигиенического нормирования химических веществ в воде, а также в предшествовавшем ему Международном стандарте питьевой воды (ВОЗ, Женева, 1958, 1963) нет упоминания о допустимом содержании кремния в воде и о необходимости его гигиенического нормирования. Отсутствует норматив содержания кремния и в известной «Директиве Совета ЕС относительно качества воды, предназначенной для потребления человеком», принятой к руководству во всех странах Европейского Союза, а также в национальных нормативных документах по регламентации химического состава питьевой воды Франции, Германии, Японии, США.

В российском нормативном документе ГН 2.1.5. 689-98 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» и в заменившем его, ныне действующем, документе – ГН 2.1.5.1315-03 с таким же названием есть две позиции относительно кремния: «№ 671 Кремний (по Si) – 10 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности» и «пор. № 835 Натрий силикат (по SiO3) – 30 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности».

В табл. 2 СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» среди веществ природного происхождения, для которых обязателен контроль при выборе источника питьевого водоснабжения, кремния нет. В табл. 3 СанПиН 2.1.4.1074-01, в которой даны нормативы остаточных количеств веществ, поступающих в питьевую воду в процессе ее обработки, есть норматив «активированная кремнекислота (по Si), 10 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности».

В Приложении 2 «Гигиенические нормативы содержания вредных веществ в питьевой воде» к СанПиН 2.1.4.1074-01 норматив «Кремний 10 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности» повторен из ГН 2.1.5. 689-98 (ныне – ГН 2.1.5.1315-03).

Методическими рекомендациями МР 2.3.1.2432-08 «Рациональное питание. Нормы потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», утвержденными руководителем Роспотребнадзора, главным государственным санитарным врачом РФ (18 декабря 2008 г.), впервые установлен «Рекомендуемый уровень потребления кремния для взрослых – 30 мг/сут»; верхний допустимый уровень потребления кремния этими рекомендациями не установлен.

Выводы

1. Норматив предельно допустимого содержания кремния (Si или SiO3–) в воде, приведенный в отечественном санитарном законодательстве, не имеет достаточного экспериментального обоснования и не должен распространяться на соединения кремния природного происхождения, постоянно присутствующие в природных водах.

2. Второй класс опасности «высоко опасные вещества» в ГН 2.1.5.1315-03 установлен для кремния по формальным признакам и противоречит неопровержимым фактам нетоксичности, некумулятивности и наличия механизма саморегуляции содержания кремния в организме человека.

3. В Рекомендациях ВОЗ, а также в зарубежных национальных нормативных документах, регламентирующих требования к химическому составу питьевой воды, норматив содержания кремния отсутствует.

4. В целях внутренней гармонизациинормативной базы отечественного санитарного законодательства, а также с зарубежным законодательством предлагается аннулировать в ГН 2.1.5.1315-03 следующие две позиции: «№ 671 Кремний (по Si) – 10 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности» и «№ 835 Натрий силикат (по SiO3) – 30 мг/л, по санитарно-токсикологическому признаку, 2 класс опасности». Предложение об аннулировании внесено в Федеральную службу Роспотребнадзора для рассмотрения.

Список цитируемой литературы

Для очищения питьевой воды применяют различные методы, но не всегда удается получить жидкость нужного качества. Поэтому часто требуется проведение дополнительных мероприятий, например, установка специальных фильтров или использование веществ, впитывающих растворенные в жидкости нитраты и другие опасные соединения. Сейчас стало популярным употребление кремния для очистки воды. Чтобы правильно использовать этот минерал, необходимо знать о его лечебных свойствах и противопоказаниях, иначе могут возникнуть опасные осложнения.

Кремень и кремний для очистки воды: особенности, полезные свойства для здоровья человека

Кремень является природным материалом, в состав которого кремний входит в виде диоксида. Он окрашен в серый, черный, коричневый или светлый цвет.

Нехватка кремния вызывает выпадение волос, ухудшает вывод желчи из почек, способствует развитию болезней щитовидной железы. Из-за недостатка этого элемента развивается гипертония, ломаются ногти, плохо заживают раны, возникают нарушения в работе гипофиза.

Кремний, для очистки воды используемый, добавляет жидкости уникальные характеристики, при этом противопоказания к его применению практически отсутствуют.

Для фильтрации жидкости используется кремень только коричневого цвета. Другие сорта применять не рекомендуется. Попадая в организм человека, элемент участвует в очистке имеющейся воды, являющейся основой происходящих химических процессов. Без него практически невозможно развитие организма, т.к. он входит в самые различные ткани.

Что такое кремний

В периодической таблице кремний идет следующим элементом после кислорода. В природе он входит в состав таких минералов, как опал аметист и многие другие камни. Много его содержится в разных породах глины и песка. Основа всех этих минералов — диоксид кремния (кремнезем), смешанный с другими металлами и неметаллами.

Кремень является типичным представителем таких соединений. Этот камень встречается в вулканических породах.

Земная кора на 28% состоит из различных соединений кремния.

В организме человека этот элемент входит в состав щитовидной железы, гипофиза и надпочечников. Волосы и ногти также содержат большое количество кремния. Он является одним из компонентов коллагена, придавая соединительным тканям упругость и эластичность.

Человек вместе с пищей должен получать ежедневно 15 мг кремния для нормального развития и роста организма.

Чем полезна очищенная вода кремнием

Отфильтрованная жидкость применяется для профилактики различных заболеваний. Она хорошо влияет на здоровье, производя на организм следующее действие:

• у больного укрепляется иммунитет;
• увеличивается количество В- и Т-лимфоцитов в плазме крови;
• быстро заживают ушибы, порезы, язвы, ожоги;
• устраняются причины расстройства желудка;
• у людей с заболеваниями печени улучшается отток желчи;
• понижается уровень сахара в крови пациента;
• устраняется излишний вес из-за восстановления нормального обмена веществ;
• понижается уровень холестерина в крови, что позволяет избежать развития атеросклероза;
• резко улучшается работоспособность почек;
• нормализуется артериальное давление у гипертоников.

По мнению специалистов, камень кремний, для очистки воды применяемый, имеет бактерицидные характеристики и активизирует жидкость.

Если мыться кремниевой водой, то быстро исчезнут морщины, разгладится кожный покров, пропадут угри и прыщи. При ополаскивании волос этой жидкостью и ее втирании в кожу на голове происходит стимулирование роста волосяного покрова. Кремневая вода очищает рот от различных бактерий, устраняет симптомы стоматита и гингивита.

Как очистить воду кремнием дома

Вначале надо достать мелкие кремниевые камешки ярко-коричневого цвета. Для процедуры достаточно 40-60 г такого материала. В домашних условиях получение кремниевой воды производится следующим образом:

1. Камешки укладывают в стеклянную банку. Заливают их отфильтрованной или водопроводной водой.
2. Емкость с раствором ставят в место, защищенное от прямых лучей солнца. Настаивание продолжается на протяжении 2-3 суток.
3. Чтобы получить жидкость, годную для профилактических и лечебных мероприятий, закрывают горлышко банки марлей в 2-3 слоя. Затем переносят сосуд на 5-7 суток в светлую комнату, где поддерживается температура не более +4…+5°C.

После этого полученный раствор можно употреблять для питья и приготовления еды. Кремневую воду запрещено кипятить. Нельзя применять и нижний слой жидкости, так как в ней находились обломки минерала. Рекомендуется время от времени промывать их проточной водой, чтобы избавиться от налипших примесей. После обмывания кремний оставляют на воздухе на протяжении 2-4 часов.

Как часто нужно менять кремниевые камни

Фильтрующий элемент не может работать вечно. Врачи рекомендуют менять кремень не менее 1 раза в полгода. Его нужно обязательно заменить, если на поверхности начал появляться налет серого цвета.

Очистка воды кремнием в домашних условиях не вызывает особых сложностей. Достаточно наполнить эмалированный или стеклянный сосуд жидкостью и опустить туда камень.

Частично реанимировать обломки можно, если залить кремний уксусной кислотой (2% раствор) или выдержать их в соленой воде на протяжении 2-3 часов. Затем камни ополаскивают проточной водой и опускают их в раствор питьевой соды, где они должны лежать еще 2 часа. Опять ополаскивают кремний холодной водой, после чего его вновь можно применять до появления серого налета. Такая реанимация позволяет продлить срок действия фильтра на 1-2 месяца.

Сейчас выпускается активатор воды в виде кувшина. Он имеет сменные картриджи, в состав которых входит кремний. Жидкость, проходя через фильтр, насыщается нужными элементами и одновременно очищается от примесей.

Какой кремний пригоден для очистки питьевой воды

Для фильтрации воды применяют обломки кремния, имеющего коричневый цвет. Использование материала темного, серого или черного оттенка врачами не запрещается, но для их употребления нужно дополнительное обследование пациента. Это важно из-за наличия в этих видах кремния различных дополнительных металлов и других веществ, которые могут отрицательно повлиять на здоровье человека.

Очищение воды кремнием история

Сведения о целебных свойствах элемента появились в 70-80 гг. 20 в. Первым обратил внимание на феномен А. Д. Малярчиков. Он исследовал озеро, находящееся в 145 км от Петербурга. В нем было обнаружено большое количество кремния, очистившего водоем от всех примесей. Рыба в этом озере не жила. Хотя местные жители и считали его мертвым, они купались в этом водоеме, т.к. заметили, что вода быстро заживляет раны.

Исследование феномена привело к производству новых очистных фильтров. Врачи начали советовать больным использование этого метода очистки жидкости для профилактики и лечения некоторых заболеваний.

Польза и вред кремниевой воды, противопоказания к применению кремниевой воды

Отфильтрованная жидкость позволяет улучшить общее состояние здоровья человека. Ее воздействие на различные органы следующее:

• хорошо поддерживает упругость и эластичность кожного покрова;
• улучшает усвоение фтора и железа;
• очищает кровеносные сосуды;
• укрепляет костную и соединительную ткань.

Но использование отфильтрованной жидкости может принести вред следующим категориям больных:

• люди с новообразованиями, имеющими доброкачественный характер;
• пациенты с патологиями сердечной мышцы;
• больные с индивидуальной непереносимостью кремния и его соединений.

Для восполнения нехватки элемента в организме человека хорошо подходит очищенная им вода. Регулярное использование такой жидкости восстанавливает силы больного, улучшает обменные процессы, укрепляет иммунитет, что позволяет противостоять различным заболеваниям.