Дорогие друзья, мы продолжаем цикл наших научно-познавательных статей на тему качества питьевой воды.
В прошлых статьях мы наконец-то разобрались, что же это за «Болезнь Легионеров», и как сделать так, чтобы она нас не касалась.
Сегодняшнюю статью я хотел бы посветить такой важной, но часто недооцененной проблеме как уровень pH.
По сложившейся традиции, немного научной информации.
Итак, буквами pH обозначается такая величина как «водородный показатель», являющийся мерой кислотности водяных раствором. Кстати, pH – сокращение от pondus Hydrogenii. В переводе с латыни это значит «вес Водорода».
Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Он руководил престижной химико-физиологической лабораторией Карлсберг в Копенгагене. Лаборатория была создана при пивоваренном заводе Carlsberg и занималась совершенствованием технологии производства пива. Одним из главных достижений Сёренсена было то, что он ввел в научный оборот понятия «pH» и «pH-метрии».
Фото. Сёрен Петер Лауриц Сёренсен в своей лаборатории компании «Карлсберг». Конец 1920-х гг.
Если говорить научным языком, то водородный показатель является способом выражения активности катионов водорода в растворах. Водородный показатель pH противоположен по знаку и равен по модулю десятичному логарифму активности (а) катионов водорода (Н+), выраженной в молях на литр, которую в сильно разбавленных растворах можно считать равной их равновесной молярной концентрации ([H+]).
Если говорить по-простому, водородный показатель воды или другой жидкости количественно отражает соотношение ионов водорода с отрицательным и положительным зарядом – H- и H+. Такие частицы появляются при распаде целой молекулы воды. pH в жидкой среде или растворе определяет так называемый кислотно-щелочной баланс, который напрямую влияет на протекание важнейших химических, биологических реакций.
Думаю, с научной частью на сегодня закончим. Теперь давайте разбираться, что же нам дает знание уровня pH в воде?
pH меняется непрерывно в диапазоне от 0 до 14. Кислотные свойства проявляются при pH < 5: чем меньше pH, тем сильнее кислотные свойства. Например, pH лимонного сока = 2, колы =4.0, молока = 6,6...6,9. Основные свойства веществ усиливаются по мере движения к правому концу шкалы pH.
Фото. Уровень pH у распространённых веществ
Существуют и pН-нейтральные среды. Строго говоря, нейтральная среда имеет pH=7, но в быту нейтральной считают от 5 до 8,5 — это физиологический диапазон, который приемлем для жизнедеятельности человека, животных, безопасный для кожи и глаз. Именно поэтому и pH природной воды обычно колеблется в этом диапазоне.
Вода, в зависимости от уровня её рН, делится на следующие отдельные типы:
- Сильнокислая. В воде данного вида высокая кислотность, значение рН – меньше трёх единиц.
- Кислая. Кислотность воды этого типа равна от 3 моль/л до 5.
- Слабокислая. У такой воды pH составляет 5-6,5.
- Нейтральная. Водородный показатель находится в пределах 6,5-7,5 единиц. Это оптимальный вариант pH для питьевой воды, включая бутилированную.
- Слабощелочная. У воды этого вида рН от 7,5 моль/л до максимальных 8,5.
- Щелочная. Это вода с высоким pH – от 8,5 моль на литр до 9,5.
- Сильнощелочная. Значение рН – больше 9,5 единиц.
Теперь, давайте посмотрим, опасно ли для человека значительное повышение pH воды или его сильное понижение? В некоторых случаях отклонения от норм создают угрозу для здоровья или даже для жизни человека. Рассмотрим возможные негативные воздействия:
- Повышенный pH воды может снизить эффективность обеззараживающих средств, используемых в бассейнах. Это чревато размножением патогенных организмов, в том числе являющихся возбудителями инфекций.
- Если норма pH питьевой воды не соблюдена, отклонение может провоцировать проблемы со здоровьем. Закисление крови нарушает процессы доставки кислорода в клетки. Нарушается пищеварение, меняется микрофлора кишечника, снижается иммунитет, уменьшается плотность костей, портится состояние кожи, возникают её покраснение, сухость, раздражение.
- Высокая кислотность воды вызывает разрушение водопроводных труб. Частицы железа и других металлов проникают в жидкость, а вместе с нею в организм. Это чревато отравлениями.
- Кислая или щелочная вода не подходит для полива растений, а также содержания рыб, земноводных или других животных в аквариумах. Из-за нарушенного pH живые существа могут погибать, как и представители флоры.
Количество ионов водорода в растворах способно влиять на активность, физические, биологические и химические свойства нуклеиновых кислот и всех белков, являющихся составляющими тканей человека. Чтобы работа организма была бесперебойной, важно поддерживать постоянный уровень pH-баланса. За это отвечают особые буферные системы, которые улавливают динамику колебаний водородного показателя и всегда обеспечивают его нормальную величину для всех органов и биологических жидкостей, в том числе крови, желудочного сока. Однако, если постоянно и в больших количествах пить сильнокислотную или сильнощелочную воду, то буферная способность организма не справится с выравниванием рН.
Фото. Чистая вода – залог здоровья
Существует большое количество способов как уменьшить или увеличить уровень pH в исходной питьевой воде. Как правило, эти способы связаны с добавлением в воду кислотных или щелочных солей. При таких методах важно иметь химический анализ исходной воды. Но есть и более простой и доступный метод – обратноосмотическая фильтрация с последующей минерализацией.
Какой способ вы бы ни предпочли, важно поручить подбор оборудования профессионалам.
Ну и последний вопрос – не вредит ли повышенный или пониженный уровень pH трубам?
Если рассматривать трубы из различных пластиков, то вода или теплоноситель, используемые в системах водоснабжения или отопления никак не могут им повредить. К сожалению, этого не скажешь про трубы из меди. Вода с уровнем pH ниже 7,4 (в некоторых случаях при pH ниже 7,0 в зависимости от минерального состава) опасна для трубопроводных систем из меди. Она постепенно истончает слой меди, что в среднесрочной перспективе приводит к авариям. Поэтому очень важно делать анализ исходной воды, если планируется использовать в строительстве трубы из меди.
В конце статьи хочу ответить на часто задаваемый вопрос от бдительных потребителей - откуда взялось число pH = 5,5 в рекламе шампуня? Ведь судя по данным, которые мы привели в статье, такой уровень pH никак не нейтральный.
Фото. Типичный кадр из рекламы шампуней с pH 5,5
Дело в том, что поверхность человеческой кожи действительно имеет pH = 5,5, то есть обладает слабыми кислотными свойствами. В данном случае действует, так называемая кислотная мантия - защитный барьер, предохраняющий его обладателя от патогенных микроорганизмов, большинство из которых не любит кислую среду. Кислотная мантия кожи состоит из смеси кожного сала и пота, в которые добавлены примеси кислот, образующихся в результате биохимических реакций в эпидермисе - молочной кислоты, лимонной кислоты и др. Большое количество дерматологических проблем связано именно с нарушением уровня pH кожи. Например, при грибковых заболеваниях рН возрастает до 6, при угревой болезни до 7. Соответственно, применение косметических средств не должно разрушать естественный защитный барьер кожи, поэтому шампунь с pH=5,5 в среднем подходит для поддержания здоровья "нормальной" кожи. Вот такой занимательный факт.
Думаю, вопрос по водородному показателю pH мы разобрали довольно подробно. Впереди у нас ещё много интересных вопросов по качеству питьевой воды, так что до встречи!