Pitná voda - Vybrané technológie úpravy kvality pitnej vody využívané v domácnostiach

V posledných rokoch sú na našom trhu ponuke rozličné druhy filtračných zariadení na úpravu pitnej vody priamo v domácnostiach. Ide o zariadenia, ktoré sa môžu využívať ako konečný stupeň úpravy vody určenej na ľudskú spotrebu.

Laická verejnosť často podľahne ponuke na kúpu týchto „domácich filtračných zariadení“ aj vďaka zavádzajúcej reklame, kde najmä tzv. podomoví predajcovia predvádzajú potencionálnym zákazníkom pokusy s vodou pomocou elektrolýzy. Pritom často dochádza k zmene farby vody. Čo je toho príčinou? To vedia len predajcovia, pretože voda, ktorá je dodávaná systémom verejných vodovodov musí byť zdravotne bezchybná a v žiadnom prípade nemení ani pri takých pokusoch farbu. (Iná je situácia, ak sa do čistej vody pridá nejaká chemikália.)

Skúsenosti z hygienickej praxe potvrdzujú ,že vybrané technológie, napr. na úpravu tvrdosti vody, ďalej nanofiltrácia, reverzná osmóza a pod. významne znižujú koncentráciu tzv. biopozitívnych prvkov ako sú vápnik a horčík. Napr. ak bol vápnik v dodávanej vode na úrovni 40 mg/l po úprave filtračným zariadením sme zistili, že jeho obsah vo vode klesol na 5 mg/l, dokonca v niektorých prípadoch až na nedetekovateľné množstvo. Podobne to bolo aj s koncentráciou horčíka.

Taktiež sme obdržali viaceré sťažnosti od mladých mamičiek, ktoré poukazovali na skutočnosť, že ich malé deti (do 5 rokov), ktoré konzumovali doupravovanú vodu v domácnostiach trpeli lámavosťou nechtov a tikmi dolných očných viečok, pričom nimi navštívení lekár to odôvodnil nedostatkom minerálov. Keďže minerály z vody sa do organizmu ľahšie vstrebávajú ako z potravín, je len logické, že príčinou týchto problémov bola z veľkej pravdepodobnosti pitná voda, nakoľko pred zavedením príslušnej úpravy tieto deti tieto zdravotné potiaže nemali.

V súvislosti so sprísnenými legislatívnymi kritériami v SR na vybrané toxické ukazovatele v pitnej vode (napr. NO3, As, Sb) vzrástol nápor na posudzovaciu činnosť orgánov verejného zdravotníctva na technológie úpravy kvality pitnej vody.
Z toho dôvodu ,ale aj na základe vyššie uvedených poznatkov so sa pokúsila zosumarizovať odborné informácie, týkajúce sa technológií, ktoré sa často využívajú ako tzv. koncový stupeň úpravy kvality vody určenej na ľudskú spotrebu.

Pri tom som vychádzala z informácií WHO, ale aj zo štúdií, ktoré pred časom vykonal MUDr. František Kožíšek, CS:. z pražského SZÚ.

Z hygienického hľadiska technológie odstraňujúce spomínané kontaminanty z pitnej vody môžme rozdeliť do niekoľkých kategórií:

1. Membránová separácia – mikrofiltrácia, ultrafiltrácia, ktorá odstraňuje častice vrátane baktérií a vírusov (pórovitosť membrán okolo 0,1μm), neodstraňuje však rozpustné látky, teda nenarušuje chemické zloženie vody.
Ak je membrána zo zdravotne bezchybného materiálu a pokiaľ na jej povrchu nedochádza k pomnožovaniu baktérií, z hľadiska hygienického túto technológiu úpravy pitnej vody je možné akceptovať.

2. Úprava pomocou iónomeničov – požiadavky sú: zdravotne vhodný materiál, ktorý neumožňuje pomnožovanie baktérií.
Najčastejšie sa používajú iónomeniče na zmäkčovanie vody, ako aj na zníženie koncentrácie dusičnanov. Pri denitrifikačných procesoch je vhodné využívať tzv. plne selektívny denitrifikačný anex, ktorý výmenou za dusičnanový ión nezvyšuje nadmerne ďalšie ióny ako sú napr. chloridy.
V prípade iónomeničov na znižovanie tvrdosti je vhodné napr. zvážiť skutočnosť, či je táto úprava nevyhnutná. Úprava by mala prebiehať pod odborným dohľadom tak, aby si voda zachovala určitú tvrdosť.

3. Membránová separácia na úrovni nanofiltrácie a reverznej osmózy, prípadne deionizácia a destilácia sa považuje z hľadiska ochrany zdravia obyvateľstva ako konečná úprava kvality pitnej vody za nevhodnú. Tieto posledné technológie by mali byť používané na úpravu technických vôd, nie však na úpravu na pitné účely (okrem úpravy slanej vody tam kde nie sú iné zdroje pitnej vody).
Vzhľadom na skutočnosť, že spomínanými technológiami úpravy sa získava nízkomineralizovaná, resp. demineralizovaná až destilovaná voda narastali odborné obavy o možných zdravotných rizikách z pitia takto upravenej vody.

Na úvod je treba vysvetliť pojem demineralizovaná voda. Ide o vodu takmer úplne zbavenú rozpustených minerálnych látok pričom ich obsah je často

Destilácia - metóda čistenia alebo rozdeľovania zmesí látok podľa bodu varu.
Deionizácia - metóda využívajúca schopnosti určitých makromolekulárnych látok tzv. iónomeničov (zväčša živice) zachycovať ióny z roztoku.
Membránová filtrácia - (reverzná osmóza – RO, nanofiltrácia), metóda slúžiaca k oddeleniu anorganických solí a menších organických molekúl pod tlakom. Používa sa polopriepustná membrána.

Je treba zdôrazniť, že tieto spôsoby úpravy kvality pitnej vody do vodárenstva boli zavedené v 60-tych rokoch, a to predovšetkým tam, kde jediným zdrojom bola voda vysoko mineralizovaná alebo slaná (morská). Tento problém sa týkal aj zaoceánskych lodí.

Známe zdravotné riziká z konzumácie demineralizovanej vody sú:

• 1. Priamy účinok na črevnú sliznicu, metabolizmus a homeostázu minerálnych látok.
• 2. Prakticky nulový príjem vápnika a horčíka.
• 3. Znížený príjem niektorých iných esenciálnych prvkov a mikroprvkov.
• 4. Vysoké straty vápnika, horčíka a iných esenciálnych prvkov z potravín varených v demineralizovanej vode.
• 5. Zvýšené riziko toxického pôsobenia ťažkých kovov prijímaných stravou.
• 6. Zvýšené riziko druhotnej kontaminácie demineralizovanej vody.

1) Účinok na črevnú sliznicu, metabolizmus

Zistilo sa, že zavedením destilovanej vody do čriev krýs došlo k abnormálnym zmenám buniek črevného epitelu (pravdepodobne vplyvom osmotického šoku).
Za negatívny účinok demineralizovanej vody sa považuje zaťaženie metabolizmu homeostázy, ktorého dôsledkom je narušenie minerálového a vodného metabolizmu organizmu. Zvýšené vylučovanie vody z tela (zvýšená diuréza) vedie ku zvýšenému odvádzaniu iónov vnútro a mimobunečných telových tekutín a ku zmenám funkčnej aktivity niektorých hormónov, súvisiacich s vodným hospodárstvom v organizme.
Udáva sa dokonca aj zmenšenie objemu erytrocytov, morfologické zmeny v obličkách, u krýs, ktoré pili destilovanú vodu sa zistilo zníženie osifikácie (kostnatenie) skeletu plodov samíc.

2) Nulový príjem vápnika a horčíka vodou

Rad epidemiologických štúdií, vykonaný v mnohých vyspelých krajinách potvrdil, že konzumácia mäkkej vody (t.j. nižší obsah vápnika a horčíka) vedie ku štatisticky významnému nárastu chorobnosti a úmrtnosti na kardiovaskulárne choroby v porovnaní s oblasťami, zásobovanými vodou tvrdšou.
U zvierat napájaných vodou s koncentráciou vápnika 5 mg/l sa prejavila znížená funkcia štítnej žľazy. WHO preto odporúča obsah vápnika v pitnej vode – minimálne 30 mg/l (optimálne 50 mg Ca/l).

3) Znížený príjem niektorých iných esenciálnych prvkov a stopových prvkov

Voda až na výnimky napr. fluoridy nie je pre človeka hlavným zdrojom esenciálnych a stopových prvkov. Aj moderná strava býva vďaka nadmernej rafinácii ochudobnená o významnú časť týchto prvkov a teda nepredstavuje plnohodnotný nutričný zdroj pre organizmus.
Vzhľadom na to, že vo vode sú prvky prítomné prevažne v iónovom stave, ich vstrebávanie z vody je jednoznačne lepšie než zo stravy, kde sa viažu aj na iné látky.
Pri pokusoch na krysách bolo dokázané, že rôzny príjem stopových prvkov sa prejavil v rôznom obsahu týchto prvkov vo svalovom tkanive. Príjem čistej demineralizovanej vody nepriaznivo ovplyvnil proces krvotvorby.

4) Vysoké straty vápnika, horčíka a iných esenciálnych prvkov z potravín varených v demineralizovanej vode

Varením v mäkkej vode dochádza k významným stratám esenciálnych prvkov z potravín. U vápnika a horčíka môžu straty dosahovať až 60%, naopak v tvrdšej vode sa straty minimalizujú u vápnika môže dôjsť dokonca aj ku obohateniu varenej potraviny.
Tu si treba uvedomiť, že demineralizovaná voda je ešte „agresívnejšia“ než voda mäkká.

5) Zvýšené riziko toxického pôsobenia ťažkých kovov prijímaných stravou

Je treba si uvedomiť, že vápnik a tiež v menšej miere aj horčík majú navyše prospešnú funkciu tzv. antioxidačnú, to znamená, že redukujú voľné radikály v tele čiže majú aj antikarcinogénny účinok.

6) Zvýšené riziko druhotnej kontaminácie demineralizovanej vody

Demineralizovaná voda je mimoriadne „agresívna“ voči materiálom s ktorými prichádza do styku – tzv. hladová voda – prijíma všetky vodou rozpustné látky – kovy z potrubí, zmäkčovadlá, organické toxické látky z hadicových rozvodov, plastových a pryžových zásobníkov. Samotnú problematiku tvorí vyššia náchylnosť demineralizovanej vody ku bakteriálnej kontaminácii. Túto skutočnosť dokazuje epidémia týfu v Saudskej Arábii v roku 1992 a to z príčin vody upravovanej reverznou membránovou osmózou, pričom táto by mala odstrániť všetky baktérie. Táto účinnosť však nemusí byť v praxi stopercentná.

Záver

Na základe vedeckých poznatkov pitie demineralizovanej vody vedie k poruchám metabolizmu minerálnych látok (vápnik, sodík), k poruchám metabolizmu vody v tele, k odvápneniu kostí, ku zvýšenému riziku úmrtnosti na kardiovaskulárne choroby. Pitie demineralizovanej vody predstavuje tiež zvýšené riziko toxického pôsobenia ťažkých kovov, prijímaných stravou a pod. Zároveň sa zistilo, že pri varení v demineralizovanej alebo mäkkej vode dochádza k vysokým stratám potrebných minerálov z potravín (niekedy až 70 %), čím sa znižuje prísun potrebných látok z potravy.

V tejto súvislosti je treba zdôrazniť, že aj dodatočné obohacovanie vody vápnikom (prípadne horčíkom), ktoré niektorí výrobcovia zaraďujú za reverznú osmózu, je málo účinné. Ide tu v zásade o filtráciu vody cez tzv. polovypálený dolomit. Účinnosť tejto remineralizácie by si vyžadovala aj nasycovanie vody CO2, s čím výrobcovia filtrov na domácu doúpravu kvality pitnej vody neuvažujú.

Na základe vyššie uvedeného teda, zariadenie na princípoch reverznej osmózy, nanofiltrácie, deionizácie a destilácie nie sú vhodné ako konečný stupeň úpravy pitnej vody. Výnimku tvorí mikrofiltrácia. Z hľadiska hygienického môže byť úprava vody pomocou reverznej osmózy alebo nanofiltrácie tolerovaná orgánmi verejného zdravotníctva v situácii, ak jediným dostupným zdrojom pitnej vody je voda s vysokou mineralizáciou, ktorú nie je možné znížiť žiadnym iným procesom úpravy. Pritom sa však odporúča časť vody neupravovať a miešať ju s vodou upravenou tak, aby výsledná kvalita zodpovedala kritériám pre pitnú vodu a zachovala si určitú mineralizáciu.

Budúcnosť spomínaných technológií vidíme z hľadiska našej pôsobnosti najmä v priemysle (technologická voda, voda na pranie a pod.) a v laboratórnych činnostiach. Samostatne treba riešiť využívanie týchto technológií v riadenom procese úpravy kvality pitnej vody, kde sa voda môže spätne remineralizovať.

### Použitá literatúra:

1. Zdravotný výskum tvrdosti pitnej vody (štúdia SZÚ Praha, ČR, december 2000).
2. Zdravotné rizika pitia demineralizovanej vody (štúdia SZÚ Praha, ČR, december 2000).
3. Guidelines for drinking water quality (volume 3, WHO, Geneva 2006).