Влияние кислорода на воду, безалкогольные напитки

Воды этой группы относят к хлорид­ным сульфатным гидрокарбонатным натриево-магниево-кальциевым или сульфатным хлоридным гидрокарбо­натным     натриево-магниево-кальцие вым. Их ионный состав выражен похо­жими формулами:

  или 

В третью группу объединили воды с высоким содержанием сульфатов Ка­ширского, Подольско-Мячиковского и Окско-Протвинского горизонтов. Все эти горизонты приурочены к известнякам и доломитам с незначительными прослоя­ми глин и мергелей. Окско-Протвинский водоносный горизонт отличается нали­чием трещиноватых известняков.

Макрокомпонентный состав вод тре­тьей группы описывается как гидрокар­бонатный сульфатный магниево-натри-ево-кальциевый или гидрокарбонатный сульфатный натриево-магниево-каль-циевый и выражается так же подобны­ми формулами

   или 

Установленные различия между группами вод в отношении ионно-со­левого состава очевидны. В пределах одной группы, воды так же отличаются между собой.

Для выявления набора отличи­тельных компонентов для каждого водоносного горизонта провели нор­мализацию аналитической информа­ции после усреднения химических данных, т.е. приняли минимальное значение концентрации каждого ком­понента за единицу, затем относи­тельно его рассчитывали содержания аналогичного компонента в других водных горизонтах. Получили данные (табл. 2), наглядно демонстрирующие

индивидуальные характеристические наборы для каждого изучаемого водо­носного горизонта.

Из данных табл. 2 видно, что воды Окско-Тарусского и Турабьевского го­ризонтов, объединенные по ионно-со-левому составу в первую группу, раз­личаются не только концентрациями кальция, магния, гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов, но и содержани­ем диоксида кремния.

Согласно данным табл. 2, для диф­ференцирования вод второй группы — Гжельско-Ассельского и Касимовского горизонтов, характеризующимся по­хожими формулами, целесообразно использовать данные по содержанию лития, натрия, стронция, фторидов и сульфатов. Для обоих водоносных го­ризонтов характерна повышенная кон­центрация боратов и силикатов.

Повышенное содержание боратов характерно также и для вод третьей группы. Как и в ранее рассмотренных случаях, воды третьей группы объеди­нены по принципу подобия составов и относятся к гидрокарбонатно-сульфат-ным натриево-магниево-кальциевым (магниево-натриево-кальциевым).

Ионно-солевой состав вод этой груп­пы значительно отличается от составов вод, рассмотренных выше, с высокой концентрацией сульфатов. Вместе с тем для вод каждого из этих водоносных горизонтов характерно содержание от­личительных компонентов, таких, как литий, магний, фториды, хлориды, суль­фаты.

Анализ приведенных в обеих табли­цах данных позволил выделить особен­ности, характерные для вод, добытых из каждого водоносного горизонта. Так, воды Турабьевского горизонта отлича­ются наименьшим значением минера­лизации, Гжельско-Ассельского — вы­сокой концентрацией боратов и силика­тов, Подольско-Мячиковского — лития, стронция, фторидов, сульфатов.

Используя усредненные и нормали­зованные данные, представленные в табл. 1 и 2, легко отнести изучаемую пробу воды к какой-либо из групп. Сле­довательно, эти таблицы служат осно­вой для идентификации вод, а данные, приведенные в них, — основой для составления идентификационных ком­плексов.

Помимо включенных в таблицы компонентов для вод, добываемых из отдельных скважин, как было указано выше, из-за особенностей строения водовмещающих пород возможно на­личие особых специфических микро­элементов. Такие элементы устанавли­вают дополнительно при выполнении химических анализов.

Следовательно, основной ИК мине­ральных столовых вод, добываемых из изученных ВГ, включает макрокомпо­ненты, составляющие формулу воды: натрий, магний, кальций, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты. Дополни­тельный ИК содержит микроэлемен­ты: литий, стронций, калий, фториды, бораты, силикаты. Кроме того, в каче­стве идентификационных могут быть использованы артекомпоненты, такие, как токсичные компоненты (например, нитриты, нитраты или персистентные ксенобиотики, мигрировавшие в систе­му, ответственную за формирование воды).

Антиоксидантные свойства питьевой воды

Природная вода — сложная гетерофазная система, находящаяся в квазиравновесном состоянии и реагирующая на все внешние воздействия. Ее состав характеризуется тесной взаимосвязью между неорганиче­скими и органическими компонентами и подчиняется общим законам физи­ко-химической теории растворов. Любое внешнее воздействие (с привнесением ре­агентов или без таковых) приводит к на­рушению сложившихся в воде физико-хи­мических равновесий и созданию новых, что ведет к изменению концентращ1И всех химических элементов.

В зависимости от того, какими параме­трами обладает вода, она может быть лечеб­ной, полезной, вредной и даже смертельно опасной. От того, какую воду пьет человек, без всякого преувеличения напрямую за­висят его здоровье и даже сама жизнь. Во многих экономически развитых странах запасы пресной воды катастрофически со­кращаются. В будущем возможны серьез­ные разногласия и противоречия между странами из-за дефицита пресной воды.

Согласно сообщению Всемирной орга­низации здравоохранения, вследствие упо­требления недоброкачественной питьевой воды в мире ежегодно умирает 5,3 млн че­ловек, а по прогнозам в течение ближай­ших 30 лет количество людей, которые не будут иметь доступа к доброкачествен­ной воде, увеличиться с 1,4 до 2,3 млрд че­ловек. По данным ЮНЕСКО, более 80 % недугов, поражаюцщх человечество, воз­никают в результате потребления питье­вой воды низкого качества, так как именно с водой в организм человека попадают тя­желые металлы, фенолы, нитраты, хлори­стые соединения, ядохимикаты и другие вредные вещества [ 1 ].

Поэтому процессы подготовки питьевой воды в соответствии со структурой приме­сей природных вод и показателем ее каче­ства должны предусматривать удаление из воды вредных минеральных и органи­ческих веществ, устранение из воды пато­генной микрофлоры и вирусов, улучшение органолептических свойств воды (мутно­сти, цветности, запаха, привкуса), а также обогащение воды полезными микро- и ма­кроэлементами.

На практике в нашей стране воду, пред-мапмаченмую для системы центрального водоснабжения, подвергают только освет­лению, обесцвечиванию, обезжелезива-нию и обеззараживанию.

Кроме централизованных систем в го­родских квартирах или в коттеджах ис­пользуют устройства для очистки воды, ко­торые в зависимости от технологии можно разделить на шесть основных групп: меха-

нические фильтры грубой очистки; ультра­фиолетовые обеззараживатели; адсорб­ционные очистители; электрохимические обеззараживатели; картриджные системы, в которых обычно сочетаются три процес­са: механическое фильтрование; хими­ческое и адсорбционное взаимодействие воды с картриджем; химическое обезза­раживание воды; мембранные фильтры.

Первая, вторая, третья и шестая груп­пы бытовых устройств для очистки воды относятся к безреагентным системам водо-подготовки и, следовательно, в очищенную воду не поступают и в ней не образуются химические вещества, которые отсутство­вали в исходной воде. Электрохимические и картриджные системы — это реагентные системы водоподготовки.

Указанные и другие технологии по­лучения питьевой воды не обеспечивают соблюдения необходимого диапазона зна­чений окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и водородного показа­теля (рН).

Величина рН должна иметь слабоще­лочную реакцию и находиться в пределах от 7,2 до 8,5, что физиологически близко для организма человека. Данный интервал рН позволяет лучше сохранить кислотно-щелочное равновесие жидкостей в орга­низме, в большинстве своем имеющих

слабощелочную реакцию. Кроме того, сме­щение рН межклеточной и внутриклеточ­ной среды в сторону более щелочного со­стояния затрудняет размножение болезне­творных микробов и благоприятствует вос­становлению дружественных организму бактерий, в частности бифидобактерий, а также обеспечивает иммунной системе возможность эффективно поддерживать оптимальную защиту. ОВП внутренней среды организма человека (измеренный на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения) обычно находится в пределах от +100 до -200 милливольт (мВ), т.е. внутренние среды человеческого организма находятся в восстановленном состоянии. ОВП обыч­ной питьевой воды (вода из под крана, пи­тьевая вода в бутылках и пр.), измеренный таким же способом, практически всегда больше нуля и обычно находится в преде­лах от +150 до +360 мВ (см. таблицу). В течение всей жизни человек подвер­гается воздействию различных вредных внешних факторов — плохая экология, не­правильное и зачастую некачественное пи­тание, применение некачественной питье­вой воды, стрессовые ситуации, курение, злоупотребление алкоголем, применение лекарственных препаратов, болезни и мно­гое другое. Все эти факторы способствуют разрушению окислительно-восстанови­тельной системы регуляции организма, в результате чего процессы окисления на­чинают преобладать над процессами вос­становления, защитные силы организма и функции жизненно важных органов че­ловека начинают ослабевать и уже не в со­стоянии самостоятельно противостоять различного рода заболеваниям. Замедлить преобладание окислительных процессов над восстановительными можно с помо­щью антиокислителей (антиоксидантов). Нормализовать баланс окислительно-вос­становительной системы регуляции (с тем, чтобы укрепить защитные силы организ­ма и функции жизненно важных органов и позволить организму самостоятельно противостоять различного рода заболе­ваниям) можно с помощью антиоксидан­тов. Чем сильнее антиоксидант, тем бо­лее ощутим его протйвоокислительный эффект. Доказано, что антиоксидантные свойства воды с отрицательным ОВП мно­гократно сильнее обычных антиоксидан­тов, поскольку молекулярная масса воды существенно меньше, чем у других анти­оксидантов, и поэтому общее количество молекулярных единиц восстановительного (электронодонорного) действия в объеме воды намного больше по сравнению с эк­вивалентным объемом обычных антиокси­дантов. Более того, все известные антиок-сиданты при определенных условиях могу превращаться в прооксиданты, т.е. могут усиливать действие окислительных про­цессов как при избытке антиоксидантов в организме, так и при их недостатке.

Вода с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом за счет своих восстановительных свойств норма­лизует окислительно-восстановительный баланс в организме, что приводит [2,3]:

к замедлению старения организма и из­лечению от целого ряда заболеваний;

нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта путем стимулирования процесса роста собственной нормальной микрофлоры (бифидобактерий и лактобацилл) и подавления патогенной и услов­но-патогенной микрофлоры, в том числе золотистого с тафилококка, сальмонеллы, шигеллы (дизентерия), кандиды, аспергил, листерий, клостридий, синегнойной палоч­ки, хеликобактерий пилори (которая счи­тается основной причиной возникновения язвенных болезней);

активизации и восстановлению иммун­ной системы у людей с ослабленным им­мунитетом и после иммунодепрессивной терапии, в том числе после воздействия лучевой и химиотерапии, в послеопераци­онный и реабилитационный периоды;

укреплению антимутагенной (антикан­церогенной) системы организма;

восстановлению детоксицирующей функции печени и восстановлению пече­ночной ткани;

ускоренному ранозаживлению и умень­шению воспалительных процессов в орга­низме;

подавлению вирусов гепатита С, герпе­са и гриппа;

улучшению общего самочувствия;

обеспечению ускоренного роста и со­зревания растений без использования хи­микатов, например овощей в тепличных хозяйствах.

Двухступенчатое озонирование в технологии очистки диффузионного сока

Для очистки соков свеклосахарного про­изводства в качестве основных реагентов используют известь и диоксид углерода. Один из путей совершенствования техно­логии очистки сахарсодержащих раство­ров — использование окислителей как до­полнительных реагентов очистки с целью повышения показателей качества получае­мых продуктов, а также снижения расхода извести и диоксида углерода [3].

Вместе с тем одна из проблем развития современных технологий — проблема эко­логии. Применение различных химических препаратов на всех стадиях производства приводит к постепенному их накоплению в окружающей среде и в конечном счете к отрицательному воздействию на качество продукции [1].

Озон как естественное природное ве­щество с этой точки зрения экологически безопасен. Он не накапливается в окружа­ющей среде, активно вступает в реакции с различными группами соединений и бы­стро разлагается на молекулярный и ато­марный кислород. Продукты реакций озо­на, в основном окислы, также не являются токсичными или вредными соединениями, как, например, большинство хлороргани-ческих соединений, при этом данный окис­литель способен разлагать такие вещества, как пестициды и другие химикаты, до бо­лее безопасных форм [2]. По действию на живые объекты озон может проявлять как стимулирующую, так и биоцидную направленность, а также способен замед­лять процессы метаболизма живой клетки.

Ранее нами были проведены иссле­дования воздействия озонирования на качественные показатели очистки при об­работке сока основной дефекации. Опыты проводили по классической известково-углекислотной схеме с включением эле­мента озонирования. Установлено, что це­лесообразно проведение комбинированной очистки диффузионного сока с применени­ем озона при температуре 80''С, его кон­центрации в озоно-воздушной смеси 7 г/м^ и расходе 3,25 м^ смеси на 1 м3 сока [5, 6].

Такая одноступенчатая обработка не позволяет в полной мере удалить крася­щие вещества, поскольку в процессе даль­нейшей очистки образуются новые темно-окрашенные соединения, а также другие растворимые несахара. В связи с этим проведены исследования по разработке способа очистки диффузионного сока с использованием двукратного введения озона: на горячей ступени основной де­фекации и на дополнительной дефекации перед II сатурацией.

Предусмотренное количество озоно-воз­душной смеси 0,5-3,0 м3 на I м3 сока с кон­центрацией в ней озона 3-10 г/м^ делили на две равные части и подавали на горячую ступень основной дефекации и на дополни­тельную дефекацию перед II сатурацией.

Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока, в процессе проведения горячей ступени основной дефекации сок обрабатывали одной частью диспергированной озоно-воздушной смеси. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 10,8-11,2, отделе­ние осадка путем фильтрования, дефека­цию перед II сатурацией продолжительнос­тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали второй частью дисперги­рованной озоно-воздушной смеси. Далее проводили II сатурацию при температу­ре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь­трования. Полученный сок анализирова­ли. Результаты представлены в таблице.  

Примечание. Чистота диффузионного сока 86,6%.

Страницы: 1, 2, 3