субота, 08. јул 2017.

Pijenje čiste (prečišćene) vode


Prvo sa čim se suočavamo je sam naslov. Šta je (pa sad) to čista voda?
Za početak: da li je čista i prečišćena voda isto?
Zavisi koliko je prečišćena i koliko čista (a još i ne držim politički (sofistički) govor).
Dakle nije (baš) isto.
Čista voda ili bolje reći „najčistija“ je (u užem smislu) HEMIJSKI ČISTA voda.
Aha, to je ono H2O ... pa i ne baš!
(auuu! Ako ste pomislili (nešto kao): „Izem ti ovu hemiju, ne može lako ni da definiše stvari“, niste daleko od istine, ali priroda je čudnija od svega što čovek može da izmisli, pa nije baš ni prosto kao voda (pasulj)).
Na planeti zemlji se podrazumeva (iako nije konstantan odnos) rastvor (mešavina) H2O, HDO, D2O (i da ne cepidlačim sa tritijumom („super teškom vodom“ i njenim varijacijama) koji je blizu proseka za planetu zemlju ... recimo onaj po „Bečkom standardu“ (ne nije ni bečka šnicla ni figurativno rečeno).
Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) je standard za vodu koji definiše izotopski sastav vode u slatkoj vodi.
Ček, ček (ala ste vi (fiziko(šiziko)-hemičari glupi, pomislili ste (u 99%)), pa zar nije standard za morsku vodu (vodu u okeanu), samo ime mu kaže. Pa, možda jesmo glupi jer smo za ono što smo u glavu strpali premalo plaćeni (što jest' jest') ali ovde niste u pravu. Standard se odnosi na neslanu vodu, jer se radi o isparenju prosečne okeanske vode (pa sastav kondenzata je taj gde je odnos standardizovan). Posebna je priča zašto i koliko (ne mnogo) se razlikuje izotopski sastav vode na planeti ali to trenutno nije tema pa će o tome biti više u tekstu o „teškoj vodi“ (pa jeste, „teška“ je ... uobičajen (anglosaksonski) izraz, ali bi pravilnije bilo reći „gusta“ voda (jer je zaista c.c.a. 10% veće spec. gustine (zapreminske mase) od „obične“ ... da, led ove vode tone u običnoj). I da ne dužim, sve zavisi od konteksta, jer naziv „teška“ (heavy) potiče ne od „makrsoskopskih“ osobina već osnovnih vezanih za sam nukleus deuterijuma koji je (približno) duplo veće mase od vodonika.
Standard ima godina koliko i autor ovih redova (nešto (malo) manje od 50) i koristi se u raznim istraživanjima da bi se rezultati mogli upoređivati. Naravno, kao i uvek, takvu je teško dobiti ako se prečiščava neka lokalna voda već bi (strogo gledano) trebalo da se (dodatno) prečišćava baš standardizovana (ali ne destilacijom jer će makar u manjoj meri da se taj odnos poremeti).
Za sada bih (zaista) zanemario izotopski sastav, uz još jednu napomenu (i stigosmo do podne letnjeg dana): izotopi kiseonika (17O i 18O) su mnogo rasprostranjeniji od D (2H) tako da takvih voda ima mnogo više od „teške“ (D2O).
U čaši vode koju (obično) pijete ima 18 vrsta voda ILI bolje rečeno 5 vrsta (zanemarujemo tricijum T (3H) koga ima toliko malo u vodi da ga je izuzetno teško i odrediti, na sreću, pošto je radioaktivan i svakako nije zdrav).
H2O (gde je O kiseonik atomske mase 16) je samo cca. 99,75% od ukupne vode, 0,2% je H2O gde je O izotop kiseonika at. Mase 18), ostalih 0,05% su sve ostale kombinacije. Na jedan atom deuterijuma dolazi oko 6450 atoma vodonika, pa je toliki i odnos „polu-teške“ vode (HDO) u vodi, dok je D2O tek nekih 25 na milijardu (0,025 ppm) računajući sve izotope kiseonika.
I tu je kraj (nešto više u delu o teškoj vodi).
HEMIJSKI ČISTA VODA
Je (uprošćeno) voda koja je prečišćena u toj meri da su sve druge supstance prisutne samo u tragovima (ispod granice detekcije ... čega?) ... uh, nije baš neka definicija.
Najbolja je da je to približno H2O (bez ičeg drugog) sa provodljivošću od 0,055 mS/cm.
(strogo gledano to se zove „ultra čista voda“ (ultra pure water)).
Prečišćene (pijaće) vode (u tehnološkom smislu prečišćene, za vodu koja se upotrebljava u procesima) se dele na nekoliko kategorija (klasa), ali neću da unosim mnogo brojki (već sam previše sa izotopima) pa ću uprostiti prema procesima (a ne rezultatu koji daju, tj. samo ću kvalitet dobijene komentarisati bez detalja).
Uglavnom se pod ovim podrazumevaju: destilisana voda, dejonizovana voda i voda dobijena reverznom osmozom (RO) (naravno i njihovom kombinacijom ali to su već visokoprečišćene vode, blizu one „ultra“, koja se obično dobija elektrodijalizom već prečišćene vode (jedan od tri procesa koji su pomenuti)).
Naveo sam već prema vremenskoj skali kako su tehnologije prodirale, do šezdesetih je prečišćena voda bila (samo) destilisana (ili više puta destilisana), pa se pojavio proces jonske izmene (60-tih od 70-tih prošlog veka preuzima primat, kod nas nešto kasnije (tek 80-tih, uz negodovanje i pominjanje „starih dobrih vremena“, kako to obično biva). RO takođe potiče iz 60-tih XX veka (u tehnološkom smislu) ali se više koristila za desalinizaciju morske vode, pa za prešišćavanje otpadnih voda i omekšavanje vode ... tek 80-tih i (naročito) 90-tih postaje značajna i za proizvodnju prečišćene vode i opasna konkurencija IE (Ion Exange) tehnologiji. Zapravo, njihova kombinacija je trenutno najzastupljenija za proizvodnju visoko čiste vode (obično ispod 1 mS/cm) u industriji.
Više o razlici destilovane i demineralizovane vode na:
No to je bilo (više) u tehničkom smislu. U kontekstu vode za piće treba naglasiti sledeće:
1) Demi (demineralizovana) voda ne mora (i obično nije) biti mikrobiološki ispravna, jer „jono-izmenjivači (kolone)“ ne uklanjaju organske supstance (ugljene hidrate, proteine, masti ... da navedem samo „hranjive“) kao ni mikroorganizme.
Ovo je već diskvalifikuje za upotrebu kao pijaće vode (ako je još trebate i prokuvati, onda je džaba trud).
Previše dobar kvalitet (visoko prečišćavanje od rastvornih materija (soli)) će samo povećati negativne strane druga dva tipa vode (destilovane i „RO vode“), tako da ispada (na prvoj krivini).
Ima tu još što šta da se kaže ali dosta je.

Ultra čista voda je (makar) preskupa da bi se koristila kao pijaća, a nema posebne karakteristike (uslovno pozitivne) u odnosu na vodu dobijenu RO ili destilacijom, pa bih (makar i sterilisanu) UP (ultra pure) vodu, takođe izbacio kao ozbiljnog kandidata za pijaću vodu (bez dubljih diskusija, naravno negativne strane prečišćene vode pojačava, uslovno pozitivne (još izraženije) nisu od posebnog značaja (nisu mnogo „pozitivnije“ da tako kažem).

Ostaju destilovana i RO voda. Po nivou rastvornih materija i uopšte (tehnološkog) kvaliteta su tu negde (cca. 98% manje rastvorenih suspstanci od početne, pijaće, vode). Voda dobijena putem RO je nešto jeftinija (manji proizvodni troškovi) ali su investicioni troškovi veći pa je sve pitanje količina (proračuna).
Vrlo (VRLO) sam sumnjičav da se obe mogu dobro sprovesti u kućnim uslovima, tu je u prednosti destilacija (makar za vodu za piće mada su količine potrebne i za kuvanje već veliki trošak), jer se (razni manji) laboratorijski destilatori mogu instalirati i u kući (stanu). RO za kućne uslove nije više nedostupna tehnologija (potreban radni pritisak se postiže prostim pritiskom u mreži, o tome nešto kasnije) ali je pitanje da li će u dužem vremenskom periodu moći da se dobije dobar (željeni) kvalitet vode (bez predtretmana). Iako će vas prodavci ovih uređaja (uglavnom laici, retko kad i hemičari ili tehnolozi) ubeđivati u suprotno (kako će to raditi predviđeno vreme, pa „samo“ zamenite membranu) to je samo makreting (ali o tome više u delu o tehnologijama prerade vode). Osim predtretmana potrebno je i praćenje kvaliteta zbog mogućnosti otkaza membrane pa sve to može biti previše komplikovan koncept za kućnu upotrebu (uz sumnjive rezultate). Doduše, kućni RO uređaji su zaista simpatični i vrlo su napredan koncept ali jedino „full house“ rešenja i to pre svega za tehničku vodu (omekšavanje), kao što ih ima na tržištu liče na ono što se obećava mada je sve to na „klimavim nogama“.
No to je (zaista) druga priča.
Još samo da dodam da je voda iz kazana (za pečenje rakije) obično nižeg kvaliteta od očekivanog i često sadrži jone metala (bakra najviše) u koncentraciji većoj od one u polazoj (pijaćoj, vodovodnoj) vodi.
Vraćam se na (osnovu) temu:
PREČIŠĆENA VODA KAO PIJAĆA – DA ILI NE.
Nije baš Da/Ne pitanje, ali ako se tako postavi, onda je odgovor – NE.
U smislu Da/Ne/možda (ili kao mit: confirmed/busted/possible), onda je ovo treće.
Još bolje rečeno u nekoj od nijansi sive (ako su DA i NE, belo i crno).
(u delu koji sledi destilisana voda je u značenju prečišene vode, može biti i voda dobijena RO-om)
Skraćeno i uprošćeno:
Isključivo pijenje destilisane vode – NE.
Isključivo pijenje desti. vode u velikim količinama – svakako NE.
Svakodnevno piti DV (Destilisanu Vodu) – ne, bar ne u dužem vremenskom intervalu.
Piti DV vodu (osim u manjim količinama, povremeno ili kraći period; dakle kao dopunu običnoj) bez konsultacija sa lekarom – Nikako.
Piti kao dopunu običnoj vodi – možda (uglavnom da).
Piti u „terapijske“ svrhe uz lekarski nadzor (u nekom ograničenom vremenskom periodu i ograničenih količina; laboratorijske kontrole prema savetu lekara, elektroliti (naročito), bar opšti pregled urina, češće od analiza krvi, verovatno) – možda.*
* Ovde moram da naglasim da (bar meni) nije poznata NIJEDNA priznata (ili makar dobro ispitana) procedura u pomoćne terapijske svrhe ovog tipa (a još manje čisto terapijske).
Povremeno popiti destilovanu vodu – DA.
Povremeno piti destilovanu vodu, dodajući je u druge pijaće vode („česmovaču“, izvorsku (flaširanu ili ne) – DA, naravno. I (još „naravnije“) ovo (svakako) nije obavezno, ali može biti deo „folklora“ u oblastima sa veoma tvrdom vodom (naročito za kuvanje kafe i još više čaja) ili vodom na granici upotrebljivosti (kvaliteta pijaće vode), kao što je dobar deo Vojvodine.
Probati – što da ne!* (naravno, ukus nije neki, više o tome kasnije)
*Na ovo mnoge moje kolege reaguju burno (NEEEE ... a perforacija želuca, creva ... neminovna strašna smrt ili najmanje operacija da vam spasi živu glavu ... i slično), zbog pogrešnih (starih) stavova da je destilisana voda opasna u smislu da je osmotski pritisak između membrane ćelija (sluzokože, najčešće je u „starim predanjima“ (starih profesora) podrazumevan želudac) i destilisane vode prevelik i da će (može) doći do oštećenja sluzokože koja je u kontaktu sa destilisanom vodom.
Ovo je naravno, pogrešno, iz mnogo razloga (liči na vic zašto moj pas nije mogao da ujede babu, prvo dobro je vapitan i miran, drugo – uvek je (van dvorišta) na povodcu ili ima i brnjicu, a pod tri – ja i nemam psa).
Pod „tri“ – ja i nemam psa! (želudac nije nikad prazan a i ćelije sluzokože nisu baš crvena krvna zrnca da bi „pukle“ pri izloženosti jako hipotoničnom rastvoru (DV)*, pa osim ako se ne radi o velikim količinama nema bitne razlike između obične vode i destilisane vode)
*negde sam našao podatak da je bilo problema ovog tipa u jednoj studiji ali da je više njih to opovrglo (ali nije bilo navedeno koji je to članak, i nisam mogao da ga nađem, pa nije bilo svrhe tražiti one (više njih) koje nisu zabeležile probleme ove vrste (iskreno zaboravio sam i koliko su ti problemi bili izraženi)
Svakako, nije dobro piti velike količine, naročito „na prazan želudac“, ali jedna čaša destilovane vode neće biti problem (dve-tri nakon obroka, ne navodim šta preporučujem nego koliko mi ne izgleda opasno, odnosno koliko mi izgleda razumno (ne bih da tražim studije ove vrste ako neko zna za takve, neka navede u komentarima, biću zahvalan na uštedi vremena).
Pod dva: ako je tako (a nije) –  meke (izvorske) vode su jednako opasne! (sadržaj minerala ispod 100 ppm, npr. Rosa u Srbiji). Vidi sledeće.
Pod jedan:  Ne mogu zameriti starim profanima što su uzimali osmotski pritisak između izotoničnog rastvora i destilisane vode kao nešto značajno (naravno kroz idealno polupropusnu membranu, što u prvoj aproksimaciji može biti i tanko crevo, ali do njega DV nije više toliko čista, zar ne?) jer osmotski pritisak (u odnosu na hemijski čistu vodu) humane plazme/krvi (da ne tražim kolika je razlika) je cca. 7,4 bar (7,38 bar koliko sam našao što je blizu 7,39 za izotonični rastvor NaCl po kalkulaciji, znači to je to*).
(zanimljivo je da se navodi (za krv doduše) od 7 do 7,84 ili uže gledano 7,2 do 7,65 bar, a šta je tačno ne bih znao, za plazmu sam siguran (sa sve uticajem proteina) kao i da razlika ne može biti velika, npr. često navođenih 7,5 bar bi moglo biti za krv ... odakle tolike razlike ... verovatno je deo računski, npr. 7,2 se dobija ako se konc. NaCl zaokruži na 0,15 mol/dm3 a 7,545 se dobija ako se uzme (pravih) 0,154M NaCl uz osmotski (Van 't Hoff-ov) koeficijent za NaCl od 0,95 (što nije baš precizno, 0,93 je tačna brojka) i slično, uglavnom za plazu sam uzeo iz medicinske literature (valjda je i mereno) a pošto odgovara izotoničnom rastvoru mora da je i tačno; uzgred, očigledno da ±par % ne igra (ni) tako veliku ulogu).
*zapravo je 7,40 ako se uzme u obzir molalitet a ne molaritet (iako je razlika tek oko 0,1% jer je gustina rastvora tek nešto preko 1000kg/m3, kad se uzme u obzir temperatura od 37 cel.
Sad ono bitno:
Iako tih 7,4 bar izgleda mnogo (više je od dozvoljenih 6 bar u vodododnoj instalaciji, 3x više od minimalnih 2,5 bar za hidrante; cca. duplo više od pritiska u (nekom) prosečnom vodododnom sitemu, ili ako više volite kao u vodi na dubini od 74 m (cca. 72 m ako je morska u pitanju), TO nije tako strašno.
Razlika u slučaju obične vode je mala. Na primer, razlika je tek 0,35 bar za (jednu od) izvorskih voda jedna od tvrđih sa 16,5 nemačkih stepeni i sa ukupno rastvorenih soli (čak) preko 500 ppm (nešto ispod 500 mg/l ostatak žarenjem). Što će reći da je i tu osmotski pritisak oko 7 bar pa ako će presuditi ono preko onda neka bude. Razlika je uglavnom 0,1-0,2 bar (izvorska/vodovodska voda) a neke niskomineralizovane vode imaju i ispod 0,05 bar u odnosu na hemijski čistu vodu tj. u odnosu na plazmu i preko 7,3 bar (ako se uzme u obzir da destilovana (RO) voda ima par mg/l rastovorenih soli i još manje mineralilzovane vode (kojih ima u prodaji) onda je razlika tek 0,02 bar a takvih voda se hiljade ljudi napijalo po litar odjednom bez perforacije unutrašnjih („šupljih“) organa.
Ovde još da dodam da čak i visokomineralizovane (mineralne) vode (“kisele” tj. bazne koje se obično gaziraju) retko imaju (ili su tu negde) osmotski pritisak veći od 1 bar (čak i sa više od 1 g suvog ostatka i preko 1,5g TDS).

Na primer, jedana od rekordnih voda (sa više od 1 g/l Na, sa više od 3g/l hidrogenkarbonatnih jona, TDS oko 4,5g/l), visoko mineralizovana (i svakako neprimerena (bar kao i destilovana, po mnogim pokazateljima mnogo više) voda (Btw. ima i preko 100 mmol/kg ukupan molalitet) ima 2,25 bar “tehnološki” osm. pritisak što je nešto preko 2,5 bar ili trećina izotoničnog rastvora. I dalje je razlika (osmot. P) oko 5 bar.

1 коментар:

  1. Za potrebe naručenog prevoda jednog članka iz hemije sam, igrom slučaja, naišla na Vaša objašnjenja ultra čiste i dejonizovane vode. Shvatila sam koliko je potrebno za prevod, ali su me jako nasmejali Vaši komentari i navodi u zagradama. Svako dobro!

    ОдговориИзбриши