СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
METHOD FOR DETERMINING BIOLOGICAL ACTIVITY OF DRINKING WATER

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения биологической активности питьевой воды.
Многочисленными исследованиями доказывается, что от структуры воды зависит ее биологическая активность. Во-первых, это фундаментальный труд - [Вода - космическое явление. Кооперативные свойства. Биологическая активность / Под ред. Ю.А. Рахманина, В.К. Кондратова. - М.: РАЕН, РАМН, 2002. - 427 с.], а также: [Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия. - М., 1995. - 151 с.; Бобров В. Биологические и физические свойства активированной воды. ВИНИТИ. - М., 2002. - №2282-В2002; Варнавский И.Н. Новая технология и установки для получения очищенной биологически активной целебной питьевой воды / Автореф. дис. канд. тех. наук: 05.26.02. - М., 2000. - 99 с.; Кондрашова А.Г. Неэлектрические и электрические методы контроля биологической активности воды и водных растворов / Автореф. дис. канд. тех. наук: 05.11.13. - Барнаул, 2005. - 19 с.; Фаращук Н.Ф., Михайлова Р.И., Теленкова О.Г. Биотестирование вод с различным структурным состоянием на крысах и лягушках // Гигиена и санитария. - 2014. - №2. - С. 84-86; Гордин А.В., Матвеев В.А., Федоров Ю.А., Дрожжина В.А., Коваленко B.C., Коваленко Т.В. Патент РФ на изобретение №2286134 «Структурированная вода для профилактики заболеваний полости рта» от 25.04.20050; Федосеев В.Н. Михайлова Р.И., Савостикова О.Н. Влияние структурированности воды на формирование ее биологической активности по отношению к фагоцитарной активности лейкоцитов и клеточного звена иммунитета // Гигиена и санитария. - №5. - 2009. - С. 82-84; Савостикова О.Н. Гигиеническая оценка влияния структурных изменений в воде на ее физико-химические и биологические свойства / Автореф. дис.канд. мед. наук: 14.00.07. - М., 2008. - 26 с.; Pain R.H. Molecular Hydration and Biological Function // Hoppe - Seylers Z. Phyziol. Chem. - Vol. 362. - №9. - 1981. - P. 1179-1180].
Вместе с тем в настоящее время нет физико-химических критериев, позволяющих оценить биологическую активность питьевой воды.
Известен способ определения биологической активности воды по ее структурному состоянию с помощью определения в ней содержания жидкокристаллических ассоциатов дилатометрическим методом [Теленкова О.Г. Гигиеническое обоснование условий, обеспечивающих стабильность структурного состояния воды / Автореф. дис. канд. биол. наук: 14.02.01. - М., 2011. - 24 с.]. Она считает, что наибольшую биологическую активность проявляет питьевая вода с содержанием жидкокристаллических ассоциатов примерно от 4,9 до 6,9%.
Известный способ имеет существенный недостаток, который заключается в том, что не учитывается общая минерализация образцов воды. При большой концентрации солей в воде в ней будет определяться высокое содержание ассоциированной с ионами или так называемой связанной воды, так как ионы растворимых солей гидратируются определенной частью воды, существенно влияя на ее структурное состояние. Увеличение содержания связанной воды в растворе соли с увеличением ее концентрации показано в таблице 1. Но это не значит, что возрастает и биологическая активность такого раствора.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения биологической активности питьевой воды за счет учета отношения содержания связанной воды к ее общей минерализации.
Сущность изобретения заключается в том, что в образце воды определяют содержание связанной воды, выраженное в процентах, и общую минерализацию по массе сухого остатка, выраженную в г/л, и рассчитывают показатель структурированности (ПС) как отношение содержания связанной воды к общей минерализации в условных единицах, при этом чем выше ПС, тем более физиологически полноценной будет вода и будет выше ее биологическая активность.
Авторами установлено, что биологическая активность воды будет тем выше, чем меньше ее структура будет зависеть от концентрации солей и чем больше будет показатель структурированности (отношение содержания связанной воды к ее общей минерализации).
Способ осуществляется следующим образом. В образце воды определяют содержание связанной воды А дилатометрическим методом [Фаращук Н.Ф. Метод количественного определения структурных фракций воды // Экватек-2004. VI международный конгресс «Вода: экология и технология», 1-4 июня, часть 2. - М. - 2004. - С. 988]. Общую минерализацию B в образце воды определяют гравиметрическим методом по массе сухого остатка в г/л. Показатель структурированности ПС рассчитывают по формуле A. Чем выше ПС, тем выше будет биологическая активность воды.
Пример 1.
Определяли содержание связанной воды в водопроводной воде дилатометрическим методом (образец №1, таблица 2). Оно составляло 3,80%. Затем в образце воды определяли общую минерализацию в г/л. Она составляла 0,440 г/л. Следовательно, показатель структурированности ПС был равен: 3,80/0,440=8,6 условных единиц, т.е. вода обладает низкой биологической активностью. Эта вода не имеет категории качества и не отвечает гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде.
Пример 2.
Определяли содержание связанной воды в образце воды №8, которое составляло 4,90%. Затем определяли общую минерализацию, которая составляла 0,102 г/л. Показатель структурированности ПС был равен: 4,90/0,102=48,0 у.е., т.е. вода обладает высокой биологической активностью. Эта вода «высшей категории» качества.
Способ испытывался на кафедре общей и медицинской химии Смоленской государственной медицинской академии. Определяли показатель структурированности различных образцов воды: водопроводной, родниковой, артезианской и бутилированной разных марок. Большинство видов бутилированной воды имеют определенные категории качества, обозначенные на этикетке - «первая категория» и «высшая категория». Гигиенические характеристики образцов воды исследованы в лаборатории питьевого водоснабжения и санитарной охраны водоемов НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина МЗ России, и на них получены сертификаты, гигиенические заключения и присвоены категории: «первая категория», «высшая категория», в соответствии с государственными документами, в частности [Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.4.1116-02 (в ред. Изменений N1, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 25.02.2010 N11). - М.: Минздрав России, 2002. - 15 с.]. Всего проводилось 243 определения связанной воды в образцах воды и 45 определений общей минерализации по массе сухого остатка. Из пробы воды, в которой определялась общая минерализация, брали несколько проб для определения связанной воды. Расчет показателя структурированности различных образцов воды приведен в таблице 2.
Качество и биологическая активность водопроводной воды центрального водоснабжения г. Смоленска (образец №1) и физиологически полноценной бутилированной питьевой воды образца №8 «высшей категории» качества изучены на большой группе детей, употреблявших в течение года эти воды [Морозова Е.В., Авдеева Т.Г. Влияние состава питьевой воды на состояние здоровья детей. Актуальные проблемы педиатрии // Поликлиника. - 2006. - №1. - С.62 / URL: http://www.poliklin.ru/article200601a21.php; Морозова Е.В. Состояние здоровья детей дошкольного возраста в зависимости от качества питьевой воды (на примере г. Смоленска) / Автореф. дис. канд. мед. наук: 14.00.09. - М., 2008. - 24 с.]. Под наблюдением находилось 600 детей 4-7 лет, употреблявших на протяжении года физиологически полноценную бутилированную воду (опытная группа - 300 детей) и употреблявших водопроводную воду (контрольная группа - 300 детей). Установлено, что качество питьевой воды централизованной (муниципальной и ведомственной) системы хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Смоленска не отвечает гигиеническим требованиям федерального нормативного документа СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды» по ряду показателей (железо, жесткость, мутность). Водопроводная вода г. Смоленска не сбалансирована по биогенным элементам, определяющим ее физиологическую полноценность: кальцию, фтору, йоду, магнию. В контрольной группе детей отмечалась обычная частота возникновения характерных для этого возраста и этого региона заболеваний. У детей, получавших физиологически полноценную бутилированную питьевую воду (образец №8), достоверно реже регистрировались острые кишечные заболевания (p<0,05), обострения патологии желудочно-кишечного тракта (p<0,05) и аллергических заболеваний (p<0,05), отмечено статистически достоверное уменьшение заболеваемости острыми респираторными вирусными инфекциями, количество детей, имеющих кариес, уменьшилось в 6,5 раз. Использование этой воды для профилактики заболеваемости детского населения г. Смоленска было эффективно не только в социально-медицинском, но и в экономическом отношении. О.Г. Теленкова в своей диссертации [Теленкова О.Г. Гигиеническое обоснование условий, обеспечивающих стабильность структурного состояния воды / Автореф. дис. канд. биол. наук: 14.02.01. - М., 2011. - 24 с.] в опытах с прорастанием семян, с биотестированием на гидробионтах, изолированном сердце лягушки и крысах также установила высокую биологическую активность воды «Лекор» по сравнению с водопроводной водой.
Абсолютное значение содержания связанной воды в питьевой воде не является показателем ее качества и биологической активности. Например, артезианская вода (образец №2) имеет высокое содержание связанной воды, что объясняется ее общей минерализацией, но не имеет категории качества и обладает низкой биологической активностью, а образец воды №8 значительно меньше содержит связанной воды, но имеет «высшую категорию» качества и является физиологически полноценной питьевой водой и обладает высокой биологической активностью.
Из таблицы 2 следует, что предлагаемый показатель структурированности питьевой воды находится в пределах от 8,6 у.е. у водопроводной воды, которая не отвечает гигиеническим требованиям нормативных документов и обладает низкой биологической активностью, до 48,0 у.е. у воды образца №8, которой присвоена «высшая категория» качества, являющейся физиологически полноценной водой, биологическая активность которой доказана вышеприведенными авторами. Это дает нам возможность судить о биологической активности всех исследованных образцов воды по величине ПС в указанном интервале. Выявлено, что чем выше значение ПС, тем выше категория качества питьевой воды.
Таким образом, ПС позволяет объективно оценить биологическую активность питьевой воды. Биологическая активность воды будет тем выше, чем меньше ее структура будет зависеть от концентрации солей и чем больше будет показатель ее структурированности.
Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества: позволяет определить биологическую активность воды всего по двум показателям (содержанию связанной воды и общей минерализации воды). Способ является простым и не дорогостоящим.
Табл. 1
Способ определения биологической активности питьевой воды
Концентрация раствора NaCl в %
% структурированной фракции воды
Раствор NaCl 0,1%
3,14
Раствор NaCl 0,3%
4,44
Раствор NaCl 0,5%
5,24
Раствор NaCl 1%
9,73