Maal leiduvast veest moodustab enamuse soolane ookeanivesi, mageveest suurem osa on jäätunud, üks protsent magedast veest esineb jõgedes ja järvedes, 22 protsenti aga põhjaveena. Ent ka magevesi vajab enne tarbimist tihtilugu täiendavat töötlemist, sest looduse puhastusjõud ei jõua kõikjale või mõjutavad piirkonna geokeemilised tingimused vett joomise jaoks ebasobivalt.
Eestis kasutatakse pinnavett ligikaudu 1300 milj m3 aastas, põhjavett 250 milj m3 aastas, samuti merevett. Vesi kulub jahutusveeks elektrijaamades, tööstuse, kalakasvatuse, põllumajanduse ja olme tarbeks. Tarbevee erikulu on ligikaudu 90 liitrit päevas inimese kohta.
Vee kvaliteedi määramiseks kasutatakse erinevaid parameetreid: organoleptilisi, füüsikalistest parameetritest hinnatakse pH-d, kuivjääki (summaarne lahustunud aine), elektrijuhtivust, radioaktiivsust; keemilised parameetrid on leelisus, happesus, lahustunud hapnik, hapnikutarve, orgaaniliste süsinikuühendite sisaldus, põletusjääk, biogeenide (lämmastik, fosfor) sisaldus vees, metallide, anioonide (kloriidid, fluoriidid, sulfaadid jm), orgaaniliste saasteainete ja pindaktiivsete ainete sisaldus, jääkosoon, jääk-kloor.
Veetöötlemise tehnoloogia
Vesi on väga hea lahusti. Vähemalt mingil määral lahustub selles enamik looduslikke aineid – nii õhu koostises olevad gaase kui ka maapinnas leiduvaid soolasid ning teisi aineid. Tavalises veevärgivees, eriti aga merevees on lahustunud märgatavas koguses erinevaid sooli. Soolsust põhjustavad mitmesugused katioonid (näiteks kaltsium-, magneesium-, naatrium- ja kaaliumioonid) ning anioonid (sulfaat-, kloriid- ja vesinikkarbonaatioonid). Nende summaarset kontsentratsiooni nimetatakse kuivjäägiks. Joogivee kuivjääk ei tohi olla suurem kui 1–1½ g/l, mineraalveel suurem.
Vee magestamine tähendab vees olevate soolade vähendamist joogivee saamiseks.
Vett magestatakse soolasemast veest eelkõige nendes Maa piirkondades, kus magevett pole piisavalt.
Vee puhastamiseks kasutatakse erinevaid meetodeid. Mehaaniline meetod kasutatab setitamist raskusjõu mõjul. Keemilise meetodi korral kasutatakse reagente ainete väljasadestamiseks, bioloogiline meetod aga puhastab vett organismide elutegevuse tulemusena.
Vees leiduvad ained on erineva suurusega. Suuremaid osakesi on võimalik lihtsalt setitada ja seejärel vesi filtreerida.
Kolloidlahus erineb tõelisest lahusest suuremate osakeste poolest. Tõelises lahuses on aineosakesed lahustunud ioonideks või molekulideks ja nende eemaldamiseks tuleb kasutada ultrafiltratsiooni ehk pöördosmoosi.
Osmoos on nähtus, kus lahusti liigub läbi membraani iseenesest sealt, kus teda on rohkem, sinna, kus teda on vähem ehk et vähem soolasest lahusest liigub vesi soolarikkamasse keskkonda – nõnda imavad endasse vett näiteks taimejuured.
Pöördosmoosi puhul on aga liigub vesi läbi poolläbilaskva membraani lahustunud aine väiksema kontsentratsiooni suunas, seega vastupidi osmoosile. Rakendades soolalahusele suuremat rõhku kui osmootne rõhk (rõhk, mis on vajalik, et osmoosi takistada), saab sundida vee molekule läbi membraani üle minema puhtasse lahusesse.
Pöördosmoosi tehnoloogiat kasutatakse tänapäeval laialdaselt joogivee tootmisel mereveest ja veepuhastuses.
Vee puhastamisel tekkivad jääkühendid
Koaguleerimisel ehk kalgendamisel kasutatakse alumiiniumiühendeid, peamiselt alumiiniumsulfaati. Alumiiniumhüdroksiid, mis sadenevaid helbeid moodustab, tekib, kui ühinevad vette lisatud happeline alumiiniumühend ja vees loomulikult leiduv kaltsiumkarbonaat. Tekkiv alumiiniumhüdroksiid on lahustumatu vaid üsna kitsastes pH piirides, mistõttu viimast tuleb pidevalt jälgida ja vajadusel mõjutada, et reaktsioon toimuda saaks ja vette jääks lahustunud alumiiniumi võimalikult vähe.
Alumiinium joogivees võib olla ohtlik neeruasendusravi saavatele patsientidele, samuti on seda seostatud neuroloogiliste häiretega ja ka Alzheimeri tõvega. Vee lõplik puhastamine hõljuvsetetest koagulatsiooni järel on väga oluline.
Viimasel ajal on hakatud kasutama koagulante nagu polüalumiiniumkloriid, alumiiniumklorohüdraat jt, mis on kõrgelt aluselised. Need alandavad vee pH-d vähem kui alumiiniumsulfaat ning vähendavad seeläbi vajadust puhastatava vee pH mõjutamise järele, samuti jääkalumiiniumi kogust, kuna koagulenti ennast on tarvis vähem.
Filtreerimisel suunatakse vesi läbi täitematerjali, milleks on liiv, antrastsiidipuru (ladina keeles “anthracites” ehk süsi) või mõni muu poorne materjal. Lahtises ehk rõhuta filtris voolab vesi raskujõu mõjul ülalt alla. Filtreerimise käigus aga filtrimaterjali poorid täituvad ning efektiivsus langeb. Samuti võivad kasutamise käigus toitaineid kogunud filtrites leida sobiva kasvulava endale mitmesugused elusorganismid. Pesemisel pumbatakse puhas vesi suure intensiivsusega filtrimaterjalist läbi vastassuunaliselt filtreerimisele.
Desinfitseerimisel eemaldatakse veest bakterid, kasutades keetmist, kloorimist, osoonimist, ultraheli või ultraviolettkiirgusega töötlemist. Enamlevinud ja odav meetod on kloorimine. Kloori lisamisel vette toimub selle hüdrolüüs, mille tulemusel tekib hüpokloorishape ja atomaarne hapnik, millel on tugevad desinfitseerivad omadused.
Vee kloorimise kõrvalproduktina võivad looduslikest orgaanilistest ainetest tekkida trihalometaanid (THM), mis on vähiriskiga seonduvad ühendid. Looduslikus (toor-) vees tavaliselt THM ei ole.
Pinnaveekogude vee töötlemisel tuleb looduslike orgaaniliste ainete eemaldamiseks toorvett põhjalikult töödelda. Suuremate koagulandikoguste kasutamisel võivad aga jääda vette mitmesugused orgaanilised ühendid, millest vee kloorimisel tekivad kõrvalproduktid – trihalometaanid. Eestis kasutatakse joogiveeallikana puhastatavat pinnavett Tallinnas ja Narvas. Probleemiks võib ajuti olla ka järvevees leiduvate sinivetikate toksiinide nagu mikrotsüstiini ja anatoksiinide eemaldamine.
Osoneerimine. Osooni desinfitseeriv toime põhineb osooni lagunemisel tekkival atomaarsel
hapnikul. Osoon võimaldab üheagselt vett desinfitseerida, kõrvaldada värvust, parandada lõhna- ja maitseomadusi. Osooni mõju aga on lühiajaline, mida peetakse puuduseks. Jääkosoonina teda vette ei jää. Osooni on hakatud rohkem kasutama tehnoloogilise skeemi alguses, jättes desinfitseeriva reagendi rolli kas täielikult või osaliselt kloorile.
Vee desifintseerimise meetod on ka vee töötlemine ultraviolettkiirgusega. Tegu on üsna keskkonnasõbraliku vahendiga, kus ei kasutata kemikaale ega teki ohtlikke ühendeid. UV-kiirgus rikub rakkude DNA-d ja seeläbi katkestab mikroobide ja viiruste paljunemise.
Kiiritamine toimub kiirituskambris, millest puhastatav vesi läbi voolab. Tihti tekitatakse vee liikumisel lisakeeriseid, mis peaks tagama vee ühtlasema kiiritamise. Kambri sees asub üks või mitu kiirgusallikat. Need sarnanevad tavaliste päevavalguslampidega, ent neil puudub toru sisepinda kattev luminofoorikiht, mis muundaks UV-kiirguse nähtavaks valguseks, seega inimene seda kiirgust ei näe.
Vee pehmendamine seisneb vee kareduse, s.o. kaltsiumi- ja magneesiumisoolade eemaldamises, milleks kasutatakse vee keetmist, reagentide lisamist, kationiitkäitlemist jm.
Reagentidega pehmendamisel seotakse kaltsium- ja magneesiumioonid kemikaalide (lubi, kaltsineeritud sooda jt.) abil mittelahustuvateks ühenditeks, mis välja sadenevad.
Kationiidimeetodi kasutamisel filtreeritakse pehmendatav vesi läbi kationiidi,
kus kaltsium- ja magneesiumioonid seotakse kationiidi pinnale. Kaltsiumi ja magneesiumi ioonid asendatakse selle käigus naatrium- või vesinikioonidega ning soolade kontsentratsioon ei vähene. Muret võib põhjustada liigne naatriumisisaldus, mistõttu ei soovitata anda pehmendatud vett imikutele ega juua neeruhaiguste ja kõrge vererõhu korral.
Suure karedusega vesi on ohutu, selle kasutamine ei tekita organismis kahjustusi. Liiga pehme vee tarbimine joogiveena pole organismile soodne, kuna sisaldab vähe mineraalaineid. Pehme vesi sobib hästi majapidamistöödeks ja loomade puhastamiseks.
Milline on parim vesi?
Mida teha vees leiduvate saasteainetega, mis on sattunud sinna inimtegevuse tulemusena, või muude ainetega, mis on lahustunud vees sellises koguses, et muudavad vee halvaks tervisele või vee maitse halvaks?
Inimtegevuse tulemusena võib vette sattuda eelkõige raskemetalle ja pestitsiidide jääke. Et seda ei juhtuks, kontrollitakse vett perioodiliselt. Mõningatest ainetest on võimalik eelpool kirjeldatud tehnoloogiate abil vabaneda, teinekord tuleb aga selline vesi jätta joomata kui kõlbmatu.
Vee tehnoloogiline töötlemine on keeruline ja kallis ettevõtmine. Jaotusvõrkudes võib ka puhastatud vesi uuesti saastuda kahjulike mikroorganismidega ja torustikust lekkivate lisanditega, seetõttu võib tarbijani jõuda ümbertöötlemise jääkidega, desinfitseeritud ja algupärasest erineva koostisega vesi. Kuigi joomiseks kõlbulik, on ta mõnikord vaid vaevalt rahuldava kvaliteediga mineraalainete, maitse, puhtuse ja mikrobioloogilise koostise poolest.
Kui sööme taimi või loomi, on need organismid ellujäämiseks juba ise küllalt puhastunud oma kaitsemehhanismide abil. Toidu puhul loeme hoolega lisaainete kohta, kartuses meelevaldse toidu koostise muutmisega end ohustada. Vesi ei ole elusorganism, kes saastudes sureks, küll aga haigestuvad või isegi surevad sel juhul temas elavad ja teda tarbivad elusorganismid. Puhas töötlemata vesi toetab enda sees väikeses koguses elavaid mikroorganisme, mida on ka meie soolestikule ja üldisele heaolule tarvis, sisaldab endas mõõdukalt mineraalaineid ja on maapinnale oma ringkäiguga tagasi jõudes suurema osa lisaainetest eemaldanud, nii aurumise kui ka filtreerimise kaudu läbi maa pealiskorra setete ja settekivimite.
Piirkonniti võib olla muret vees sisalduva liigse raua, fluori, plii jm ainete sisalduse ning vee radioaktiivsusega, mis on tingitud veega kokku puutunud kivimite iseloomust ja veekihtide paiknemise sügavusest. Need on üsna püsivad probleemid, ilmnevad esimeste veeproovidega ja neist tulevaid riske on võimalik arvestada ning sageli ka kõrvaldada, ent energiakulu ja tekkivate jääkainete ning puudujääkide hinnaga vees.
Parimaks veeks, mida juua, on naturaalne vesi, mis on saastumata, voolab ise maapinnale, on filtreerunud läbi looduslike ja rikkumata maakihtide, sisaldab soodsas koguses mineraalaineid ja mikroelemente, samuti vähesel määral kasulikke, neutraalseid või organismi immuunsüsteemi ergutavaid mikroorganisme, on sobiva pH-ga. Selline vesi on näiteks puhas allikavesi.
Madala mineraalsusega vee tarbimise ohud
Vee bioloogiline väärtus tähendab, et vesi peaks sisaldama soovitavaid mikrotoitaineid. Joogivesi peab sisaldama kõiki põhiliselt vajalikke mineraale (mineraalaine ehk mineraaltoiteaine on anorgaaniline ühend, mis sisaldab organismi elutegevuseks vajalikke elemente). Kahjuks ei ole joogivees sisalduvate ainete kasulikule ja kaitsvale toimele pööratud piisavalt tähelepanu. Peamiselt on keskendutud toksiliste ja saasteainete sisalduse vältimisele joogivees.
Sellegipoolest on uuringud näidanud mineraalainete vajalikkust ja määranud ka nende ligikaudse soovitava koguse joogivees.
Soovitused on vajalikud mitte üksnes joogivee magestamise korral, vaid ka veetöötlejatele, kes toodavad pudelivett, samuti kodusele vee filtreerijale, kes alandavad oluliste mineraalainete sisaldust vees ja tarbivad seejärel liialt madala mineraalsusega vett. Madala mineraalsusega joogiveeks peetakse vett, mille kuivjääk (soolade jääk peale vee kuumutamist ja aurustamist) on väiksem kui 100 mg liitri kohta, sealhulgas kaltsiumioonide sisaldusega alla 20 mg/l ja magneesiumioonide sisaldusega alla 10 mg/l.
Isegi mineraliseerimise järel ei pruugi vee koostis muutuda enam tervisele kasutoovaks, sest lisatakse vaid teatud mineraale nagu kaltsium, kuid magneesiumi, fluori ja kaaliumisisaldus võivad jääda soovituslikust väiksemaks. Ka mitmed vajalikud mikroelemendid, mida jälgedena vees leidub, jäävad välja. Nende sisaldus organismis võib väheneda, kuna toidus on need tavaliselt seotud kujul ja omastatakse halvemini kui veest.
Demineraliseerimise mõte on pigem vähendada vee korrosiivset toimet. Mineraalivaene vesi on ebastabiilne ja seetõttu väga pealetükkiv veega kokku puutuvate materjalide suhtes. Vee töötlemine magestamise suunas suurendab ka vees leiduvate kahjulike ainete sisaldust, sest agressiivne vesi leostab nii metalle kui ka orgaanilisi aineid torustikust jm. Need ained jäävad vette ning imenduvad kergesti organismi. Samuti võimaldab agressiivne vesi torustikus elutsevate bakterite arvu kasvu, kuna suurendab materjale korrodeerides neile kättesaadavate toitainete hulka.
Kaltsium ja vähemal määral ka magneesium toimivad vees ja toidus antitoksiliselt – nad vähendavad mõne mürgise aine (Pb, Cd) imendumist seedetraktist verre. Seda kaitsevõimet ei tohi alahinnata. Seega on deioniseeritud vee kasutajatel suurem risk saada toksilisi aineid kui tavalise vee kasutajatel.
Madala mineraalsusega vesi, milles jääb puudu vajalikest elementidest, ei ole pidevaks joomiseks täiuslik. Magestatud vesi on ka ebameeldivate organoleptiliste omadustega ega ole maitsev. Uuringud on näidanud, et mineraalivaene vesi mõjub ebasoodsalt organismi vee- ning mineraalivahetusele, põhjustab kaltsiumi ja magneesiumi ning mitme mikroelemendi vähesusest tingitud tervisehäireid, vähendab sellise veega valmistatud toidu mineraalaine- ja mikroelemendisisaldust. Vesi pole organismi peamine Ca- ja Mg-allikas, kuid veest saadav osa on ikkagi arvestatav.
Populatsioonides, kes tarbivad madala mineraalisisaldusega vett, on täheldatud suuremat kõrgvererõhutõve, struuma, südame isheemiatõve, gastriidi, maohaavandite ja neerupõletike esinemissagedust. Lastel esineb rohkem kasvuhäireid ja füüsilise arengu mahajäämust, raseda kannatavad sagedamini aneemia käes.
Uuringud on näidanud ka seda, et pehme vee (milles on vähe Ca ja Mg), eriti aga magneesiumivaese vee kasutamise korral on suremus südame- ja veresoonkonnahaigustesse suurem kui kareda või magneesiumirikka vee korral. Pehme vesi suurendab laste luumurruriski ning muidki riske: haigestumist neurodegeneratiivsetesse haigustesse, enneaegset sünnitust ja vastsündinu väiksemat sünnikaalu ning mõne paikme (magu, jämesool) kasvajaid. Magneesiumivaese vee tarbimine seostub südame äkksurma, raseduspatoloogia (preeklampsia), söögitoru-, kõhunäärme-, pärasoole- ja rinnavähi riski suurenemisega.
Seedetrakti viidud deioniseeritud vesi põhjustab muutusi peensoole epiteelirakkudes. Mõjudes ebasoodsalt homöostaasi mehhanismidele, viib deioniseeritud vee joomine organismi vee- ja mineraalivahetuse tasakaalust välja. Tarbitava vee hulk ja uriinieritus ning rakuvälise vedeliku hulk suurenevad.
Seedetrakti osmoretseptorite kaudu põhjustab magestatud vesi peamiste rakusiseste ja -väliste ioonide suurenenud eritumist, mis viib kogu keha veesisalduse ja veevahetust reguleerivate hormoonide aktiivsuse muutusteni. Väheneb vere punaliblede ruumala ja kaaliumi sisaldus vereseerumis. Algul väljendub see väsimuse, nõrkuse ja peavaluna, tekkida võivad aga ka lihaskrambid ning südame rütmihäired. Neerudes on täheldatud morfoloogilisi muutusi, nt neerupäsmakeste kärbumist ja veresoonte sisekihi turset, mis raskendab vere läbivoolu neerudest. Imikutele mineraalivaest vett, samuti kationiitfiltiga vett pehmendatud ja seekaudu mineraalsust muudetud vett anda ei tohi.
Vee võrdluses asukohati esineb kõige vähem tervisemuresid piirkonnas, mille elanikud tarbivad vett, milles esineb kaltsiumi 30-90 mg/l, magneesiumi 17-35 mg/l, kuivjääki ligikaudu 400 mg/l. Optimaalseks peetakse vee kaltsiumioonide sisaldust 40-80 mg/l (minimaalselt 20) magneesiumil 20-30 mg/l (minimaalselt 10).
Vee soodsast mikrobioloogiast
Allikavee tervistavad omadused, tema iseäralik võime ravida haiguslikke seisundeid ja parandada tervist on teada ammustest aegadest ja eri allikatele on omistatud isesuguseid omadusi. Näiteks on leitud, et mõni kindel allikavesi (Comano, Itaalia) parandab haavu, soodustades keratinotsüütide vohamist ja migreerumist ning moduleerides regenereeritud kollageensete ja pärisnaha elastseid kiude. Nüüd on hakatud järeldama, et põhjus ei pruugi peituda mitte üksnes vee keemilises koostises, vaid ka allikale iseloomulikes bakterites. Paljud mittepatoloogised bakteriperekonnad on näidanud oma aktiivset toimet erinevates bioloogilistes protsessides. Vete põletikuvastase ja taastava toime põhjused on aga siiani üsna mõistetamatud ja nõuavad edasist uurimist.
Allikavesi Lavi vee näitel
Lavi allikavesi on hüpotooniline, bikarbonaate, kaltsiumit, magneesiumit ja fluori sisaldav, neutraalse pH-ga ning madala puhverdusvõimega allikavesi. Lavi allikavee mineraalisisaldus on järgmine: kaltsium 75-95 mg/l, magneesium 13-17 mg/l, kuivjääk 320-425 mg/l.
Taolised allikaveed võivad omada terapeutilist efekti, mille taga pole mitte üksnes iseloomulik mineraalne koostis, vaid ka neis elutseva mittetõvestava bakterioloogilise populatsiooni kompleksne aktiivsus. Arvatavasti toodavad nad molekulaarseid mediaatoreid, mille soodne roll on esialgu paraku ebaselge.
Lavi allikavesi on töötlemata ja villitakse 5-liitristesse paunadesse allika asukohas. Pakend on kerge, valgusele ja gaasidele läbimatu, isoleerib vee täielikult ümbritsevast keskkonnast ega eralda vette mingeid lisaühendeid.
Kasutatud kirjandus:
- Frantisek Kozisek, “Health risks from drinking demineralised water”, National Institute of Public Health Czech Republic
- Astrid Saava, Deioniseeritud joogivee tervisemõjud, Eesti Arst 2006, ; 85 (7): 445–448
- Giovanni Nicoletti jt, Non-pathogenic microflora of a spring water with regenerative properties, Biomed Rep. 2015 Nov; 3(6): 758–762.