Czy mineralizacja wody po odwróconej osmozie poprawia jakość wody?

Wstęp

Odwrócona osmoza (RO, reverse osmosis) stała się jednym z popularnych systemów uzdatniania wody pitnej. Technologia ta skutecznie usuwa z wody bakterie, wirusy, pestycydy, metale ciężkie, mikroplastik oraz znaczną część rozpuszczonych soli mineralnych. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy niemal całkowicie zdemineralizowana woda zostaje uznana za produkt „idealny”, a jej późniejsza mineralizacja, niewielkim wkładem wapniowo-magnezowym, ma rzekomo przywracać jej wartość biologiczną. Współczesna literatura naukowa coraz częściej wskazuje, że takie podejście może być nadmiernym uproszczeniem. Naturalna woda, szczególnie podziemna (należy zaznaczyć, że w Polsce większość wody pitnej pochodzi z podziemnych ujęć), jest bowiem niezwykle złożonym układem geochemicznym zawierającym nie tylko wapń i magnez, lecz również dziesiątki mikroelementów obecnych w śladowych ilościach, które mogą odgrywać istotną rolę biologiczną.

Naturalna woda jako roztwór geochemiczny

Woda występująca naturalnie w środowisku przez dziesiątki lub setki lat pozostaje w kontakcie ze skałami, minerałami i warstwami geologicznymi. W wyniku tych procesów rozpuszcza szerokie spektrum jonów i mikroelementów.

Najważniejsze składniki naturalnych wód obejmują:

• wapń (Ca²⁺)
• magnez (Mg²⁺)
• sód (Na⁺)
• potas (K⁺)
• wodorowęglany (HCO₃⁻)
• siarczany (SO₄²⁻)
• chlorki (Cl⁻)
• krzemionkę i krzemiany

Jednak nowoczesne analizy ICP-MS (Spektrometria mas sprzężona z plazmą wzbudzaną indukcyjnie) pokazują, że naturalne wody zawierają również śladowe ilości:

• litu,
• boru,
• selenu,
• molibdenu,
• strontu,
• jodu,
• wanadu,
• cynku,
• manganu,
• kobaltu,
• miedzi.

Według Ingegerd Rosborg, badaczki związanej z KTH Royal Institute of Technology w Sztokholmie, woda pitna może stanowić istotne źródło nawet 22 biologicznie aktywnych minerałów i pierwiastków śladowych. Rosborg podkreśla, że człowiek przez tysiące lat ewolucyjnie adaptował się do spożywania naturalnych wód bogatych mineralnie, a nie wody niemal całkowicie zdemineralizowanej. Drinking Water Minerals and Mineral Balance: Importance, Health Significance, Safety Precautions.  Wydawnictwo Springer. Autorka mówi, że „Organizm najlepiej wchłania minerały, gdy pije wodę” i podkreśla, że liczy się nie tylko ilość wypijanej wody. Co najmniej równie ważne jest spożywanie odpowiedniej ilości i zachowanie odpowiedniej równowagi ponad 20 niezbędnych minerałów, w tym wapnia, magnezu, wodorowęglanów, selenu, molibdenu i krzemu. Wszystkie one w różny sposób przyczyniają się do ochrony przed różnymi chorobami, takimi jak stany zapalne, nadciśnienie, cukrzyca, osteoporoza, choroby układu krążenia i nowotwory.

Problemy odwróconej osmozy

Membrana RO usuwa zwykle 95–99% rozpuszczonych substancji mineralnych. W rezultacie uzyskuje się wodę o bardzo niskiej mineralizacji, często poniżej 20–50 mg/l TDS. Tak oczyszczona woda ma kilka cech problematycznych:

1. Utrata naturalnego spektrum minerałów

Standardowe wkłady mineralizujące dodają zwykle i to w niewielkim stopniu, jedynie:

• wapń,
• magnez,
• czasem sód lub potas.

Nie odtwarzają natomiast pełnego spektrum mikroelementów występujących w wodach naturalnych. W praktyce oznacza to, że sztucznie mineralizowana woda pozostaje geochemicznie bardzo uproszczonym roztworem.

2. Niestabilność składu

Skład mineralny naturalnej wody głębinowej jest względnie stabilny i wynika z wieloletnich procesów geologicznych. Tymczasem skuteczność wkładów mineralizujących zależy od:

• przepływu wody,
• temperatury,
• stopnia zużycia złoża,
• czasu kontaktu z medium mineralnym.

W praktyce rzeczywisty skład końcowy często odbiega od deklaracji producenta.

3. Niska całkowita mineralizacja

Wiele systemów RO po mineralizacji osiąga jedynie 50–150 mg/l TDS. Tymczasem większość naturalnych wód uznawanych za pełnowartościowe biologicznie zawiera 300–1000 mg/l minerałów.

WHO zwraca uwagę, że bardzo niskozmineralizowana woda może nie być optymalna jako jedyne źródło nawodnienia w długim okresie.

Szczegółowo na temat wpływu odwróconej osmozy na nasze zdrowie można przeczytać na naszym blogu w artykule. „Systemy odwróconej osmozy w domach i ich wpływ na nasze zdrowie.” Tutaj skupiamy się tylko na działaniu mineralizatorów.

Co deklarują producenci mineralizatorów do odwróconej osmozy?

Jak działa typowy mineralizator RO?

Aby poprawić smak i częściowo odtworzyć skład mineralny, producenci stosują tzw. wkłady mineralizujące.

Najczęściej są to niewielkie liniowe filtry zawierające:

• dolomit,
• kalcyt,
• złoża wapniowo-magnezowe,
• mieszanki ceramiczne,
• skały mineralne,
• granulat koralowy lub magnezowy.

Woda przepływając przez wkład rozpuszcza część minerałów i wzbogaca się głównie w wapń oraz magnez.

Jakie minerały deklarują producenci?

Analiza specyfikacji najpopularniejszych producentów pokazuje, że mineralizatory najczęściej dodają:

1. Wapń (Ca²⁺)

To podstawowy minerał stosowany niemal we wszystkich wkładach.

Deklarowane wartości, jeżeli takie są, po mineralizacji zwykle wynoszą:

• około 10–40 mg/l
• rzadziej 50–80 mg/l.

Wymagane: 80 – 120 mg/l.

Źródłem wapnia jest zwykle:

• kalcyt (CaCO₃),
• dolomit,
• mieszanki ceramiczne.

2. Magnez (Mg²⁺)

Drugi najczęściej deklarowany minerał.

Typowe deklaracje:

• 2–15 mg/l,
• w bardziej zaawansowanych systemach 20–30 mg/l.

Wymagane: 30–60 mg/l

Najczęściej stosowane źródła:

• dolomit,
• tlenek magnezu,
• granulaty magnezowe.

3. Sód i potas

Stosunkowo nieliczne systemy deklarują śladowe ilości:

• sodu,
• potasu.

Jednak producenci rzadko podają ich dokładne stężenia.

4. Wodorowęglany

Powstają pośrednio podczas rozpuszczania minerałów wapnia i magnezu. Producenci często reklamują je jako:

• „alkalizację”,
• „podniesienie pH”,
• „buforowanie kwasowości”.

Wymagane: 150–400 mg/l

Jaką mineralizację TDS osiągają systemy RO?

Większość producentów deklaruje końcową mineralizację na poziomie:

• 50–150 mg/l TDS
• czasem 150–250 mg/l w systemach „premium”

Wymagane: 300–700 mg/l

Dla porównania:

• wiele naturalnych wód mineralnych zawiera 300–1500 mg/l,
• naturalne wody lecznicze mogą przekraczać 2000–5000 mg/l.

Jeśli uwzględnić tylko podstawowe domieszki wody można powiedzieć, że ich zawartość w wodzie, przynajmniej powinna mieścić się w poniższych przedziałach:

• mineralizacja TDS: 300–700 mg/l
• wapń: 70–120 mg/l
• magnez: 30–60 mg/l
• sód: <30 mg/l
• wodorowęglany: 150–400 mg/l

Oznacza to, że nawet po mineralizacji większość systemów RO dostarcza wodę relatywnie ubogą mineralnie.

Co producenci podkreślają marketingowo?

Najczęstsze deklaracje marketingowe obejmują:

• „przywracanie naturalnych minerałów”
• „odtworzenie naturalnej struktury wody”
• „woda alkaliczna”
• „żywa woda”
• „woda podobna do źródlanej”.

Problem polega na tym, że większość tych stwierdzeń nie ma precyzyjnej definicji naukowej.

W praktyce mineralizator:

• nie odtwarza pełnego spektrum mikroelementów naturalnej wody,
• nie odtwarza naturalnych procesów geochemicznych,
• dodaje jedynie ograniczoną liczbę jonów.

Problem ograniczonego spektrum minerałów

Naturalne wody głębinowe zawierają często:

• lit,
• bor,
• stront,
• krzem,
• selen,
• molibden,
• mangan,
• cynk,
• jod.

Tymczasem większość mineralizatorów RO:

• nie zawiera tych pierwiastków,
• nie deklaruje ich obecności,
• nie prowadzi ich kontroli laboratoryjnej.

W rezultacie końcowa woda pozostaje uproszczonym roztworem kilku podstawowych soli.

Dyskusja o wodzie zwykle ogranicza się do wapnia i magnezu, podczas gdy naturalne wody dostarczają również mikroelementów obecnych w ilościach śladowych, ale biologicznie aktywnych.

Naturalna woda nie jest wyłącznie sumą jonów. Jej skład chemiczny pozostaje wynikiem dynamicznej równowagi geochemicznej obejmującej:

• potencjał redoks,
• buforowość,
• obecność krzemionki,
• relacje jonowe,
• naturalne kompleksy mineralno-organiczne.

Dodanie kilku soli mineralnych, i to w niewystarczającym stopniu, do wody po RO nie odtwarza tej złożoności.

W praktyce oznacza to, że mineralizowana woda po odwróconej osmozie jest chemicznie bardziej zbliżona do laboratoryjnego roztworu soli niż do naturalnej wielomineralnej wody głębinowej.

Poza tym:

Niestabilność parametrów

Producenci rzadko podkreślają, że skuteczność mineralizacji zależy od:

• przepływu,
• temperatury,
• ciśnienia,
• czasu kontaktu z wkładem,
• stopnia zużycia złoża.

Oznacza to, że realne parametry wody mogą zmieniać się w czasie i odbiegać od wartości deklarowanych.

W rzecczywistości:

• świeży wkład może oddawać więcej minerałów, ale i tak za mało
• zużyty wkład może mineralizować minimalnie
• dwa identyczne systemy mogą dawać różny skład końcowy wody w zależności od warunków

Alkalizacja a mineralizacja

Wiele nowoczesnych systemów RO reklamuje również „alkalizację” wody.

Najczęściej polega ona na:

• zwiększeniu ilości wodorowęglanów
• podniesieniu pH do około 8–10.

Jednak samo wysokie pH:

• nie oznacza wysokiej mineralizacji,
• nie oznacza obecności szerokiego spektrum minerałów,
• nie czyni automatycznie wody biologicznie bardziej wartościową.

Woda może mieć wysokie pH i jednocześnie pozostawać bardzo uboga mineralnie.

Wnioski

Deklaracje producentów mineralizatorów wskazują, że ich głównym celem jest:

• poprawa smaku,
• częściowe uzupełnienie wapnia i magnezu,
• podniesienie pH.

Nie deklarują, bo nie mają do tego podstaw, że standardowe wkłady mineralizujące:

• odtwarzają pełny skład naturalnej wody,
• przywracają wszystkie albo przynajmniej część, mikroelementów usuniętych przez membranę RO,
• zapewniają geochemiczną równoważność z wodą źródlaną lub głębinową.

W praktyce większość systemów mineralizacji:

• dodaje jedynie kilka podstawowych jonów,
• osiąga stosunkowo niską mineralizację końcową,
• pozostawia wodę znacznie uboższą niż naturalne wody.

Utożsamianie uproszczonej mineralizacji z odtworzeniem naturalnej jakości wody jest naukowo nie do obrony.

Dostępne dane sugerują, że:

• naturalna woda stanowi złożony układ wielomineralny
• znaczenie biologiczne mają nie tylko wapń i magnez, ale również mikroelementy
• standardowe wkłady mineralizujące odtwarzają jedynie niewielki fragment naturalnego składu
• woda po RO pozostaje pod względem geochemicznym znacznie uboższa niż naturalne wody
• że woda po mineralizacji w systemach RO, może poprawić smak ale nie przywraca jej walorów zdrowotnych

Należy więc sobie odpowiedzieć na pytanie czy przy uzdatnianiu wody w naszej kuchni, lepiej jest najpierw wyjaławiać wodę i potem ją wzbogacać ( w jakim stopniu opisaliśmy powyżej) czy wykorzystywać systemy, które usuwają zanieczyszczenia ale pozostawiają skład mineralny wody nienaruszony.