Woda i jej rola w żywieniu człowieka
Woda dla życia człowieka ma tak samo ważne znaczenie, jak białko, tłuszcze, cukry czy inne składniki odżywcze organizmu. Jest ona głównym środowiskiem, w którym odbywają się różne reakcje biochemiczne, ponieważ jest doskonałym rozpuszczalnikiem dla wielu substancji chemicznych. Dzięki wodzie cały szereg substancji wydzielonych przez organizm i często szkodliwych usuwany jest na zewnątrz w postaci moczu.
Woda do picia musi być wolna od drobnoustrojów chorobotwórczych oraz wszystkich związków szkodliwych dla zdrowia. Woda zdatna do picia winna być przezroczysta, bezbarwna, bez smaku i bez zapachu. Wodę tę powinna cechować także świeżość, która wiąże się z temperatura i z zawartym w niej dwutlenkiem węgla. Temperatura wody do picia powinna wynosić od 8 do 12°C. Woda o temperaturze 5°C i niższej może działać szkodliwie na układ pokarmowy. Woda miękka smakuje mdło, bardzo twarda jest niezdrowa. Wodę do picia uwalniamy od drobnoustrojów przez filtrację na filtrach żwirowych, szybką filtrację oraz metodami chemicznymi.
Jedną z najbardziej zalecanych metod chemicznych, pozwalających na skuteczne usuwanie, drobnoustrojów, jest metoda ozonowania wody. W metodzie tej nadmiar ozonu ulatnia się w myśl reakcji: ozon 2O3 -> 3O2 tlen
Ozonowanie wody wiąże się jednak z dużymi kosztami, dlatego też często w miejsce ozonowania stosuje się metodę oparta na dozowaniu chloru do wody.
Chlorowanie wody powoduje, że woda nabiera nieprzyjemnego zapachu i smaku chloru.
Do innych związków chemicznych stosowanych w celu dezynfekcji wody należy dwutlenek chloru - związek o silniejszych właściwościach bakteriobójczych aniżeli chlor. Dwutlenek chloru ma też tę przewagę nad chlorem, że nie jest tak przykry w smaku i zapachu. Stosuje się go w ilości 0,5 g/m2, podczas gdy chloru należy dodawać nawet 1,0 g/1 m3 wody.
Zanieczyszczenia wody mogą pochodzić z procesów gnilnych związków organicznych w niej zawartych, kontaktu wody ze ściekami przemysłowymi i komunalnymi. W wodach zanieczyszczonych znajdują się duże ilości chlorków, azotanów, fosforanów, siarczanów, związków amonowych. Tabela podaje dopuszczalne ilości wymienionych związków w czystej wodzie do picia (wartości w mg/l):
związki amonowe (NH4-) |
0,00 |
azotyny (NO2-) |
0,00 |
azotany (NO3-) |
5,0 - 10 |
fosforany (PO4-3) |
0,03 - 0,1 |
chlorki (Cl-) |
10 - 30 |
siarczany (SO4-2) |
10 - 60 |
W organizmie dorosłego człowieka woda stanowi około 60% masy i zawarta jest w komórkach i poza nimi. Pierwszą nazywamy wewnątrzkomórkową, a drugą pozakomórkową. Poza tym wyróżniamy wodę transkomórkową zawartą w wydzielinach. Tabela przedstawia rozmieszczenie wody w organizmie człowieka (wartości podane w procentach masy ciała):
Ogólna ilość wody w ustroju: |
wartości średnie |
zakres wartości |
- mężczyźni |
60 |
50-72 |
Woda wewnątrzkomórkowa |
wartości średnie |
zakres wartości |
- mężczyźni |
45 |
36-50 |
Woda pozakomórkowa |
wartości średnie |
zakres wartości |
- mężczyźni |
17 |
12-18 |
Średnia zawartość wody we krwi i nerkach wynosi 83%, w sercu i płucach 79%, w śledzionie i mięśniach 76%, w mózgu i żołądku 75%. Skóra w zależności od wieku zawiera różną ilość wody - średnio 72%. Znacznie mniejsze ilości wody zawiera kościec, bo 31%, tkanka tłuszczowa oraz zęby 10%.
Woda jest praktycznie częścią składową wszystkich tkanek ustrojowych. Nawet tzw. tkanki suche, jak kości czy zęby zawierają znaczne jej ilości. Woda krążąca w organizmie odgrywa podstawową rolę w procesach życiowych. Jest przede wszystkim dobrym rozpuszczalnikiem dla wielu Substancji chemicznych zarówno nieorganicznych, jak i organicznych oraz .środowiskiem dla przebiegu szeregu zjawisk biologicznych. Tylko dzięki zawartości wody w komórkach możliwe jest zachowanie prawidłowych struktur oraz właściwości biochemicznych, np. substancji białkowych. Woda krążąca w organizmie w postaci krwi czy limfy jest głównym transporterem umożliwiającym przemieszczenie rozpuszczonych w niej substancji. Podobne funkcje spełnia ona w obrębie samej komórki. Właściwości fizyczne wody - wysoka wartość ciepła właściwego (4,19 kJ/kg°C = 1 kcal/kg°C), ciepło parowania (2400 kJ/kg - 573 kcal/kg) oraz stosunkowo dobre przewodnictwo cieplne sprawiają, że odgrywa zasadniczą rolę w procesie termoregulacji. Wyparowanie bowiem jednego litra potu z powierzchni ciała związane jest z pobraniem 585 kcal. Przez parowanie niewidzialne pozbywa się organizm około 25% niepotrzebnego ciepła, a w niekorzystnych warunkach środowiska (wysoka temperatura) lub podczas intensywnego wysiłku fizycznego straty wody mogą być znacznie wyższe. Znaczenie biologiczne wody podkreśla fakt, że brak lub jej niedobór u człowieka powoduje śmierć znacznie szybciej aniżeli niedobory składników energetycznych. Człowiek bez wody może żyć około 10 dni, zaś bez pokarmu 30. Odwodnienie organizmu w 5% wywołuje objawy łaknienia, osłabienia, zaburzenia w gospodarce wodno-elektrolitowej, a 20%i odwodnienie stanowi zagrożenie dla życia.