سختی آب معیاری سنتی برای توصیف ظرفیت آب برای واکنش با صابون است. برای تولید کف در آب‌های سخت به مقدار قابل توجهی صابون نیاز است.

به گزارش روابط عمومی دانشکده بهداشت، آب سخت اغلب رسوباتی را در ظروف تولید می‌کند. این رسوبات توسط انواع مختلفی از یون‌های فلزی چند ظرفیتی محلول که عمدتاً کاتیون‌های کلسیم و منیزیم هستند، ایجاد می‌شوند، اگرچه کاتیون های دیگر مانند آلومینیوم، باریم، آهن، منگنز، استرانسیم و روی نیز در تولید سختی آب نقش دارند. در صورتی که سختی آب کمتر از 60 میلیگرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم باشد به طور کلی آب به عنوان آب نرم در نظر گرفته می‌شود. اگر سختی آب بین 60 تا 120 میلیگرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم باشد به آن، آب نسبتاً سخت می گویند. آب سخت دارای 120 تا 180 میلیگرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم سختی است و هنگامیکه سختی بیش از 180 میلیگرم در لیتر برحسب کربنات کلسیم باشد آب در گروه بسیار سخت قرار می گیرد.

منابع سختی آب

منابع طبیعی سختی در آب یون‌های فلزی چند ظرفیتی محلول ناشی از سنگ‌های رسوبی، نشت و رواناب‌های ناشی از عبور آب از خاک هستند. کلسیم و منیزیم، دو یون اصلی هستند که در بسیاری از سنگ‌های رسوبی مانند سنگ آهک و گچ وجود دارند. یون‌های کلسیم و منیزیم همچنین از ترکیبات معدنی ضروری رایج در مواد خوراکی هستند. همان‌طور که در بالا بیان شد، سایر یون‌های چند ظرفیتی مانند آلومینیوم، باریم، آهن، منگنز، استرانسیم و روی نیز سهم کمی در ایجاد سختی کل دارند.

سطوح محیطی و مواجهه انسان

الف) آب

آب‌های زیرزمینی اغلب از سطوح سختی قابل توجهی برخوردار هستند، اما برخی از منابع آب سطحی نیز همین مشکل را دارند. غلظت کلسیم بیش از 100 میلیگرم در لیتر در منابع طبیعی آب، به ویژه آب‌های زیرزمینی رایج است. منیزیم در آب‌های زیرزمینی طبیعی، معمولاً در غلظت‌های پایین‌تر (از ناچیز تا حدود 50 میلیگرم در لیتر و به ندرت بالای 100 میلیگرم در لیتر) وجود دارد، بنابراین سختی مبتنی بر کلسیم معمولاً غالب است.

 ب) مواد غذایی

مواد خوراکی منبع اصلی دریافت کلسیم و منیزیم هستند. محصولات لبنی، غنی‌ترین منابع کلسیم در رژیم غذایی هستند و بیش از 50 درصد از کل کلسیم را در بسیاری از رژیم‌های غذایی تامین می‌کنند. برخی از غذاهای گیاهی، از جمله حبوبات، سبزیجات دارای برگ سبز و کلم بروکلی نیز می توانند به تأمین کلسیم از طریق رژیم غذایی کمک کنند، اما محتوای کلسیم آن کمتر از کلسیم موجود در در محصولات لبنی است. منابع غذایی منیزیم متنوع‌تر هستند. محصولات لبنی، سبزیجات، غلات، میوه ها و آجیل نقش مهمی در تأمین آن دارند.

مصرف معمولی توصیه شده کلسیم در رژیم غذایی حدود 1000 میلیگرم در روز و مصرف منیزیم و 200 تا 400 میلیگرم در روز است. اقدامات برای کاهش مصرف لبنیات به دلیل محتوای چربی منجر به کاهش دریافت کلسیم و منیزیم در برخی از گروه‌های جمعیتی می‌شود. جمعیت‌هایی که فقط از مقدار بسیار کمی از محصولات لبنی استفاده می‌کنند، دریافت کلسیم کمتری نیز دارند.

سهم معمول کلسیم و منیزیم در رژیم غذایی بیش از 80 درصد از کل مصرف روزانه است. از این مقدار تقریباً 30 درصد کلسیم و 35 درصد منیزیم جذب خواهد شد. به دلیل عادات غذایی در بیشتر کشورها، بسیاری از مردم نمی‌توانند میزان توصیه شده کلسیم و منیزیم را از طریق رژیم غذایی دریافت کنند. در حالی که غلظت کلسیم و منیزیم در آب آشامیدنی به طور قابل توجهی از منبعی به منبع دیگر متفاوت است، آب‌های آشامیدنی غنی از مواد معدنی ممکن است سهم قابل توجهی در دریافت کل این مواد مغذی در برخی از جمعیت‌ها یا زیر گروه‌های جمعیتی داشته باشند. فرآیندهای تصفیه آب می‌تواند بر غلظت مواد معدنی و بنابراین کل دریافت کلسیم و منیزیم تأثیر بگذارد.

اثرات بر انسان

کلسیم و منیزیم هر دو مواد معدنی ضروری برای انسان هستند و از چندین جنبه برای سلامتی انسان مفید هستند. دریافت ناکافی هر یک از این مواد مغذی می‌تواند منجر به عواقب نامطلوب سلامتی شود.

کلسیم

دریافت ناکافی کلسیم با افزایش خطر ابتلا به پوکی استخوان، سنگ کلیه (سنگ کلیه)، سرطان روده بزرگ، فشار خون بالا و سکته مغزی، بیماری عروق کرونر، مقاومت به انسولین و چاقی مرتبط است. کلسیم در میان مواد مغذی منحصر به فرد است. افزایش توده استخوانی به طور خطی با کاهش خطر شکستگی مرتبط است. کل ذخایر کلسیم بدن در حدود 1200 گرم است که حدود 99 درصد آن در استخوان‌ها و دندان‌ها است. پوکی استخوان یکی از شایع‌ترین بیماری‌های مرتبط با افزایش سن است. کلسیم و ویتامین D به طور مشترک در افزایش توده استخوانی نقش دارند. شواهد اپیدمیولوژیک نشان می‌دهد که کلسیم موجود در رژیم غذایی باعث کاهش بروز سنگ کلیه می‌شود. در مقابل، نتایج یک کارآزمایی تصادفی بزرگ حاکی از افزایش خطر ابتلا به سنگ‌های کلیه مرتبط با مکمل‌های کلسیمی است، احتمالاً به این دلیل که کلسیم به صورت بولوس (تک دوز و  دریافت زیاد از طریق دارو) خورده شده است. اگرچه فشار خون بالا منشاء چندعاملی دارد، مصرف کافی کلسیم با کاهش خطر افزایش فشار خون در برخی، اما نه همه، مرتبط است. هر چند مکانیسم واضحی برای آن شناسایی نشده است. افرادی که از مصرف لبنیات اجتناب می‌کنند یا در طول زندگی به آنها دسترسی ندارند ممکن است در معرض خطر کمبود کلسیم قرار داشته باشند.

دریافت بیش از حد

وقتی کلسیم بیش از حد نیاز جذب شود در افراد سالمی که نارسایی کلیوی ندارند، مقدار اضافی آن از طریق کلیه دفع می‌شود. کلسیم می‌تواند با آهن، روی، منیزیم و فسفر در روده تعامل داشته باشد، در نتیجه جذب این مواد معدنی را کاهش می‌دهد.

منیزیم

مصرف ناکافی

منیزیم چهارمین کاتیون فراوان در بدن و دومین کاتیون فراوان در مایع درون سلولی است. این عنصر یک کوفاکتور برای حدود 350 آنزیم سلولی است که بسیاری از آنها در متابولیسم انرژی نقش دارند. همچنین منیزیم در سنتز پروتئین و اسید نوکلئیک نقش دارد و برای ضربان طبیعی عروق و حساسیت به انسولین مورد نیاز است. کل ذخایر منیزیم بدن حدود 25 گرم است که حدود 60 درصد آن در استخوان است. سطوح پایین منیزیم با اختلال عملکرد لایه درون‌رگی، افزایش واکنش‌های عروقی، افزایش سطح پروتئین واکنشی C در گردش (یک نشانگر پیش التهابی که یک عامل خطر برای بیماری عروق کرونر قلب است) و کاهش حساسیت به انسولین مرتبط است. مقدار منیزیم پایین در ایجاد فشار خون بالا، بیماری عروق کرونر قلب، دیابت نوع 2 و سندرم متابولیک نقش دارد. در انسان، شواهدی برای رابطه معکوس (محافظتی) بین منیزیم و مرگ و میر ناشی از بیماری عروق کرونر قلب وجود دارد.

مصرف بیش از حد

نارسایی کلیوی علت اصلی دریافت بیش از حد منیزیم است که با کاهش قابل توجه توانایی دفع منیزیم همراه است. افزایش مصرف نمک‌های منیزیم ممکن است باعث تغییر موقتی سازگار در عادات روده (اسهال) شود، اما به ندرت در افراد با عملکرد طبیعی کلیه باعث کمبود بیش از حدمنیزیم می‌شود. آب آشامیدنی که در آن هم منیزیم و هم سولفات در غلظت‌های بالا وجود دارد (هر کدام بیش از 250 میلی‌گرم در لیتر) می‌تواند اثر ملین داشته باشد، اگرچه داده‌ها نشان می‌دهند که مصرف‌کنندگان با ادامه مواجهه با این سطوح سازگار می‌شوند. اثرات ملین نیز با مصرف بیش از حد منیزیم که به شکل مکمل‌ها مصرف می‌شود، مرتبط است، اما با مصرف منیزیم در رژیم غذایی مرتبط نیست.

نتیجه گیری

آب‌های طبیعی و تصفیه‌شده دارای طیف وسیعی از مواد معدنی هستند، بنابراین بسته به محل مصرف، دریافت مواد معدنی از طریق آب آشامیدن و پخت و پز، میزان تصفیه و منبع آب بسیار متفاوت است. آب آشامیدنی ممکن است نقش مهمی در تأمین کلسیم و منیزیم در رژیم غذایی داشته باشد و برای افرادی که از نظر دریافت کلسیم و منیزیم در مضیقه هستند، مهم باشد. اگرچه شواهدی از مطالعات اپیدمیولوژیک برای اثر محافظتی منیزیم یا سختی بر مرگ و میر قلبی عروقی وجود دارد، با این حال شواهد علیت را ثابت نمی‌کند. در حال حاضر داده‌های کافی برای نشان دادن حداقل یا حداکثر غلظت مواد معدنی وجود ندارد بنابراین، هیچ مقادیر راهنمودی پیشنهاد نشده است/فریبا برزگری.

منبع:

World Health Organization (2004) Back ground document for development of WHO Guidelines for drinking-water quality. Fax 41 (22):791

احسان قره چاهی

دانشجوی دکترای تخصصی مهندسی بهداشت محیط