27 подписчиков

Можно ли кипятить воду более одного раза?

19 сентября 202019 сен 2020

441

12 мин

Оглавление

Утверждение первое:
Утверждение второе:
Утверждение третье:

Уже второй раз мы фокусируем внимание на взаимодействии воды и чая. На этот раз более пристально разберем вопрос кипячения воды так, как довольно часто слышны утверждения, что более одного раза кипятить воду нельзя, это критично для вкуса чая, качества воды и нашего здоровья. Посмотрим, что на этот счет нам говорит наука.

Утверждение первое:

При долгом (многократном) кипячении, достигающем точки кипения, вода теряет весь растворенный в ней кислород или большую его часть и из-за этого чай становится тусклым и плоским.

На самом деле растворенный в воде кислород начинает выделяться намного ниже точки кипения воды. При 40 ° C (104 ° F) присутствие растворенного в воде кислорода уже настолько низкое, что почти нет разницы между уровнями кислорода при этой температуре и температуре кипения. Следовательно, разница в уровнях кислорода при средних температурах, используемых для заваривания чая, между 70 °C (158 ° F) и 95 ° C (203 ° F) и точкой кипения, незначительна [1]. Данные видно на кривой растворимости кислорода в воде (рис. 1).

Кривая растворимости кислорода в воде имеет асимптотическое поведение. Это означает, что при повышении температуры воды выше 40ºC (104ºF) кривая будет иметь тенденцию быть почти постоянной, поэтому изменение растворенного в воде кислорода будет незначительным.

Химически процесс потери кислорода в воде объясняется тем фактом, что молекулы кислорода (O2) неполярны, а молекулы воды - полярны. Поскольку O2 и H2O имеют разную полярность, O2 имеет низкую растворимость в воде.

Можно сделать первый вывод: кипячение воды не приведет к потере всего растворенного кислорода в воде и, более того, при повторном кипячении его меньше не станет. Это означает, что потеря растворенного кислорода никак не повлияет на качественные и вкусовые показатели нашего чайного настоя, заваренного кипятком, сколько бы мы ни кипятили воду.

Утверждение второе:

При однократном и повторном кипячении воды, концентрация дейтерия (тяжелой воды) в водном растворе увеличивается, что наносит непоправимый вред нашему здоровью.

Дейтерий или Тяжелая вода D2O (изотоп водорода) действительно содержатся в некотором количестве в любой воде, в том числе и в нашем организме. Притом не в чистом виде «Вода+Дейтерий», а целая смесь различных изотопов как водорода, так и кислорода. В высоких концентрациях дейтерий вреден. Однако стоит упомянуть несколько интересных фактов об этом веществе, чтобы понять почему не стоит его бояться:

● Человек может без видимого вреда для здоровья выпить стакан тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней. Таким образом, тяжёлая вода менее токсична, чем, например, поваренная соль [2].

● Организм человека состоит на 70% из воды и в ней 0,015% дейтерия [2], что превышает в десятки и сотни раз содержание в нашем организме таких микроэлементов как медь, железо, цинк, молибден и марганец. В этом отношении его следует отнести к разряду микроэлементов.

● В природных водах соотношение между тяжёлой и обычной водой составляет 1:5500 [2].

Если обратить внимание на физические свойства дейтерия (рис. 2), то можно сразу сделать вывод, что при охлаждении он быстрее превращается в кусок льда из-за более высокой плотности, за счет чего от него можно частично избавится (но это уже тема для отдельной статьи), а при нагреве дейтерий постепенно накапливается в воде за счет более высокой температуры кипения. Отсюда и появилось предположение о вреде повторного кипячения или «мертвой воде».

Рисунок 2. Физические свойства дейтерия и воды.

Однако, Академик Игорь Васильевич Петрянов-Соколов как-то подсчитал, сколько воды должно испариться из чайника, чтобы в остатке заметно повысилось содержание дейтерия. Оказалось, что для получения 1 литра воды, в которой концентрация D2О всего в 10 раз превышает природную, в чайник надо долить в общей сложности 2,10^30 тонн воды, что в 300 млн. раз превышает массу Земли! (примерные расчеты можно посмотреть здесь [3]) Для производства дейтерий все же получают иными способами, более экономичными.

Переходим ко второму выводу: Дейтерий действительно накапливается в воде при кипячении, но для достижения значительных концентраций, способных причинить хоть какой-то вред человеку, вам понадобится вскипятить всю воду на планете. Поэтому можно спокойно кипятить воду повторно и даже больше, не опасаясь за свое здоровье.

Утверждение третье:

С каждым процессом кипячения концентрация минеральных солей в воде возрастает, что увеличивает ее жесткость.

Для понимания данного процесса приведем немного теории:

Жесткость воде придают соли кальция и магния, растворенные в ней. С их увеличением жесткость воды повышается [4]. В качестве единицы измерения жесткости принимают миллиграмм-эквивалент солей на 1 л воды. Иными словами, при жесткости, равной 1 мг-экв в литре воды содержится 20,04 мг ионов кальция или 12,16 мг ионов магния. Различают временную, постоянную и общую жесткость воды.

Бикарбонаты кальция - Са(НСО3)2 и магния - М(НСО3)2 находятся в растворенном состоянии только при наличии в воде некоторого количества свободной углекислоты. При кипячении свободная углекислота удаляется из воды, а соли распадаются на карбонаты, которые выпадают в осадок, и углекислый газ, улетучивающийся в воздух. В результате вышеприведенных химических преобразований вода теряет жесткость [5]. Вот почему жесткость, обусловленную присутствием в воде бикарбонатов, называют временной или устранимой.

Более стойкие соли (CaSO4, СаСl2, MgSO4, MgCl2, CaSiO3, MgSiO3 и др.) при кипячении не разлагаются и не выпадают в осадок, если, конечно, их концентрация не превышает предела насыщения. Такие соединения придают воде постоянную жесткость [5].

Обобщим: соли временной жесткости при закипании выпадают в осадок, образуя накипь, тем самым жесткость воды понижается; соли постоянной жесткости не выпадают в осадок при закипании воды, пока их концентрация не достигнет предела насыщения в воде, после чего так же начнут выпадать в осадок.

Стоит так же уделить внимание тому, что при кипячении Очень мягкой и Мягкой воды осадка практически не образуется. А вот при кипячении Жесткой воды, накипь образуется очень быстро [5].

Все это говорит о том, что при повторном кипячении Очень мягкой и Мягкой воды происходит очень медленное накопление солей постоянной жесткости а, следовательно, увеличение жесткости воды. Однако, в случае Очень мягкой и Мягкой воды это настолько незначительно, что можно этим пренебрегать. На вкус и качество чайного настоя это никак не повлияет.

В случае воды Средней жесткости, это та, что чаще всего используется человеком в быту, при неоднократном кипячении происходит более значительное накопление солей постоянной жесткости, следовательно, постепенное увеличение общей жесткости. Это уже заметнее сказывается на вкусе и качестве чайного настоя.

Если кипятить Жесткую и Очень жесткую воду, которую вообще не рекомендовано пить (сейчас речь не об Архызе), соли постоянной жесткости быстро достигают максимальной концентрации и выпадают в осадок, тем самым жесткость уменьшается, а вода становится мягче, но, конечно не настолько, что ее следует использовать в приготовлении чая.

Вывод по третьему пункту: При кипячении Мягкой воды не стоит задумываться о количестве попыток вскипятить воду. Значительной разницы во вкусе и качестве чайного настоя мы скорее всего не почувствуем. А вот при использовании воды Средней жесткости, что происходит гораздо чаще, стоит задуматься о повторном кипячении, т.к. чай действительно может показать себя с иной стороны из-за повысившейся в процессе повторного кипячения жесткости воды. Жесткую воду вообще для заваривания чая использовать не стоит.

Утверждение четвертое:

Активный хлор, содержащийся в питьевой воде, при кипячении образует ядовитые соединения, вредные для нас.

Активный хлор — это общая масса хлора, содержащаяся в веществе, которую можно выделить при взаимодействии этого вещества с соляной кислотой [6].

Когда хлор добавляют в воду, он агрессивно воздействует на органическое вещество и стремится его разрушить. При добавлении достаточного количества хлора некоторая его часть остается в воде и после того, как уничтожены все возможные организмы. Оставшаяся часть называется свободным хлором — это прежде всего хлорамины (отработанный хлор, который не очищает воду, а лишь имеет неприятный запах и раздражающее действие). Свободный хлор будет оставаться в воде до тех пор, пока тоже не рассеется или не будет использован для уничтожения нового заражения. [7] Согласно нормам по обеззараживанию питьевой воды СанПиН 2.1.4.1074-01 содержание остаточного хлора должно быть в пределах 0,3-0,5 мг/л.

В природной воде активного и тем более свободного хлора не найти, однако для водопроводной воды это обычное дело. Проще всего избавиться от остатков хлора в водопроводной воде, выдержав её несколько часов в открытой посуде или доведя до кипения: из кипящей воды хлор улетучится быстро и без остатка [8].

Четвертый вывод: Если питьевая вода не проходила процесс хлорирования, то волноваться по поводу вредного воздействия активного и свободного хлора вообще не стоит, потому что его с большей вероятностью нет в составе воды. При использовании питьевой воды для надежности ее следует отстоять в открытой посуде, а после прокипятить, чтобы остатки хлора улетучились из воды, если они там были.

Утверждение пятое:

Кипячение воды увеличивает концентрацию вредных веществ в случае, если они уже содержатся в воде.

➤ Мышьяк:

Мышьяк действительно иногда встречается как в системах водоснабжения, так и в грунтовых водах. Максимально допустимый уровень мышьяка в воде — 10 мкг/л. Проблемы со здоровьем могут начать возникать уже от 50 мкг/л. Чтобы достичь допустимого предела концентрации мышьяка, потребуется вскипятить почти всю воду в чайнике, а, чтобы достичь концентрации, которая приведет к общей токсичности, то придется вскипятить целых 10 000 л воды. [9]

➤ Нитраты:

В данном случае опасны не сами нитраты, а нитрозамины, которые входят в группу канцерогенов. Получить отравление от нитрозаминов действительно возможно, однако утверждение, что нитраты при кипячении воды будут превращаться в нитрозамины не совсем верное, т.к. для такого процесса требуется, чтобы в воде присутствувовали определенные молекулы предшественники и условия формирования нитрозаминов. Это означает, что образование этих опасных химикатов напрямую связано с тем, что находится в воде, и, за исключением увеличения концентрации из-за потери воды, не имеет ничего общего с ее кипячением. Стоит так же сказать, что нитрозамины встречаются в основном в водах очистных сооружений, а не в питьевой воде. [9]

➤ Фториды:

В некоторых странах действительно могут фторировать воду. В настоящее время максимально допустимый предел содержания фтора в питьевой воде составляет 4 мг/л. Когда фторируют воду, то обычно достигают концентрации 0,7 мг/л. Однако, если предположить, что в воде присутствует предельно допустимая концентрация фтора, то вам придется вскипятить целых 15 литров воды, чтобы получить одну чашку воды с действительно опасной концентрацией фтора. [9]

➤ Винилхлорид:

Винилхлорид — это бесцветный органический газ, являющийся ядовитым для человека. Его так же иногда обнаруживают в воде, однако это по большей части связано с загрязнением источников воды. Данное вещество слаборастворимо в воде и при кипячении полностью удаляется из воды из-за своей низкой температуры кипения. Во время кипячения воды можно отравится испарениями винилхлорида, если он в ней присутствовал, поэтому рядом в этот момент находится не стоит. [10]

➤ Диоксины:

Диоксины представляют собой группу химически связанных соединений, которые являются устойчивыми загрязнителями окружающей среды. Диоксины образуются, главным образом, в результате промышленных процессов, но могут также образовываться и в результате естественных процессов, таких как извержения вулканов и лесные пожары. Данное вещество очень плохо растворяется в воде и может оказаться только в откровенно загрязненных водах. Поэтому чтобы избежать воздействия диоксинов на свой организм, просто используйте только чистую воду. [11]

Наш последний вывод: Если при кипячении воды концентрация вредных веществ начинает превышать допустимые пределы, то эта вода уже изначально была опасной для здоровья и непригодной для питья. Используйте только чистую питьевую воду и никаких проблем со здоровьем и тем более со вкусом у вас не будет.

Общее заключение:

При бытовом использовании загрязненной или относительно грязной воды после многократного кипячения в растворе действительно способны накапливаться вредные вещества, а также увеличиваться жесткость воды, что однозначно скажется на здоровье человека и тем более вкусе и качестве чайного настоя. Тем не менее волноваться о том, что в результате кипячения вы получите «Мертвую воду» полную дейтерия или ядовитых веществ не стоит, потому что это невозможно, если вы конечно целенаправленно не смешали в одном чайнике все вышеперечисленные в статье вещества.

Для питья и чайного действия лучше использовать чистую (очищенную) мягкую или средней жесткости воду, которая практически не оставляет после себя никакой накипи. В таком случае повторное кипячение воды не приведет к значительному изменению вкуса самой воды, а значит и чай вам не испортит. Однако стоит помнить, что посуда, в которой мы кипятим воду и завариваем чай тоже привносит свои изменения в процесс, но об этом подробнее мы расскажем в отдельной статье.