У фантастичному оповіданні «Марсіанський шлях» Айзека Азімова уряд Землі вимагає від Марса відмовитися від космічних польотів, які є наріжним каменем економіки і загалом існування марсіанської колонії. Земляни погрожують запровадити ембарго на експорт дефіцитної на червоній планеті води, і колонія вимушена відрядити експедицію на пошуки джерела води у міжпланетному просторі.
Ідея не позбавлена сенсу. Справді, вода є найпоширенішою складною речовиною у Всесвіті. Вона входить до складу і малих небесних тіл, як-от комети, і нагромаджена у гігантських кільцях Сатурна, і скупчена величезними конгломератами цілих планетоїдів. Крижаний супутник Сатурна Титан на 50% складається з води1, 18% супутника Юпітера Європи — лід2, загальну вагу льоду в складі іншого юпітеріанського місяця, Каллісто, оцінюють приблизно у п’ять квінтильйонів тонн, — стільки ж води містить Світовий океан Землі3. Подібні величини важко осягнути уявою, бо ми не стикаємося з такими циклопічними числами у побуті. Чому ж дедалі частіше нам доводиться чути про дефіцит води, який ніби загрожує людству в недалекому майбутньому?
Річ у тому, що левова частка води на нашій планеті, а точніше, 96,4% її — солоні океани, і лише 3,6% становлять прісні води льодовиків, річок, озер і підземних джерел. Але й ця вода далеко не вся придатна для втамування спраги, для використання у промисловості та сільському господарстві.
Побутова уява про прісну воду є доволі умовною. Фахівці з гідрохімії поділяють води за , тобто загальним вмістом всіх розчинених в них мінеральних речовин. Так, вельми , кількість розчинених речовин в якій не перевищує 0,1 г/л. Зазвичай таку мінералізацію мають води атмосферних опадів або льодовиків. Помірно прісними є води з мінералізацією у межах 0,1 — 0,6 г/л. Така мінералізація притаманна водам річок Стрий (0,17 г/л), Дністер (0,35 г/л поблизу Самбора), Прут (0,2 г/л поблизу Яремче), Ірпінь (0,45 г/л). Вода із вмістом мінеральних солей, що коливається між 0,6 до 1 г/л, відноситься до прісної підвищеної мінералізації. Такі показники властиві водам річок Інгул (0,9 г/л), Південного Бугу (0,6 г/л), Ворскли (0,75 г/л). Води з мінералізацією 1—3 г/л належать до слабосолоних. Така вода тече Комишувахою (2,3 г/л), Мертвоводом (2,5 г/л), Сіверським Дінцем (1,4 г/л). Середньо солоні води містять від 3 до 15 г/л мінеральних домішок, як, наприклад, вода Хаджибейського лиману. До солоних і сильно солоних, з мінералізацією до 35 і 50 г/л відповідно, відносять океанську та морську воду: її солоність коливається залежно від широти місцевості і , що впадають у ці моря. Відомі також води, чия мінералізація перевищує навіть такі показники, наприклад, вода Мертвого моря або українського лиману Куяльник. Вони носять назву розсолів.
Зазвичай питною вважається вода, загальна мінералізація якої не перевищує 1,5 г/л, однак Державні санітарні норми і правила України4 встановлюють граничну мінералізацію питної води суттєво меншою — 1 г/л. До того, мінералізація, хоча і є основним критерієм придатності прісної води для пиття, але не єдиним. Вона ще має бути безбарвною і без запаху, тобто вільною від механічних домішок, органічних забруднень і значних титрів мікроорганізмів, мати нейтральний або слабо лужний pH = 6,5÷8,5. Справді, сильно мінералізовану або кислу воду подекуди можна вживати, але, погодьтеся, що борщ, який відгонить хлором, не відповідає усталеному для цієї королівської страви смаку. Так, заварений на надмірно лужній воді чай майже не втрачає свого смаку і запаху, оскільки специфічні для нього речовини мають нейтральний характер і однаково успішно екстрагуються з листа, натомість приготована на такій воді кава геть втрачає свій .
Зауважимо, що термін «солоність» у цьому контексті не означає, що вода матиме солоний смак. Наявність, скажімо, хлоридів чи сульфатів кальцію та магнію призведе до появи у воді пекучого або гіркого присмаку, а надлишок карбонатів і гідрокарбонатів надаватимуть воді лужний смак. Врешті, одна з найкращих українських мінеральних вод «Нафтуся» своїм витонченим ароматом завдячує домішкам природних нафтопродуктів, повз поклади яких вона тече підземним руслом до джерела.
Вода, певно, стала першою субстанцією у Всесвіті, яку люди виокремили як індивідуальну речовину. Згадки про властивості води, набраної з різних джерел, сягають ледь не часів зародження писемності. Чи не кожна культура має власні легенди про живу та мертву воду, про цілющі кринички і потаємні підземні річки, які зцілюють стражденних або навіть вбивають необережних.
«За словами Теофраста, люди зауважують різницю між різними джерелами, бо ті, які п’ють воду із Сибарісу, каже він, стають більш смаглявими та витривалішими, а їхнє волосся курчавиться, натомість, ті, хто вживає воду з Краті, світліють та гладшають, а їхнє волосся стає прямим і довгим.
Так само в Македонії, якщо бажають, щоб м’ясо було світлим, женуть худобу до річки Альякмон, а ті, хто бажає темного брунатного кольору, напувають її з Аксіосу (річка Вардар у Північній Македонії)…
Феопомп каже, що в місті Кихрі, у Фракії, вода смертоносна; а Лік стверджує, що в Леонтії є джерело, вода якого спричиняє тим, хто її п’є, смерть за кілька днів. Варрон також розповідає про джерело на горі Соракта, близько чотирьох футів завширшки, киплячі води якого вириваються зі сходом сонця; птахи, каже він, падають мертвими поруч, щойно нап’ються звідти».
Ці майже неймовірні історії узяті з «Природничої історії» Плінія Старшого5. «Майже», — тому що певний сенс у його словах присутній. Він слушно зауважує, що води річок набувають властивостей ґрунтів місцевості, якою вони протікають. Дійсно, протікаючи повз покладів галіту, вода набуватиме солоного присмаку кухонної солі, вапняки нададуть їй лужності, селітра підфарбує м’язи тварин і людей у червоно-брунатний колір. А якщо, не приведи доля, струмок тече крізь поклади чи , його водою справді можна отруїтися на смерть.
Навряд чи для фатального кінця вистачить одного ковтка або навіть цілого кухлика такої води, адже навіть спраглий мандрівник не питиме гіркої чи солоної води, однак більшість отруйних металів та металоїдів здатні накопичуватися в організмі, руйнуючи рівновагу обмінних процесів — гомеостаз, — то скоріше, що більшою є концентрація цих металів. На щастя, більшість природних джерел слабосоленої води хоча і містять надмірні концентрації розчинних солей, однак не настільки отруйних, як описані Плінієм. Ми називаємо такі води мінеральними.
Дійсно, мінеральні води здебільшого не є прісними. Наприклад, мінералізація джерельної води «Куяльник»6 сягає 3,5 г/л. Вона й справді солонувата на смак, адже містить переважно іони натрію і хлоридні. Загальна мінералізація води «Свалява»7 коливається у межах 4-8 г/л, «Лужанської»8 — від 3,5 до 6,5 г/л, «Плосківської»9 — до 7,5 г/л. Вже згадана нами «Нафтуся»10, насправді, відноситься до сильно солоних, оскільки її мінералізація сягає 49 г/л, однак прямо на місці видобутку її розбавляють прісною водою до стану питної води — 0,8 г/л. Цілком зрозуміло, що до складу таких вод Арсен, Стібій, Свинець Кобальт не входять, або присутні там у абсолютно незначних концентраціях, які не викликають отруєнь навіть при тривалому вживанні, натомість виводяться з організму природним шляхом.
Суворо кажучи, поняття отруйних і неотруйних металів вельми умовні, оскільки Кальцій, Магній чи Натрій, які вважаються неотруйними, також суттєво впливають на гомеостаз. На відміну від мікроелементів, роль яких зводиться здебільшого до каталізу деяких метаболічних реакцій, іони цих металів беруть участь практично у всіх критичних процесах життєдіяльності. Завдяки кальцій-натрієвому балансу, підтримується належний артеріальний тиск, електролітична сталість плазми крові, кислотність тощо. Кальцій відповідальний, зокрема, за побудову і живлення клітин, за зсідання крові, за вивільнення нейромедіаторів у синаптичні щілини і передачу нервових імпульсів до ефекторів, — жодне скорочення м’язів не відбувається без участі йона Кальцію. Зазвичай кількість іонів Кальцію всередині клітин-ефекторів надзвичайно низька: що вона нижча, то швидше клітина реагує на його надходження. Цілком природно, що високі концентрації цього іону притуплюють ці реакції, а загальний дефіцит унеможливлює їх. Надлишок іонів Натрію (так звана гіпернатріємія) призводить до порушень електричної провідності нервової системи аж до виникнення судом і коми. Дефіцит — гіпонатріємія — до загибелі клітин внаслідок накопичення в них води. Тому, як не дивно, навіть чиста і вільна від сторонніх речовин дистильована вода може спричинити смерть при надмірному чи систематичному її споживанні, якщо водночас відмовитися від споживання мінеральних солей.
Втім, людський організм має кілька потужних механізмів регуляції концентрації цих життєво важливих металів: щойно їхня кількість сягає критичних значень, ці механізми спрацьовують і організм певною мірою звільняється від надлишку води або солі. Саме завдяки названим механізмам ми можемо без зайвого клопоту пити сильно мінералізовану воду бальнеологічних курортів, водночас поповнюючи можливу нестачу в організмі цих металів, замість лизати сіль на кшталт рогатої худоби.
