Польза и вред бора в воде

2 октября 2018

В составе наших органов присутствует огромный спектр разнообразных веществ. Одни из них встречаются только в конкретных тканях, а другие можно найти практически везде. Как раз к таким веществам относится бор. Он есть в мышцах, костях, нервной ткани и даже головном мозге. Поэтому важно понять, что делает бор для организма человека.

Открытие бора

Уже давно человечество знало о буре, соединении, использовавшимся при обжиге различных изделий. В восемнадцатом веке из него получили борную кислоту, а в 1808 году ученые из Франции обнаружили микроэлемент бор. Интересно, что всего через несколько месяцев это же открытие самостоятельно совершил и ученый из Англии – Хэмфри Дэви. Только если Луи Тенар и Жозев Гей-Люссак получили бор из кислоты, то Хэмфри Дэви помог процесс электролиза борного ангидрида.

Бор может существовать в различном виде – он может не иметь цвета вовсе, быть красным или серым. Его форма может быть как кристаллическая, так и аморфная. Модификации бора меняются, в зависимости от температуры, при которой они появились.

Функции бора в организме

Бор в организме человека выполняет множество функций. Например, он способен снижать воспаления, уменьшать опухоли и приводить в норму обмен жиров. За счет своего присутствия в костной ткани данный элемент оказывает влияние на скелет – он улучшает его структуру. Пользу бора для организма часто связывают с его воздействием на такие патологии, как:

• остеопороз,
• артрит,
• эпилепсия,
• костный флюороз.

Данное вещество влияет на метаболизм цинка, магния, фосфора и ряда других элементов. Он не дает им чрезмерно сильно покидать почки.

Влияние бора на организм также связано с его воздействием на паратгормон, создаваемый паращитовидными железами. Это вещество затормаживает синтез костной ткани и повышает повторное всасывание катионов кальция и других элементов.

Никто не сомневается в важности витамина D, однако он не сможет усваиваться, если в человеческом теле не будет достаточно бора. Но это не повод набрасываться на него – помогая витамину D, бор не дает нашему телу получать достаточно аскорбиновой кислоты. Разнообразные флавониды – это антагонисты бора в организме.

Роль бора в организме связана с его участием в выработке исходных соединений, которые впоследствии станут частью процесса синтеза белков.

За счет вхождения в состав нервной ткани вещество обширно влияет на различные аспекты ЦНС. Считается, что он улучшает работу мозга, контролирует общую активность нервной системы и регулирует функции различных желез.

Бор для организма мужчины и женщины важен одинаково, потому что в обоих случаях он влияет на гормоны. У женщин – на эстроген, у мужчин – на тестостерон. Последнее будет особенно интересно желающим нарастить мышечную массу, потому что тестостерон, помимо прочего, как раз ответственен за это.

Бор для здоровья человека очень важен, ведь он – часть многочисленных обменных реакций. Он работает вместе с углеводами и жирами, а также разнообразными ферментами. Вместе с инсулином он помогает крови понижать уровень сахара.

Тиреотоксикоз – серьёзное заболевание щитовидки, при которой она создает слишком много гормонов. Бор способен замедлять основной обмен, а потому часто прописывается пациентам с подобным диагнозом.

Для чего ещё бор нужен организму:

• он снижает содержание солей, получившихся из щавелевой кислоты, которые могут присутствовать в моче. Их излишнее количество провоцирует камни в почках.
• это своеобразная профилактика болезней суставов и позвоночника;
• бор помогает женщинам справляться с климаксом.

Суточная норма бора в организме

Суточная норма бора в организме примерно равна 0,3 мг. Максимальное среднее количество – 3 мг. Стоит обратить внимание, что, как правило, женщинам данного вещества требуется больше, чем мужчинам. Если им достаточно и 0,6 м, то среднее количество для женского населения – 1-2 мг.

При заболеваниях, связанных со скелетом, в период постменопаузы и при усиленных силовых нагрузках суточную норму можно увеличивать. Однако нельзя превышать верхний предел, который равняется 13 мг. При особенно больших дозировках бор становится токсичен.

Недостаток бора в организме

Главными причинами недостатка бора в организме являются патологии метаболизма и, в более редких случаях, проблемы с питанием. Чтобы избежать этого, пройдите курс «Здоровое питание».

К симптоматике дефицита относят:

• слоение ногтей,
• сечение волос,
• боль в костях и суставах,
• крошение зубов.

Всё это также относится к симптоматике остеопороза, что неудивительно, ведь эта болезнь может быть связана с бором.

Если не наладить ситуацию с этим веществом, то в длительной перспективе это приводит к:

• торможению синтеза костной ткани,
• остеопорозу,
• проблемам с иммунитетом,
• анемии,
• изменениям в жировых клетках,
• патологиям метаболизма,
• задержке роста,
• артриту,
• гормональному дисбалансу,
• сахарному диабету.

Переизбыток бора в организме и его внешнее воздействие

Существуют три основные группы причин, по которым может появиться избыток бора в организме.

• Наиболее распространённый вариант – прием лекарств, содержащих это вещество, в том числе и раствора для спринцеваний. Грудные дети могут отравиться, получив бор от обработанных сосков своей матери.
• Второй вариант – бор может высвободиться в результате техногенных катастроф.
• Третий связан с содержанием этого вещества в воде. Влияние на организм бора в воде потенциально опасно, так как те формы, в которых он присутствует в жидкости, относятся к токсичным. Питье такой воды будет раздражать желудок, а при длительном воздействии возможен борный энтерит и сильные отравления.

Если в результате катастрофы бор оказался в воздухе, то он очень быстро начнет оказывать негативное воздействие. Достаточно подышать лишь чуть-чуть, и начнется раздражение глаз и слизистых. И это при умеренном загрязнении. Если воздух испортился сильно, то у человека, вдохнувшего его, начнутся серьёзные проблемы с легкими.

Зато если бор просто попадет на кожу, никаких особых последствий быть не должно. При мощной концентрации появляются раздражения, но они быстро пройдут, как только токсин будет устранен. От контакта с бором ткани не мутируют. Не является он и канцерогеном.

Интоксикацию бором подразделяют на острую и хроническую. К симптоматике первой относят:

• тошноту,
• проблемы со стулом,
• шелушение кожи, сыпь.

Признаки хронического отравления:

• симптомы острой интоксикации,
• отсутствие аппетита,
• проблемы с половой активностью и психикой,
• патологии печени, почек и ЦНС.

Польза и вред бора для организма связаны с его количеством. Он важен для здоровья, но может быть опасен при переизбытке.

Продукты питания, содержащие бор

Получить данный элемент можно из пищи. Бор в продуктах питания присутствует в разном количестве. Больше всего им богаты некоторые фрукты, а также бобы, овощи и орехи. В животных продуктах этого вещества практически нет.

Источники бора:

• абрикосы,
• бобовые (горошек, фасоль, чечевица),
• брокколи,
• гречка,
• виноград,
• рис,
• репчатый лук,
• кукуруза,
• капуста,
• апельсины,
• морковь,
• помидор,
• вишня,
• лимон,
• баклажаны,
• мука,
• авокадо.

Бор – важный элемент человеческого здоровья. Без него у людей будут различные проблемы с костями и нервной системой. Однако он может оказать и негативный эффект, поэтому важно быть осторожными, в частности – с водой, в которой может содержаться бор.

Влияние бора на организм человека

Роль бора в человеческом организме пока недостаточно исследована, однако установлено, что ионы бора оказывают влияние на метаболизм. Бор способствует повышению усвоения кальция и повышения уровня эстрогена в крови. Так же бор участвует в метаболизме стероидных гормонов. Бор оказывает влияние на активность некоторых ферментов, повышает уровень сахара в крови и угнетает окисление адреналина.

Содержание бора в организме взрослого человека составляет около 20 мг, наибольшая концентрация отмечается в костной ткани, селезенке и щитовидной железе.

Норма бора в питании ориентировочно составляет 1 мг, максимальная суточная доза потребления — 13 мг. Недостаток бора в организме человека приводит к нарушению обмена макроэлементов и развитию различных заболеваний, таких как остеопороз, нехватка витамина D и т.п.

Избыток бора пагубно влияет на организм человека. Так как бор является иммунотоксичным элементом, он провоцирует раздражение пищеварительного тракта, нарушение процессов пищеварения, борную интоксикацию, поражающая печень, почки, центральную нервную систему. Однако по данным исследований, проведенных в США, бор не был отнесен к числу канцерогенов, повышающих вероятность появления и развития злокачественных опухолей.

Способы удаления бора из воды

Существует множество способов удаления бора из воды:

• осаждение и соосаждение в виде труднорастворимых соединений;
• сорбция ионообменными смолами;
• мембранная технология (обратный осмос).

Метод осаждения и соосаждения бора довольно трудоемок и мало применителен к среднестатистическим водам (так как рассчитан на концентрацию бора в воде не менее 1 г/л), поэтому остановимся подробней на втором и третьем методах.

Удаление бора ионобменными борселективными смолами

Данный метод основан на ионном обмене и образовании комплексов свободных оснований загрузки с анионами солей бора. Таким образом, анионы солей бора задерживаются на загрузке, при этом в целом химический состав очищаемой воды по главным ионам практически не изменяется.

Ряд активности борселективной смолы можно записать следующим образом:

Cl < SO4 < HCO3 < B(OH)4

То есть, в первую очередь на смоле осаждаются анионы солей бора, затем в меньшей степени гидрокарбонаты, сульфаты и в последнюю очередь — хлориды.

Борселективные смолы имеют высокую химическую и механическую стойкость, хорошо регенерируются и способны работать в широком диапазоне рН. Однако у них есть и существенный минус – регенерация раствором кислоты и последующее кондиционирование раствором едкого натра. Это доставляет неудобства в виде кислотно-щелочных стоков, более дорогого химически стойкого оборудования и личной безопасности во время приготовления растворов. Так же борселективные смолы имеют высокую стоимость

Мембранная технология удаления бора

Для удаления бора из воды методом обратного осмоса используются специальные борселективные мембраны.

Соотношение ионов B(OH)3 и B(OH)4 в воде определяется показателем pH. В щелочной среде происходит переход от ионов B(OH)3 в B(OH)4. Наибольшую селективность мембраны обратноосмотических установок имеют как раз по иону B(OH)4. На графике, расположенном ниже, отображено соотношение ионов B(OH)3 и B(OH)4, а так же изменение селективности мембраны по бору в зависимости от рН воды.

Так же экспериментально установлено, что селективность мембран обратноосмотических установок возрастает с понижением температуры.

Удаление бора при концентрациях, незначительно превышающих ПДК согласно СанПиН 2.1.4.1074-01 может осуществляться на установках одноступенчатого осмоса на борселективных мембранах с предварительным повышением уровня рН до обратноосмотической установки и подкислением воды перед подачей конечному потребителю. При более высоких концентрациях рекомендуется использовать обратноосмотические установки с двумя ступенями борселективных мембран. При этом химическая коррекция до и после установки не нужна. Повышение уровня рН происходит внутри установки после первой ступени. При прохождении воды через вторую ступень уровень рН снижается до нормы.

Установки двухступенчатого осмоса снижают концентрацию бора в воде на порядок и, несмотря на более высокую стоимость, является более выгодным и экономичным вариантом по сравнению с одноступенчатой установкой. Обслуживание двухступенчатого осмоса обходится в среднем 1,5 раза дешевле.

В заключение. Таким образом, можно сделать выводы о том, что удаление бора из воды является довольно сложным и интересным процессом с точки зрения химии. При этом есть простые и надежные в исполнении варианты решения этой проблемы в виде обратноосмотических установок и борселективных смол.