Роль воды и история ее укрощения



Как и для чего человек тысячелетиями приручает оксид водорода.

Первая капля

Роль воды и история ее укрощения
Сегодня гидросфера — та самая водная оболочка, придающая Земле волшебные оттенки синего, — занимает 1,39 млрд км³ планеты. Из них всего 35 млн км³ — запасы пресной воды, большая часть которой сосредоточена в ледниках.

Некоторые молекулы с планеты Земля старше, чем Солнце. Речь об Н2O. Так, по крайней мере, утверждает крупное исследование 2014 года, проведенное Институтом Карнеги: причастные ученые считают, что вода прибыла сюда из космического пространства раньше, чем наша главная звезда как следует разгорелась. Как бы то ни было, не менее 4,6 млрд лет назад земной шар совершил свой первый глоток — и появился Мировой океан. Появилась жизнь. Потом появились люди и начали укрощать стихию. Сегодня H2O не только капает на нас с неба, накатывает к ногам прибоем, блестит ледяным катком, но и льется из кранов и играет пузырьками в бутылке. Но мы все равно очень мало о ней знаем. Наша история — о том, как складывались отношения человека с водой и что она вообще такое.

Вывести на чистоту

Как только человек начал осознавать себя и заботиться о здоровье, он тут же понял, что вода, дающая жизнь, может обернуться проблемой. Все из-за того, что нам есть с кем ее делить, и речь не о львах или крокодилах у водопоя, а о крохотных и крайне агрессивных хищниках — бактериях. Воду начали «выводить на чистоту».

Роль воды и история ее укрощения
Древнеегипетское устройство для очищения воды, изображенное на стене гробницы Аменхотепа II в Фивах. Датируется 1450 г. до н. э.

В середине II тыс. до н. э. египтяне применяли для очищения воды алюмокалиевые квасцы, причем технику эту увековечили в росписях на стенах гробниц Аменхотепа II и Рамзеса II. После 500 года до н. э. за дело взялся Гиппократ, изобретя гиппократов рукав — фильтр из мешковины, отделяющий воду от мелкого и крупного мусора, а также очищающий кипяченую дождевую воду и улучшающий ее вкус. Спустя еще 1000 лет методы очищения воды значительно расширились: в легендарном индуистском трактате «Сушрута-самхита» (который датирует VI в. н. э.) указывались кипячение на огне, нагревание под солнцем, погружение в нее раскаленного железа, фильтрацию мелкими камешками и песком, коагуляцию семенами стрихноса и минералом гессонит, что на санскрите назывался «гомедака». Но, если с фильтрацией древние умы разобрались более-менее быстро, вопрос водоснабжения цивилизаций, стремительно растущих, требовал совсем других усилий.

Роль воды и история ее укрощения

  • Сушрута-самхита, или Сахоттара-тантра. Текст датирован XII-XIII вв., изображения XVIII-XIX вв. Чернила и гуашь (фото: Los Angeles County Museum of Art)

Экспресс-доставка

Роль воды и история ее укрощения
Царь Синнахериб (прибл. 705–680 гг. до н. э.) построил дамбу через реку Атруш и перенаправил ее течение в Ниневию (современный Ирак). Дамба была оснащена шлюзом, открывающимся без людской помощи, почти механическим.

Первый акведук, по некоторым свидетельствам, построили ассирийцы в VII в до н. э.: 10 м в высоту и 300 м в длину, он подавал воду из долины в столицу — Ниневию. Точнее, акведуком он стал называться только после того, как подобную технологию экспресс-доставки воды на дальнее расстояние освоили римляне (на латыни aqua означает «вода», а ducere — «вести»). Они же усовершенствовали конструкцию и распространили по всей империи. Римские акведуки занимали общую протяженность в 400 км, действовали исключительно за счет сил гравитации и передавали до миллиона м³ воды в день на огромные расстояния. Большая их часть находилась под землей, дабы предотвратить загрязнение воды.

Одним из промахов, которые допустили римляне, были водопроводные трубы для акведуков: их, по незнанию, делали из токсичного свинца. Не так давно возникло мнение, что горная вода снижала его вред, образуя внутри труб защитный минеральный слой.

Другим революционером античной водопроводной системы оказался Архимед. Эллинский гений придумал архимедов винт — механизм, передающий воду из низлежащих водоемов и шахт в оросительные каналы. Примечательно, что архимедов винт, как и некоторые принципы римских акведуков, используется во многих странах и по сей день.

Роль воды и история ее укрощения

  • Пон-дю-Гар (Франция), самый высокий (47 м) из сохранившихся древнеримских акведуков. Был частью водопроводной системы города Ним.

В России первый водопровод из деревянных труб появился в Новгороде в XI веке. Спустя четыре столетия водопроводная система из камня и глины была построена для Московского Кремля: вскоре водопроводные системы охватили весь город и постепенно остальное государство.

Исторический затор

Однако веревочка на время перестала виться — для западного мира — в печально известный период Темных веков, или Средневековья. Многие акведуки были разрушены вместе с Римской империей, а научный прогресс в целом забуксовал. Лишь в 1670-х годах в сумраке забрезжило Просвещение и у людей, ценивших чистую воду, появился шанс.

Антони ван Левенгук

Тогда датчанин Антони ван Левенгук довел до совершенства создание микроскопа и стал первым ученым, открывшим с его помощью наличие в воде микроорганизмов. Началась новая волна очищения питьевой воды: в начале XVIII века в домах обычных горожан повсеместно стали появляться фильтры на основе шерсти, губки и угля, который обладал уже известными обеззараживающими свойствами.

Источник добра

Если сравнивать воду с другими жидкостями, схожими по весу молекул, выясняются любопытные вещи. У нее самые высокие среди них точка кипения (100 °C), удельная теплота парообразования воды (2258 кДж/кг), удельная теплота плавления в состоянии льда (3,4×105 Дж/кг).

Роль воды и история ее укрощения

Лед исполняет интересные трюки во время заморозки: сперва его плотность достигает максимального уровня при 4 °C, затем начинает падать при охлаждении до 0 °C, после чего, окончательно замерзнув, становится меньше плотности воды. Таким образом, будучи, по сути, водой в твердом состоянии, лед может плавать по ее поверхности. Но самой интересной суперспособностью воды является, пожалуй, ее воздействие на человека. Ключевой термин — кислотно-щелочной баланс.

Поиск баланса

Человеческий организм делится на системы, каждая из которой имеет свой кислотно-щелочной баланс, измеряемый в pH — единице активности ионов водорода. Его уровень считается индикатором благополучия: например, средний показатель pH крови — 7,42 (он не должен опускаться ниже 7 или подниматься выше 9). Повышенная кислотность организма — показатель нарушенного баланса, повышенная кислотность воды — признак ее плохого качества.

Роль воды и история ее укрощения

Другими словами, одной из самых важных характеристик воды, которую мы пьем каждый день, является ее пониженная кислотность, а норма для pH находится в рамках от 7 до 7,5. Именно такое питье помогает запустить шестеренки нашего биологического существования.

Мягкость на вкус

Ко всему прочему, уровень pH воды влияет на вкус напитков и блюд.

Роль воды и история ее укрощения
Фото: ORIENTO / Unsplash

Например, чрезмерно низкий pH (высокая кислотность) заставит кофе горчить, чрезмерно высокий (избыточная щелочность) — опреснит. Для кулинарии важен и другой показатель — уровень жесткости воды, который зависит от количества естественного содержания в ней солей кальция и магния. Отечественный СанПиН определяет качество воды жесткостью не выше 7 ммоль/л как высокое и оптимально мягкое. Чай, заваренный на жесткой воде, грубоват на вкус, а на его поверхности будет плавать маслянистая пленка. Овощи в такой воде варятся дольше, бульон получается ненасыщенным, лед — мутным. Однако, если в случае с pH регулировать показатели не получится, жесткую воду можно смягчить в домашних условиях с помощью специальных фильтров обратного осмоса. А можно просто купить воду в бутылке: их, как правило, снабжают информацией об уровне жесткости.

Дар горцев

В 1804 году в Шотландии Роберт Том построил первое в мире масштабное очистное сооружение для питьевой воды, работавшее путем медленной фильтрации песком. Воду оттуда развозили по домам в бочках, до тех пор пока несколько лет спустя Европу не стали, наконец, застраивать водопроводами.

Джон Сноу

В 1854 году, во время вспышки холеры, британский ученый Джон Сноу ввел практику дезинфекции воды хлором — способ, который часто применяется и по сей день, хотя более безопасные альтернативы — например, озонирование или обработка ультрафиолетом — становятся все более популярными.

В современном развитом мире вода попадает в краны как из поверхностных, так и из подземных источников. Она проходит через очистные сооружения, подвергаясь различным обработкам: смягчению, обессоливанию, обеззараживанию, озонированию. Качество водопроводной воды разнится для населенных пунктов, разделяя потребителей на тех, кто смело пьет «из-под крана», и тех, кто всегда вооружен бытовым фильтром — или вообще покупает исключительно бутилированную воду.

Приручение стихии

Пионерами в бутилировании питьевой воды на продажу стали англичане. В 1622 году это дело наладила компания под примечательным названием «Святой колодец». Весь последующий век практику активно перенимали в Европе и США, разливая воду из целебных источников.

Роль воды и история ее укрощения
Якоб Швепп

В 1783 году в Женеве делец Якоб Швепп, подметив всенародную любовь к природной газированной воде, начал производство напитков, искусственно обогащенных колючими пузырьками: так появился знаменитый бренд «Швепс». К счастью, Якоб не оставил за собой единоличных прав на выпуск шипучки, поэтому в 1809 году американец Джозеф Хокинс засучил рукава и основал свое собственное газированное дело. Оно пошло в гору благодаря новым методам ускоренного розлива воды, снижению цен на стеклянную тару и общий трепет американцев перед вредными веществами, которые могли содержаться в сырой воде.

А в 1973 году американский инженер Натаниэль Уайет получил патент на изготовление знаменитых пластиковых бутылок, изготовленных из полиэтилентерефталата, способного выдержать давление пузырьков газированной воды.

Глубокая история

Большинство бутилированной воды, которую мы покупаем, добыто либо из ледников, либо из-под земли, где воды в целом в 50 тыс. раз больше, чем во всех реках мира. Почвенные и неглубокие грунтовые воды в бутылки не попадают: они непригодны для питья, хотя важны для орошения растений.

Другое дело межпластовые воды, которые считаются полезным ископаемым и охраняются государством. Одни из самых важных разновидностей межпластовых вод — артезианские, с повышенной минерализацией, образующие подземные бассейны под водонепроницаемым слоем почвы.

Артезианские скважины для их добычи пробивают на большой глубине, от 100 метров до километра. Туда редко добираются вредоносные бактерии, и воду из этих источников редко дополнительно фильтруют, хотя в обязательном порядке проверяют на соответствие санитарным нормам.

Класс и классификация

Гиппократ

Начинается список артезианских вод с простой питьевой, с минимальным (200–500 мг/л) содержанием минеральных солей. Следом идет природная газированная, где солей примерно столько же, однако натуральное содержание углекислого газа создает миллионы крошечных пузырьков, поклонником которых был еще Гиппократ, горячо рекомендовавший ванны из природной газировки.

В искусственной газации, кстати, нет ничего плохого. Напротив, насыщение углекислым газом или пищевой содой образует в воде небольшое количество угольной кислоты, которая стимулирует рецепторы во рту по тому же принципу, что и горчица, вызывая приятные ощущения и даже чувство сытости.

А дальше вступает царствование минеральной воды, той самой, что в классической литературе увековечена как повод съездить на воды. Минерализация, конечно, присутствует в любой воде, но здесь случай отдельный. Минеральная вода считается сложным природным пищевым раствором минералов и биологически активных веществ (натрий, хлор, сульфаты, гидрокарбонат, железо — всего более 50 элементов входят в ионный состав).

Классифицировать ее принято по назначению: на столовую, лечебно-столовую и лечебную. Первая, практически пресная на вкус, обладает минерализацией менее 1 г/л и слабой концентрацией биологически активных веществ: пить ее можно практически ежедневно (если врач, конечно, не запретил). Лечебно-столовую, с минерализацией от 1–10 г/л, отличает более выраженный солоноватый вкус, а употреблять ее часто предписывает доктор. Наконец, самая минерализованная (более 10 г/л) и концентрированная лечебная вода, с насыщенным вкусом, настоятельно рекомендуется к распитию только по предписанию. Это тот самый природный эликсир, у источников которого строятся бюветы, бальнеолечебницы, санатории и курорты: лечебную минеральную воду не только пьют, но и используют для купаний и ингаляций.

В продаже можно найти так называемую минерализованную воду. Разница между минеральным и минерализованным видами в том, что в первом случае полезные вещества добавлены природой, во втором — искусственно (специалисты, правда, утверждают, что искусственная минерализация ничем не уступает естественной).

Дегустация воды: заметки сомелье

Хотя у воды условно нет вкуса, на практике это не так. Хорошая вода — тот же благородный напиток: поэтому логично, что в последнее время ее дегустации стали проводить по аналогии с дегустациями вина. Мы попросили специалиста из этой области ввести нас кратко в курс дела.

Роль воды и история ее укрощения
Евгений Богданов, лучший сомелье России — 2014, ведущий эксперт Simple Group («Симпл Груп»): «Профессия сомелье воды, на мой взгляд, очень перспективна. Бренды, дорожащие своей репутацией, всегда тестируют свою воду на фокус-группах и интересуются мнением экспертов».
  • На этикетке любой «уважающей себя» воды должны быть указаны pН фактор, СО2, содержание минералов и солей и данные об источнике (терруаре), включая глубину залегания и/или высоту ледников.
  • Помимо этого на качество воды могут повлиять материал бутылки, форма, способ разлива и закупорки, современность оборудования разлива и логистика производства.
  • Принцип дегустации воды схож с дегустацией крепких благородных напитков — со своими нюансами. Сперва обращаем внимание на прозрачность, блеск, перляж (игру пузырьков в газированной воде). Затем — на отсутствие посторонних ароматов, нейтральность. У лечебных минеральных вод допускается присутствие минеральных тонов. Во вкусе важно отметить мягкость, чистоту, продолжительность освежающего действия.
  • При дегустации важно учитывать правильную температуру: лечебные минеральные воды должны подаваться теплыми, прочие идеально дегустировать при 16 °C. Что касается формы бокала для дегустации, вполне подойдет универсальный винный.
  • На восприятие негазированной и газированной воды интенсивнее всего влияет pH-фактор, минеральной — содержание солей и минералов.
  • Мягкая вода легче пьется, менее щелочная — хуже утоляет жажду.
  • Вода со средней и выше минерализацией будет уместна к трапезе: подавать два бокала воды к бокалу вина. К фуршету предпочтительна нейтральная вода (с pH < 7). А к кофе вода обязательна исторически, физиологически и по этикету.

Вода особого назначения

Отдельную нишу сегодня занимают спортивная вода и детокс-вода. Главная цель первой — восполнить потерю электролитов после спортивных нагрузок. Электролитами зовутся ионные растворы-проводники питательных веществ и импульсов в организме человека. Существует три типа напитков, которые содержат разный объем воды, электролита и углеводов: изотоники, гипотоники и гипертоники. Они предназначены для разного вида нагрузок, а перед употреблением может потребоваться консультация специалистов.

Роль воды и история ее укрощения
Aman Bhargava / Unsplash

Детокс-вода — напиток без сахара и вообще без чего-либо, кроме чистой питьевой воды, свежих фруктов, овощей и трав. Приготовить ее можно самостоятельно. Считается, что детокс-вода помогает при чистке организма от токсинов, диетах и восстановлении энергии и тонуса.

Из чего

Какого бы напитка вы ни жаждали, правильная атрибутика способна сделать его вкуснее.

Роль воды и история ее укрощения

1, 5, 11 Бокал / Тринидад / 1 шт. / мандарин /зеленый лайм / бирюзовый / 360 мл
2, 13 Бокал / Стакан / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / соланж россо / 270 мл / 250 мл
3, 10, 12 Стакан / Тринидад / 1 шт. / бирюзовый / зеленый лайм / мандарин / 240 мл
4, 15 Стакан / Бокал / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / глория / 270 мл / 350 мл / для воды
6, 14 Стакан / Бокал / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / соланж / 270 мл / 250 мл / коричневый
7 Стакан / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / глория / 250 мл
8 Стакан / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / соланж / зеленая олива / 250 мл
9 Стакан / Тоньяна Андре Фонтебассо / 1 шт. / соланж / 265 мл

Новое начало

В какой-то момент в мире появилось такое разнообразие видов воды, что стала востребованна и новая профессия — сомелье воды. Станет ли это новым этапом в развитии отношений человека с водой — покажет время. Но начать по-новому и уважительнее воспринимать то, как H2O капает на нас с неба, накатывает к ногам прибоем, блестит ледяным катком, льется из кранов или играет пузырьками в бутылке, можно уже сейчас. И это важно, ведь вода — это жизнь.