У многих людей знания о кальции ограничиваются лишь тем, что этот элемент необходим для здоровья костей и зубов. Где еще он содержится, зачем он нужен и насколько необходим, представление имеют не все. Кальций в свободном виде не встречается в природе, однако распространён в составе соединений: 3,4% массы земной коры приходится на этот элемент, он занимает четвёртое место по количеству образуемых минералов.
Кальций(Ca) находится во множестве знакомых нам соединений как природных, так и полученных человеком, существенную часть составляют силикаты, алюмосиликаты, граниты, гнейсы, полевые шпаты, кальциты, ангидриты, гипсы, флюориты, апатиты и доломиты. Мел и известь, сталактиты и сталагмиты пещер, древние окаменелости и цемент, гипс и алебастр, молочные продукты и препараты против остеопороза также отличаются высоким содержанием кальция.
Впервые данный элемент был получен Г. Дэви в 1808 году, и поначалу он использовался не особенно активно. Кальций является химическим элементом 2-й группы и принадлежит к щелочноземельным металлам. В нормальных условиях имеет серебристо-белый цвет. Несмотря на высокую химическую активность, кальций не так активен, как более тяжелые металлы. Он вступает в реакции с кислородом и влагой, находящейся в воздухе, в результате чего его поверхность становится более тусклой.
Основная сфера использования кальция — в металлургии для раскисления стали наряду с алюминием или в сочетании с ним, а также для получения строительных материалов и смесей. Тем не менее, он необходим не только в строительной деятельности, но и для существования живых клеток, относится к элементам, без которых нельзя представить нормальную жизнедеятельность большинства организмов.
Кальций — основа костной ткани, он участвует в обмене веществ, кроветворении, повышает сопротивляемость организма к инфекциям и токсинам, влияет на кислотно-щелочное равновесие организма, активность ряда ферментов.
Кальций необходим для функционирования клеточных мембран, работы ядерного аппарата клетки, способствует стабилизации тучных клеток, уменьшает проявления аллергических реакций, болевого синдрома и воспалительных процессов. Вещество задействовано в метаболических процессах, обмене углеводов и белковых компонентов. Также без него не добиться правильной структуры клеточных стенок. Он является фактором свертываемости крови, снижает холестерин в крови, участвует в формировании иммунного ответа.
Кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, обеспечивает равновесие между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга, участвует в регуляции сократимости скелетных мышц и мышцы сердца. В организме человека кальций входит в состав скелета, делает возможными мышечные сокращения и выполняет другие довольно многочисленные функции.
Не менее важен этот химический элемент и для других живых объектов: животных, растений, грибов и даже бактерий, так как непосредственно участвует в их развитии, обеспечивая сбалансированное питание и рост. При этом, потребность в кальции достаточно высока, что позволяет отнести его к числу макроэлементов. Дефицит кальция приводит к снижению усвоения крахмала и белков, которые важны для молодых листьев и растущих побегов. При этом его высокий уровень повышает устойчивость к различным болезням.
Кальций — жизненно необходимый элемент. При его дефиците у человека развиваются кариес, остеопороз, могут быть нарушения свертываемости крови, судорожные фибрилляции сердечной мышцы и другие нарушения. У растений дефицит кальция чреват деформированием клеток растений и нарушением формирования покровных тканей. Также наблюдается замедление роста корней, которые даже могут покрываться слизью и впоследствии загнивать. Решить проблему недостатка кальция отчасти помогает известкование.
Соли кальция почти всегда присутствуют в природной воде. Из них только гипс незначительно в ней растворим. При содержании в воде диоксида углерода карбонат кальция переходит в раствор в виде гидрокарбоната Ca(HCO3)2. Повышенное содержание кальция в воде обуславливает жёсткость воды. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), вода с содержанием карбоната кальция ниже 60 мг/л считается мягкой, от 60 до 120 мг/л — средней жесткости, от 120 до 180 мг/л — жесткой, выше 180 мг/л — очень жесткой.
В воде систем централизованного водоснабжения содержание кальция не нормируется напрямую: в водопроводной воде нормируется параметр жёсткости. Кальций, наряду с магнием и стронцием, вносит вклад в показатель жёсткости: если предположить, что вся жёсткость водопроводной воды будет обусловлена только кальцием, максимально допустимая его концентрация будет составлять 140,28 мг/л.
Для здоровья всегда важен правильный баланс веществ. Поэтому, даже столь важный природный элемент как кальций, может нанести вред, если будет поступать в организм в чрезмерных количествах. Избыточное содержания кальция в воде приводит к нарушению баланса кислот и щелочей в человеческом теле, страдает пищеварение, так как соединение солей жёсткости с жирами животного происхождения приводит к появлению осадка на стенках желудка и кишечника.
При избытке кальция наблюдается также формирование солевых твёрдых отложений кальция в почках и мочевыводящих путях; гиперкальциемия, формирование отложений кальция на костях и стенках сосудов. От жесткой воды также страдает кожный покров. Если постоянно умываться и принимать душ жесткой водой, то кожа начинает терять естественную влагу, обезвоживается, становится сухой, стянутой, появляются микротрещины. Данный фактор способствует ее преждевременному старению.
Соли кальция оказывает влияние не только на организм человека, но и на бытовые приборы. Как правило, при высоком содержании кальция появляется белый осадок на посуде после мытья, на кастрюлях и в чайнике после кипячения воды; белый налет на металлических частях кранов, раковин. На внутренней части водопроводных труб и шлангов образуется осадок, который сужает их просвет; на греющих деталях образуется накипь, которая снижает их эффективность и портит технику — речь идёт о стиральной, посудомоечной или кофе-машине; увеличивается расход моющих средств, они хуже мылятся. Кроме того, ухудшается вкус приготовленных блюд и напитков, а также ухудшается качество тканей после стирки, они становятся более жесткими. В данном случае необходима система водоочистки.
Для смягчения воды существует множество способов: термический, химический и электромагнитный. Все это может применяться и в домашних условиях: термическая обработка предполагает кипячение воды, химический метод подразумевает добавление химических реагентов на основе извести или соды, которые интенсивно смягчают воду, превращая соли в нерастворимый осадок. Принцип работы электромагнитного фильтра основан на том, что излучаемое им магнитное поле изменяет структуру элементов, и они кристаллизуются в самой воде. Осадок выводится в канализацию.
При увеличении количества кальция в почве возрастает поступление в растение ионов аммония, молибдена, но снижается подвижность марганца, цинка, бора. Недостаток катионов кальция в почве приводит к повышению кислотности почвенного раствора (если только почва не засолена и не содержит избыток натрия).
Москва
