น้ำแร่ที่ใสดูบริสุทธิ์ ไม่ได้มีดีแค่ความสดชื่น แต่ซ่อนเคมีและแร่ธาตุที่ซับซ้อนอยู่ภายใน ตั้งแต่ไบคาร์บอเนตที่ช่วยปรับสมดุลร่างกาย ไปจนถึงโลหะและสารร่องรอยที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวด บทความนี้จะพาคุณสำรวจเบื้องหลังน้ำแร่ธรรมชาติ ทั้งในมุมธรณีวิทยา เคมี และมาตรฐานความปลอดภัยที่คุณควรรู้
น้ำแร่ธรรมชาติ (Natural Mineral Water) คือน้ำที่กำเนิดจากแหล่งน้ำใต้ดินตามธรรมชาติ ผ่านการกรองและสะสมแร่ธาตุจากการไหลซึมผ่านชั้นหินและดินในระยะเวลานาน องค์ประกอบทางเคมีของน้ำแร่จึงมีความจำเพาะเจาะจงตามสภาพทางธรณีวิทยาของแต่ละแหล่ง แร่ธาตุหลักที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ แคลเซียม แมกนีเซียม โซเดียม โพแทสเซียม ไบคาร์บอเนต คลอไรด์ เหล็ก และซัลเฟต รวมถึงธาตุร่องรอย (Trace Elements) อื่นๆ เช่น ฟลูออไรด์ ซีลีเนียม และแมงกานีส ทั้งนี้ การนำน้ำแร่มาบริโภคต้องเป็นไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 2208-2547 เพื่อรับประกันความปลอดภัยและคุณประโยชน์ต่อร่างกาย
กลไกทางเคมีและสมดุลกรด-ด่างของไอออนไบคาร์บอเนต
ไบคาร์บอเนต (HCO3-) เป็นไอออนประจุลบที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมระบบบัฟเฟอร์ (Buffer System) ของร่างกาย เพื่อรักษาค่าความเป็นกรด-ด่างของของเหลวในร่างกายให้สมดุล กลไกดังกล่าวเกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยาระหว่างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ โดยจะแตกตัวได้เป็นโปรตอน (H+) และไอออนไบคาร์บอเนต
เมื่อร่างกายมีความเป็นกรดสูง ระบบประสาทอัตโนมัติจะกระตุ้นการหายใจให้เร็วขึ้นเพื่อกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ออกจากร่างกาย ในทางกลับกันหากร่างกายมีความเป็นด่างสูงเกินไป ระบบจะชะลอการหายใจเพื่อให้คงเหลือ CO2 มากขึ้น นอกจากนี้ไบคาร์บอเนตยังช่วยกระตุ้นการทำงานของระบบทางเดินอาหารและเพิ่มการดูดซึมเกลือแร่เข้าสู่ร่างกาย
CO2 + H2O « H2CO3 « H+ + HCO3–
ความกระด้างของน้ำและกำเนิดน้ำพุโซดา
ความกระด้าง (Hardness) ของน้ำแร่เกิดจากการสะสมของไอออนโลหะประจุบวกสอง โดยหลักคือ แคลเซียม (Ca2+) และแมกนีเซียม (Mg2+) สาเหตุเกิดจากน้ำฝนที่ละลาย CO2 จนมีฤทธิ์เป็นกรดคาร์บอนิกอ่อนๆ ไหลซึมผ่านชั้นดินและชั้นหินปูน (CaCO3 และ MgCO3) ทำให้เกิดการละลายของแร่ธาตุลงสู่น้ำ ตามมาตรฐาน มอก. กำหนดให้ค่าความกระด้างทั้งหมดต้องไม่เกิน 600 มิลลิกรัมต่อลิตร
ในกรณีของ "น้ำพุโซดา" เกิดจากความร้อนในชั้นหินกระตุ้นให้หินปูนปลดปล่อยก๊าซ CO2 ออกมาตามรอยแตก เมื่อก๊าซดังกล่าวละลายรวมกับน้ำใต้ดินที่มีความดันสูง จึงเกิดเป็นน้ำแร่ที่มีลักษณะซ่าคล้ายโซดาตามธรรมชาติดังที่พบในแหล่งน้ำพุโซดาห้วยกระเจา
สาเหตุความกระด้างของน้ำเกิดจาก น้ำฝนซึ่งมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลายอยู่ ทำให้เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) เมื่อน้ำไหลซึมผ่านชั้นดินและชั้นหินต่างๆ โดยเฉพาะชั้นแกรนิต หินปูนที่มีองค์ประกอบเป็น CaCO3 และ MgCO3 จะเกิดการละลายของหินปูนทำให้ปริมาณ Ca2+ และ Mg2+ หรือความกระด้างของน้ำเพิ่มขึ้น และเมื่อชั้นหินแกรนิตมีความร้อนจะทำให้หินปูนค่อย ๆ ปล่อย ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาและลอยขึ้นมาตามรอยแตก เมื่อเจอกับนํ้าก็จะสะสมตัวอยู่ในนํ้านั้นทำให้น้ำมีรสชาตคล้ายกับโซดานั่นเอง อย่างเช่นที่พบเจอในน้ำพุโซดา ที่ห้วยกระเจา
บทบาทของฟลูออไรด์และเหล็กในน้ำแร่
- ฟลูออไรด์ (Fluoride): ช่วยเสริมสร้างความแข็งแรงของกระดูกและเคลือบฟัน ป้องกันการกัดกร่อนจากสภาวะกรด โดยทั่วไปพบในน้ำบาดาลสูงกว่าแหล่งน้ำผิวดิน มอก. กำหนดเกณฑ์สูงสุดไว้ที่ 2 มิลลิกรัมต่อลิตร
- ธาตุเหล็ก (Iron): พบได้ทั้งในรูปสารละลายและตะกอน หากมีปริมาณเกิน 0.3 มิลลิกรัมต่อลิตร จะทำให้น้ำมีสีเหลืองถึงแดงและมีกลิ่นสนิม โดยในน้ำบาดาลมักอยู่ในรูปเฟอร์รัสซึ่งละลายน้ำได้ แต่เมื่อสัมผัสอากาศจะเปลี่ยนเป็นรูปเฟอร์ริกที่ไม่ละลายน้ำและตกตะกอนเป็นสนิมเหล็ก
เกณฑ์มาตรฐานสารปนเปื้อนและวิธีการวิเคราะห์ทางห้องปฏิบัติการ
เพื่อให้เป็นไปตาม มอก. 2208-2547 น้ำแร่ธรรมชาติต้องมีการควบคุมปริมาณโลหะหนักอย่างเข้มงวด โดยใช้ช่องทางวิเคราะห์มาตรฐาน (NEMI) ดังนี้:
- ทองแดง: เกณฑ์สูงสุด 1.0 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3111 B)
- แมงกานีส: เกณฑ์สูงสุด 2.0 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3111 B)
- สังกะสี: เกณฑ์สูงสุด 5.0 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3111 B)
- สารหนู: เกณฑ์สูงสุด 0.05 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3113 B)
- ตะกั่ว: เกณฑ์สูงสุด 0.01 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3113 B)
- แคดเมียม: เกณฑ์สูงสุด 0.003 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3113 B)
- ปรอท: เกณฑ์สูงสุด 0.001 มก./ลิตร (วิธีวิเคราะห์ 3112 B)
สำหรับเทคนิคที่ใช้ในการตรวจวัดประกอบด้วย Flame Atomic Absorption (3111 B), Cold Vapor Atomic Absorption (3112 B) และ Graphite Furnace Atomic Absorption (3113 B) เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงสุดตามที่กฎหมายกำหนด น้ำแร่ธรรมชาติเป็นแหล่งแร่ธาตุที่จำเป็นต่อร่างกาย เช่น แคลเซียมช่วยบำรุงกระดูก โซเดียมรักษาสมดุลเซลล์ และแมกนีเซียมควบคุมความดันโลหิต อย่างไรก็ตามความปลอดภัยคือหัวใจสำคัญ การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีด้วยเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำจึงเป็นกลไกสำคัญในการรับรองคุณภาพน้ำแร่ เพื่อให้ผู้บริโภคได้รับคุณประโยชน์ควบคู่ไปกับความปลอดภัยสูงสุด