http://RiK.dn.ua  » » » НА Главную

Пить или не пить.

H2O ежедневно удовлетворяет наши биологические, гигиенические и технические потребности. Городской житель добывает ее из водопроводного крана, а сельский - из колодца. Но, к сожалению, не всегда водопровод, колодец и даже родник удовлетворяют санитарным нормам, которыми СанПиН жестко регламентировал качество питьевой воды.

        АЗЫ ВОДОПОДГОТОВКИ
В городских масштабах водозабор бывает речной и артезианский. Первый осуществляют из открытых водоемов - обычно специальных водохранилищ. Правда, граница между ними и судоходными реками довольно условна. Поэтому речная вода, как правило, богата различного рода примесями: механическими, органическими, а также растворенными веществами, состоящими из элементов, почитай, всей менделеевской таблицы и в придачу целым букетом бактерий и микроорганизмов. Артезианскую воду добывают из скважин глубиной от 20 до 200м. Ее химический состав зависит от гидрогеологических условий данной местности. Прежде чем подать воду к столу горожан, "водоканальные" власти проводят комплекс мер по ее очистке. В первую очередь освобождают от механических частиц. При высоком содержании железа воду на водопроводной станции пропускают через специальные колонны аэрации, где насыщают кислородом и таким образом добиваются окисления железа. После чего выпавший в виде шлама оксид железа Fe2O3 (ржавчина) фильтруют механически. Ну и, наконец, главные "очистительные силы" бросают на борьбу с микроорганизмами. Для этого воду хлорируют, что так знакомо горожанам, особенно по весне. (Озонирование и обработка ультрафиолетом - тоже действенные, но недолгодействующие меры, к тому же дорогие, поэтому муниципальные структуры их не используют.)
Регулирование солевого баланса в городских масштабах не проводят - слишком дорогое удовольствие. Кстати, жесткость воды выражают суммой миллиграмм-эквивалентов ионов кальция Ca2+ и магния Mg2+, содержащихся в одном литре воды Один мг-экв жесткости соответствует наличию в воде 20 мг/л ионов кальция или 12 мг/л ионов магния.
Общая жесткость питьевой воды определена нормами и должна находиться в пределах 1,5-7,0 мг-экв/л. Слишком "мягкую" (с жесткостью меньше 1,5 мг-экв/л) или дистиллированную воду не рекомендуют использовать в качестве питьевой - якобы это грозит вымыванием солей из костных и других тканей. Надо сказать, вопрос этот весьма спорный хотя бы потому, что человек потребляет соли не только из воды но и из пищи, а проверить на практике, как скоро дистиллят "развалит" организм, не представляется возможным. Зато вредность употребления чрезмерно "жесткой" воды ни у кого сомнений не вызывает. Такая водица однозначно приводит к отложению солей в суставах и камней в почках. От нее приходится несладко и технике: зарастают водопроводные трубы и краны Особенно достается системе водяного отопления, потому что при высокой температуре соли кальция и магния "активизируются" и образуют накипь. Котельные решают эту проблему просто: в воду добавляют специальные реагенты (типа Calgon для стиральных машин). Вот почему техническую горячую воду не стоит пить.
Казалось бы, водоканал выполнил свои обязательства по очистке. Однако зачастую в городских кранах ПДК (предельно допустимая концентрация) некоторых веществ оказывается превышенной. На сей счет имеются неутешительные объяснения. Во-первых, трубы в городских водопроводных сетях "не первой свежести": и ржавчина, и песок, и всякая "живность" гуляют по ним, как заблагорассудится. Во-вторых, хлорирование, необходимое в борьбе с микробами, для человека, прямо скажем, не очень полезно. Сам по себе содержащийся в водопроводной воде активный хлор быстро улетучивается из нее, как пузырьки из шампанского. Если он и попадет внутрь человека, то удар возьмет на себя флора желудочно-кишечного тракта. Гораздо опаснее органические соединения хлора, которые усваиваются организмом и, как утверждают специалисты оказывают на него не только канцерогенное, но и мутагенное действие. К тому же остается вероятность, что некоторые микроорганизмы и бактерии сумели-таки выжить в суровой борьбе с Cl2. Так что Минздрав не рекомендует населению пить воду из-под крана, а, чтобы ему не умереть от жажды предлагает использовать специальные фильтры доочистки.
Пожалуй, самый известный сорбент, применяемый даже в лекарственных целях, - активированный уголь. Он бывает кокосовым и березовым. (Кокосовый ценится особо, потому что его емкость вчетверо больше.) Активированный уголь эффективно очищает воду от тяжелых металлов, активного хлора и микроорганизмов. Этот сорбент неплохо справляется и с хлорорганическими соединениями, однако в процессе работы его эффективность по устранению хлорорганики снижается довольно быстро. Выпускают фильтры с гранулированным (GAC) и прессованным (CBC) углем. Обычно в многоступенчатых системах очистки воды гранулят используют в качестве пред-, а прессованный - в роли пост-фильтров (правда, это не правило).
Однако уголь не единственный широко распространенный сорбент. Например, небезызвестные бирм и гринсанд (дословно - "зеленый песок") - специально синтезированные смолы с высокими окислительными свойствами - задействуют в колоннах обезжелезивания.
Необходимо заметить, что у всех сорбционных фильтров конечная грязеемкость. После насыщения сами они становятся источником загрязнения. А адекватно оценить время безупречной работы водоочистительной установки можно, только имея специальный анализ воды. При этом восстановить первоначальные свойства материала удается не всегда. Так, сорбционные свойства смол восстанавливают обратной промывкой и химическими реагентами, а активированный уголь вырабатывает себя практически полностью, и его "останки" просто сжигают.
        ДООЧИСТКА ДЛЯ ПИТЬЯ
Фильтровать воду от механических загрязнений, солей жесткости, металлов или бактерий приходится принципиально разными способами. Это связано с размерами и "природой" соответствующих частиц.
  Механическая очистка позволяет избавиться от взвесей и твердых частиц. Для этого воду пропускают через фильтры действующие по принципу сита. В зависимости от калибра у них и конструкция разная. Фильтры грубой очистки, как правило, сетчатые металлические и задерживают частицы размером свыше 0,01 мм. Граница тонкой механической очистки у них составляет 500-20 мкм, у волоконных пропиленовых - 10-1 мкм.
  Сорбция (от латинского sorbeo - поглощаю, втягиваю) - тоже довольно универсальный, а потому широко распространенный способ очистки воды Так называют любой процесс поглощения вещества-сорбтива (или сорбата) веществомсорбентом. Сорбенты фильтров - это материалы с развитой внутренней поверхностью, на которой осаждаются различные механические, химические и органические примеси.
  Обратноосмотические системы (RO) используют для очистки воды на молекулярном уровне. Если в емкость, разделенную полупроницаемой перегородкой - мембраной, проницаемой для молекул H2O (а также для O2) и непроницаемой для молекул других веществ, поместить очищенную воду и воду, содержащую примеси, то диффундировать (проникать за счет свободного хаотического движения молекул) сквозь ее стенки "сумеет" лишь очищенная вода. Такая односторонняя диффузия называется осмосом. Заставить воду двигаться в обратном направлении, чтобы примеси оседали на стенках перегородки, можно, только преодолев осмотическое давление раствора. Поэтому обратноосмотические системы работают в водопроводных сетях, рабочее давление которых не ниже 2-3 атм. В водопроводе высотных зданий, где давление достигает 6-8 атм., проблем не возникает, а вот в частном коттедже придется прибегнуть к насосам.
Полупроницаемые перегородки бывают металлические, металлокерамические и полимерные. Исключительно важно, чтобы у материала были калиброванные поры иначе грязь проникнет именно на пути наименьшего сопротивления. При засорении мембраны качество очистки воды обычно не изменяется, ухудшаются только пропускная способность и производительность установки.
О последней стоит сказать отдельно. Как правило, на картридже с мембраной указывают число (GPD - количество галлонов в день (в одном галлоне 3,785 л). Встречаются RO-фильтры производительностью от 24 до 150 GPD. Чем меньше GPD, тем и производительность мембраны меньше, то есть вода фильтруется дольше. Однако на качестве очистки это, как уже говорилось, не сказывается. (Кстати, менее производительные мембраны существенно дешевле.) Справедливости ради заметим, что фактическая производительность RO-системы зависит не только от (GPD, но и от солесодержания, температуры входящей воды и давления на мембране.
С точки зрения времени очистки и затрат на приобретение, для очистки воды в домашних условиях оптимальны мембраны производительностью 50-75 GPD. Правда, обычно производители бытовых установок комплектуют свои системы стандартными элементами. Переустановить более "мощную" или, наоборот, "слабую" несложно и самому, например, при замене отслужившего свой срок картриджа.
В бытовых обратноосмотических системах наиболее часто применяют полимерные мембраны Filmtec (Dow Chemicals Inc, США), Osmo и Desal (Osmonics Inc, США), Saehan (Корея).
Некоторые производители наряду с обратноосмотическими выпускают и нанофильтрационные (задерживают частицы размером больше 0,001 мкм, фильтруют воду на 80-90%) мембраны.
  Ионообменные смолы применяют для удаления солей жесткости. В них в процессе электролитической диссоциации растворенные в воде соли кальция и магния заменяются на соли натрия, которые не выпадают в осадок и безопасны как для организма человека, так и для сантехники. Для восстановления ионообменных свойств фильтра-умягчителя используют раствор поваренной соли (NaCl).
  Бактерицидную обработку в домашних условиях проводят комплексно. В этом принимают участие мембраны сорбенты и другие устройства, например, ультрафиолетовые лампы.
Следует понимать, что у любых противомикробных мер конечное время действия. Так, вода, прошедшая через мембрану, угольный фильтр или УФ-лампу, стерильна только сразу после обработки и не застрахована от новой "атаки" микроорганизмов. Эффект от озонирования (озон обладает высокой химической активностью и отличными окислительными свойствами) длится дольше - до 15 минут, потому что соединение трех атомов кислорода (O3) весьма неустойчиво. Хлорирование и то защищает всего часа на два.
        ФОРМУЛА ЧИСТОТЫ
Для приготовления питьевой воды в бытовых условиях обычно используют наливные (или кувшинные) фильтры насадки на излив смесителя и более серьезные стационарные системы водоочистки, устанавливаемые под мойкой, подсоединяемые непосредственно к водопроводу и имеющие собственный кран для питьевой воды. Только последние позволяют организовать даже на кухне по-настоящему эффективную многоступенчатую, в том числе мембранную, очистку воды. Они бывают колбовыми или состоят из разъемных картриджей, количество которых равно числу ступеней очистки.
        
        Автор статьи Мария Багрова благодарит технического директора НТПО "Осмо" Сергея Хаханова за помощь в подготовке статьи.
        Статья перепечатана из журнала «Все для стройки и ремонта» №14 2005. http://mastercity.ru