Про методи очищення питної води

Вода є однією з небагатьох речовин, які ми споживаємо щодня. Тим часом, тижні, місяці або навіть роки, протягом яких ми п'ємо так звану «очищену» воду, можуть виявитися однією з найбільших загроз для нашого здоров'я.

Навіть «затверджена» питна вода за стандартами Державних санітарних норм та правил "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною" (ДСанПіН 2.2.4-171-10) може містити певну незначну кількість свинцю, миш'яку, ртуті, радіоактивних частинок та інших отруйних речовин. Всі ці сполуки накопичуються в тканинах тіла, що, з плином часу, може призвести до хвороб та навіть смерті.

Вважається, що існують чотири основні типи забруднювачів, які можна знайти у воді:

• Механічні забруднювачі — це, головним чином, частинки порід або ґрунту. Вони зазвичай нешкідливі на біологічному рівні, однак занадто велика їх кількість може зашкодити на фізіологічному рівні.
• Хімічні забруднювачі — це можуть бути природні або техногенні сполуки та елементи, які включають хлор, азот, пестициди, токсини, свинець, ртуть, фармацевтичні препарати та відходи промисловості.
• Біологічні забруднювачі — це мікроорганізми, які процвітають у воді й можуть включати бактерії, віруси та найпростіші.
• Радіологічні забруднювачі — це атомно нестійкі хімічні елементи, які виділяють шкідливе випромінювання. До них відносяться цезій, плутоній та уран.

Існує багато плутанини та дезінформації щодо ефективності методів та засобів, які використовуються для очищення питної води. Ми постаралися розібратися у цьому хаосі й представити огляд сучасних способів очищення води як для дому, так і для промислового вжитку. Крім того, ми допоможемо вам визначити, який метод або методи найкраще підійдуть саме для вас.

1. Вугільні фільтри

Переваги:

• відмінно підходять для усунення пестицидів та хлору;
• низька ціна.

Вугільні фільтри є одним з найстаріших та найменш затратних способів очищення води. Вони бувають різних форм та розмірів, але принцип роботи усіх таких фільтрів однаковий. Внутрішня частина фільтру наповнена активованим вугіллям, через яке легко просочується вода, залишаючи у ньому всі небажані домішки. Активоване вугілля використовується як у твердому блоковому, так і в гранульованому вигляді. Воді потрібно більше часу, щоб пройти через вугільний блок, що робить цю форму більш ефективною при поглинанні забрудників.

Фільтри з активованого вугілля найкраще підходять для видалення органічних забруднювачів, таких як інсектициди, гербіциди та поліхлоровані біфеніли (ПХБ). Вони також можуть видаляти багато промислових хімікатів та хлор. Активоване вугілля не видаляє більшість неорганічних хімічних речовин, розчинених важких металів (наприклад, свинець) та біологічних забруднювачів. Щоб допомогти подолати ці слабкі сторони багато виробників використовують активоване вугілля у поєднанні з іншими засобами очищення, такими як керамічні фільтри та ультрафіолетове світло. Однак, навіть з цими доповненнями, системи вугільної фільтрації мають свої обмеження та недоліки.

Недоліки:

• недієві проти бактерій;
• недовготривалі.

Вугільні фільтри можуть стати середовищем розмноження бактерій. Якщо воду не обробляли хлором, киснем або будь-яким іншим бактерицидним методом перед фільтрацією вугіллям, будь-які бактерії, опиняться ніби в пастці всередині фільтру. Розмножуючись вони будуть ще більше забруднювати воду, яка проходить через нього. З цієї причини ми б не рекомендували використовувати вугільні фільтри, якщо ваша вода надходить з нехлорованої свердловини. Деякі виробники стверджують, що проблему можна вирішити, насичуючи вугілля у фільтрі сріблом. На жаль, це не працює. Для бактерицидного ефекту вода повинна залишатися в контакті зі сріблом набагато довше, ніж це відбувається під час її проходження через фільтр.

Вугільні фільтри також з часом втрачають свою ефективність. Як тільки фільтр досягне максимуму своєї абсорбційної здатності, все більше й більше домішок буде залишатися у воді. А оскільки вода продовжуватиме легко проходити через фільтр, не існує способу дізнатися, чи фільтр все ще функціонує належним чином без проведення перевірки якості води. Тому дуже важливо проводити заміну фільтру через певні проміжки часу або коли буде досягнуто межі його фільтраційної здатності, залежно від того, що настане раніше.

2. Керамічні фільтри

Переваги:

• дієвий проти паразитів та бруду;
• легко чистити.

Іржа, бруд, паразити, такі як криптоспоридії та лямблії, а також інші домішки можуть бути легко видалені з питної води шляхом проходження через дуже дрібні пори в керамічному матеріалі. Деякі пивоварні використовують керамічні фільтри як альтернативу пастеризації. Очищення води за допомогою керамічного фільтра нагадує процес очищення методом зворотного осмосу: забрудники залишаються всередині мембрани й видаляються методом промивки.

Недоліки:

• неефективний проти органічних часток та пестицидів.

Керамічні фільтри, неефективні при видаленні органічних забруднювачів та пестицидів. Для домашньої питної води ми не рекомендуємо використовувати такі фільтри окремо, їх слід поєднувати з вугільними фільтрами.

3. Озонування води

Переваги:

• усуває бактерії, віруси, водорості та паразитів.

Озон на відміну від звичайного кисню містить три атоми оксигену замість двох. Цей додатковий атом оксигену робить озон дуже нестійким та реактивним. Коли озон у вигляді бульбашок газу проходить через воду, він швидко й дуже ефективно вбиває бактерії, віруси, водорості та паразитів. Озон не тільки дає в тисячі разів потужніший ефект, ніж хлор, але й не виробляє шкідливих побічних продуктів. Саме з цієї причини озонування стало основним методом очищення води в елітних басейнах та спа-салонах.

Недоліки:

• неефективний щодо важких металів, мінералів та пестицидів;
• ефективність швидко зменшується;
• надто дорогий метод.

Для очищення питної води озонування саме по собі не дає повного результату. Воно не видаляє важких металів, мінералів та пестицидів. На відміну від хлору, який залишаючись у воді продовжує працювати, озон має дуже короткий період напіврозпаду. Іншими словами, він розсіюється майже миттєво й не дає ніякого залишкового потенціалу очищення. Остаточним каменем спотикання з озоновими фільтрами є їх дефіцит на ринку та висока ціна. Ми не знаємо жодного комерційного озонового продукту, який можна було б економічно вигідно використовувати для очищення домашньої питної води.

4. Ультрафіолетове світло

Переваги:

• вбиває бактерії та віруси.

Коли мікроорганізми, такі як бактерії й віруси, піддаються впливу променів ультрафіолетового спектра, певні хімічні реакції у ядрі їх клітин унеможливлюють їх розмноження та призводять до загибелі колонії. Це робить ультрафіолетове опромінення дуже ефективним методом знищення патогенів (кишкова паличка та сальмонела) без додавання хімічних речовин, таких як хлор. УФ-світло є одним з небагатьох методів очищення води від вірусів, що особливо актуально, якщо ви проживаєте в сільській місцевості та вживаєте колодязну воду.

Обладнання для ультрафіолетового очищення води являє собою конструкцію з металевої або пластикової труби, всередині якої вмонтовано лампу ультрафіолетового світіння. Саме випромінювання з'являється внаслідок випаровування в порожнині лампи певного металу, який може відрізнятися в залежності від виробника. Вода потрапляє в знезаражувачі між кварцовим чохлом та корпусом де отримує достатню дозу УФ променів.

Недоліки:

• усуває не всі види шкідливих організмів;
• не очищає воду від важких металів, пестицидів та бруду.

Ультрафіолетове світло має свої недоліки: воно неефективне щодо деяких типів організмів (наприклад, деяких паразитів), воно не впливає на важкі метали, пестициди та інші забрудники (пісок, мул, глину). Для того, щоб УФ світло було ефективним, очищена вода повинна піддаватися впливу джерела світла протягом досить тривалого періоду часу. А ще, щоб світло могло проникнути крізь воду, вона повинна бути відносно прозорою. Як і більшості методів, самого окремо взятого ультрафіолетового випромінювання не достатньо. Його слід розглядати як доповнення до інших способів очищення.

5. Мідно-цинкові очисні системи

Переваги:

• ефективно видаляє хлор, важкі метали.

В основі мідно-цинкових фільтрів для води, також відомих під назвою KDF (Kinetic Degreadation Fluxion), використовуються гранули міді та цинкових сплавів. Молекули міді та цинку діють як протилежні полюси на батарейці. Коли забруднена вода проходить через гранули, частина забрудників прилипає до цинку, в той час як інші, з протилежним зарядом, мігрують до міді. У результаті хімічних реакцій всередині фільтру вивільняються молекули озону, які вбивають бактерії та інші мікроорганізми.
Ця технологія фільтрації добре підходить для очищення гарячої та теплої води, тому мідно-цинкові фільтри найчастіше використовуються у ваннах та душах. Фільтрація KDF ефективно видаляє хлор та його сполуки, а також важкі метали.

Недоліки:

• Неефективний проти пестицидів та органічних сполук.

Фільтрація гранулами міді та цинку не здатна видалити з води пестициди та інші органічні забруднювачі. Для компенсації цього недоліку до системи KDF зазвичай додають блок вугільного фільтра.

6. Зворотний осмос

Переваги:

• Високоефективний проти важких металів, бактерій, вірусів, мікроорганізмів, органічних та неорганічних речовин

Зворотний осмос (ЗО) - це процес, за допомогою якого вода пропускається через напівпроникну синтетичну мембрану. Спочатку його використовували для перетворення солоної води в прісну. За відповідних умов системи ЗО можуть видаляти з води від 90% до 98% важких металів, вірусів, бактерій та інших організмів, а також органічних й неорганічних сполук.

Недоліки:

• марнується багато води;
• синтетична мембрана псується під дією хлоридів й механічних домішок;
• системи ЗО можуть стати місцем розмноження бактерії, тому вимагають встановлення вугільного фільтра між системою очищення та баком для зберігання очищеної води;
• погано працює з жорсткою водою.

Системи ЗО мають ряд істотних недоліків. По-перше, вони надзвичайно ресурсомісткі та марнотратні — для отримання одного літру чистої води від 3 до 8 літрів води вимивається в каналізацію.

Для належної роботи системи ЗО потребують мінімального тиску води 2,72 атм. Якщо ж у вашому помешканні тиск у водопровідній мережі менший, доведеться встановити спеціальний насос, який підвищить тиск води.

Синтетична мембрана швидко деградує при наявності у воді хлору та механічних частинок бруду. Для забезпечення цілісності мембрани слід встановлювати попередній вугільний фільтр.

Системи ЗО також піддаються критиці через те, що вони є ідеальним середовищем для розмноження бактерій, що може вимагати встановлення другого вугільного фільтра між приладом ЗО та резервуаром для зберігання води, а також третього такого фільтру між резервуаром та виходом води.

Нарешті, якщо ваша вода відзначається твердістю, зумовленою сульфатами та хлоридами Кальцію та Магнію, вам доведеться використовувати пом'якшувач води, перш ніж запустити її через пристрій ЗО.

Враховуючи ці обмеження, зворотний осмос аж ніяк не можна вважати найкращим способом очищення питної води.

7. Кип'ятіння

Переваги:

• очищає воду від всіх патогенів: бактерій, вірусів, паразитів.

Це, мабуть, найдавніший метод очищення води, який дотепер широко використовується не лише у віддалених місцевостях, але й у високо урбанізованих районах. Кип'ятіння води вимагає такої кількості тепла, яка вбиває майже всі види збудників хвороб, роблячи воду більш безпечною для пиття.

Ми знаємо, що більшість патогенних мікроорганізмів не виживуть при температурі вище 70 градусів за Цельсієм, за умови, що така температура буде підтримуватися досить довго (процес пастеризації). А оскільки в нормальних умовах вода закипає при 100 градусах за Цельсієм (бульбашки є візуальним індикатором того, що вода досягла 100 градусів), достатньо всього 1 хвилини кип'ятіння, щоб отримати вільну від патогенів воду. Якщо вода мутна, перед кип'ятінням її слід пропустити через чисту тканину або фільтр для кави, таким чином відокремлюючи великі механічні забрудники. Після кип'ятіння потрібно дати воді охолонути, помістити її в чистий резервуар та закрити, щоб уникнути повторного забруднення бактеріями й мікробами.
 
Недоліки:

• повільний та не завжди зручний спосіб;
• характерний смак води.

Кип'ятіння води займає певну кількість часу, зазвичай від 3 до 7 хв. До того ж, у результаті ми отримуємо гарячу воду, яку не зручно пити тоді, коли нас мучить спрага. Доведеться чекати, доки вода вистигне до прийнятної температури.

Кип'ячена вода завжди має характерний смак. Його можна покращити переливаючи воду з одного контейнера в інший перед тим, як пити.

8. Дистиляція

Переваги:

• видаляє бактерії, віруси, паразитів, механічні домішки та важкі метали.

Дистиляція — це процес збору конденсату з випареної води. При правильному використанні дистиляція забезпечує найчистішу та найбезпечнішу воду.

Процес перегонки морської води в прісну використовувався стародавніми греками з 200 року н.е. (Вікіпедія). Багато культур протягом історії використовували дистиляцію як ефективний спосіб отримання чистої питної води. Хоча матеріали, які застосовувалися в процесі перегонки, змінювалися з часом, наука залишилася незмінною. Вона доводить, що дистиляція — це метод очищення, який витримав випробування часом.

Найпростіші матеріали, необхідні для дистиляції води: чайник, контейнер для збору конденсату, трубка для проходження пари та джерело тепла. На ринку також присутні спеціальні побутові дистилятори для дому.

Після того, як вода закипить, пара проходить через трубку і, охолоджуючись, перетворюється на воду в новому контейнері. Оскільки забрудники не можуть існувати в газоподібній формі води, отримана «нова» вода буде вільною від бактерій, вірусів, паразитів, механічних частинок та хімікатів.

Недоліки:

• повільний та незручний спосіб;
• очищена вода позбавлена необхідних людському організму мінералів.

Оскільки дистиляція є дуже ефективним процесом очищення, вона позбавляє воду не лише забрудників, але й необхідних нашому організму мінералів. Тому, якщо ви вирішите вживати дистильовану воду для пиття, вам доведеться додавати до неї природні мінерали, або ж забезпечити їх надходження в організм за допомогою дієтичних добавок.

Якими б хорошими не були теперішні технології очищення води, у кожної є свої недоліки та обмеження. Одні є занадто дорогими, інші мають малий ресурс, треті вимагають постійних зусиль у щоденному обслуговуванні, у четвертих швидко розмножуються мікроорганізми, п'яті просто не можуть забезпечити все жорсткіших вимог до ступеня очищення, і т.п.

Найефективніший підхід полягає у використанні одночасно кількох методів фільтрації. Лише так можна гарантувати, що ви та ваша родина споживатимете чисту та безпечну воду. Підбір методів для кожного окремого помешкання, офісу чи виробничого об'єкту залежить від багатьох факторів, починаючи від джерела походження води та її фізико-хімічних властивостей, закінчуючи місцем розташування споживача та станом водопровідних мереж.

Дякуємо, що знайшли час, щоб прочитати нашу статтю про те, як очистити воду для пиття. Сподіваємось, вона допоможе вам у виборі відповідної до ваших умов та потреб системи фільтрації.

Ми хотіли б почути ваші відгуки у розділі коментарів. Якщо ви знайшли цю статтю корисною та зацікавлені в отриманні додаткової інформації, обов'язково підпишіться на нашу інформаційну розсилку, наш інстаграм канал та вподобайте нашу сторінку у фейсбуці!