Способ вымораживания основан на физической закономерности, которая проявляется в том, что при замерзании жидкости в самом холодном месте сначала кристаллизуется основное вещество (то есть вода), а в наименее холодном месте самым последним замерзает все, что было растворено (то есть всякая вредная "гадость"). Причем очень важно для правильного протекания процесса, чтобы замораживание шло очень медленно и в одном месте температура была более низкая, чем в другом. Настоящая очистка воды с помощью вымораживания может длиться несколько часов, причем необходимо все время отслеживать процесс, иначе нужного результата будет не добиться.
"Домашние" же методы вымораживания позволяют получить воду ненамного лучше обычной водопроводной. Чуть более подробно мы поговорим об этом в конце книги, в главе о получении талой воды. Но для нас главным выводом должен быть следующий: лучший способ получить качественную, чистую, пригодную для питья воду - это не поскупиться на хороший бытовой фильтр и следить за его техническим состоянием.
Глава 8. Принципы бытовой фильтрации
Все устройства для очистки питьевой воды имеют определенную специализацию. Одни из них очищают воду от грязи, другие - от неприятного запаха, третьи - от вредных органических соединений и болезнетворных бактерий.
Требования, предъявляемые к фильтрам, звучат примерно так: механическая очистка от твердых и взвешенных частиц, химическая очистка от растворенных органических и неорганических примесей, микробиологическая очистка от возбудителей инфекционных заболеваний. Выполнение такого набора функций может быть обеспечено не каждым фильтром. Особенно это касается микробиологической очистки, учитывая, что зачастую сами фильтры могут являться источником вторичного загрязнения.
На сегодняшний день наиболее распространены три способа очистки воды: механический, ионообменный и сорбционный .
Механический принцип очистки воды заключается в том, что на пути следования потока ставится более или менее мелкая сетка из разных материалов, которая и улавливает загрязнения разного рода. Чтобы такой фильтр был хоть сколько-нибудь эффективным, нельзя ограничиваться им одним: необходимо еще поставить так называемый предфильтр на входе водопроводной трубы в дом. Такой предфильтр остановит наиболее крупные частицы загрязнений и предотвратит поломку и засор основного фильтра.
Эта мера предосторожности также нужна для того, чтобы спасти вашу сантехнику или по крайней мере продлить ей жизнь. Предфильтры также врезают в трубы на входе воды в квартиру, они могут дополнять любой фильтр для очистки "на кране", и их задача - убрать с помощью грубой механической фильтрации крупный мусор: взвесь, частицы ржавчины и т. д. Производительность их велика, а ресурс зависит от загрязненности воды.
Эта достаточно простая мера предосторожности позволяет уменьшить внутреннюю коррозию дорогих смесителей, уменьшить страдания санкерамики от налетов ржавчины и солей жесткости. Иногда для этого даже бывает достаточно так называемого грязевика - небольшого устройства из латуни, которое с успехом избавляет воду от грязи и ржавчины.
Но такие фильтры - фильтры грубой очистки - не могут защитить от вредного влияния некачественной водопроводной воды.
Можно (и нужно) продолжать доочистку водопроводной воды и далее, следуя от грубой очистки к все более и более тонкой, которая устраняет запахи и привкусы.
Однако механический способ фильтрации предполагает, что фильтр, во-первых, должен довольно быстро вырабатывать свой ресурс - ведь даже самый качественный из них довольно быстро забивается, особенно в условиях контакта с сильно загрязненной водой. Во-вторых, скорость фильтрации для таких устройств ограничена - все по той же причине. В-третьих, очень важно, что механический фильтр должен иметь "сигнальную систему", которая будет свидетельствовать о выработке ресурса сменного фильтрующего блока (картриджа).
В принципе, сделать фильтр, который бы все задерживал, не так уж сложно, но создать такой, который бы задерживал ненужное, а нужное пропускал, - это уже проблема.
Тут возникает еще один интересный аспект. Тонкая очистка - это, конечно, прекрасно, но бытует расхожее мнение (поддерживаемое нашими гигиенистами), что такая вода вредна для человека, поскольку в ней отсутствуют необходимые микроэлементы. При очистке воды с помощью мембранной фильтрации мы вместе с вредными примесями уничтожаем и полезные, необходимые нашему организму.
Скажем, по американским стандартам такую воду можно спокойно пить. Однако, по мнению российских гигиенистов, вода должна содержать определенное количество солей натрия и кальция, которые такие фильтры задерживают.
Однако вред, наносимый нам опасными примесями, гораздо больший, нежели употребление внутрь обессоленной воды. И бояться, что такая вода "вымоет" многие полезные вещества из клеток организма, не стоит: мы действительно не должны отказываться от потребления солей и полезных микроэлементов, но организм должен получать их не с водой, а с пищей.
Как бы то ни было, более популярен сегодня метод сорбционной фильтрации. Сорбцией называется поглощение растворенных в воде веществ поверхностью твердого сорбента, который и является наполнителем фильтра. От механической фильтрации этот процесс отличается тем, что материал сорбционного фильтра, в отличие от инертного материала механического фильтра, активен: он сам захватывает примеси и удерживает их силами молекулярного притяжения. Подразумевается, что вода должна проходить через достаточно большой фильтрующий слой, при этом немаловажна скорость фильтрации.
Чаще всего в фильтрах такого типа используется активированный уголь. Это прекрасный материал для фильтрации воды. Во-первых, не ядовит и легко дробится в порошок, во-вторых, захватывает и "собирает" на своей поверхности (в основном в порах) различные примеси, а в-третьих, его можно активировать, то есть восстанавливать.
Сорбционные фильтры хороши тем, что удаляют из воды чрезвычайно ядовитые органические соединения хлора (хлороформ, четыреххлористый углерод, бромдихлорметан и другие вещества), а также тяжелые металлы (железо, свинец и др.), взвесь, бактерии и, в пределах своих возможностей, вирусы. Вполне понятно, что при фильтрации загрязненной воды примеси, осевшие в порах, забивают их, и спустя некоторое время, которое определяется производителем фильтра, его необходимо заменить.
Существует очистительный прибор для воды, в котором в качестве сорбента используется мраморная крошка. Однако он эффективен только против тяжелых металлов.
Еще одна проблема: уловленные фильтром микроорганизмы остаются внутри фильтра и даже начинают размножаться в фильтрующем материале. Чтобы этого не случилось, нужно принимать специальные меры, в частности, чаще менять и промывать картриджи чистой водой.
И самое главное: для того чтобы очистка была качественной, необходимо, чтобы вода проходила через угольный фильтр с небольшой скоростью (примерно один стакан в минуту на 100 граммов угля).
Третий метод фильтрации - ионообменный. Он подразумевает использование так называемых ионитов - ионообменных (катионных и анионных) смол или искусственных материалов с такими же свойствами. Если механический фильтр просто задерживает "мусор", а сорбционный его "захватывает", то ионообменный материал занимается "обменом" - способен захватывать из воды одни ионы, насыщая ее другими ионами, входящими в его состав, то есть обменивать "свои" ионы на "чужие".
Именно такая избирательность является самым замечательным свойством ионитов, а в остальном они работают подобно сорбционным материалам: они тоже пористые, так же забиваются извлеченными из воды примесями и имеют определенный ресурс.
Ионообменные фильтры обычно используют для очистки воды от катионов тяжелых металлов и смягчения ее жесткости - путем "захвата" избыточных ионов магния и кальция. Они имеют одно важное достоинство: способность обеззараживать воду с помощью содержащихся в ионитах ионов йода или серебра. Вся патогенная микрофлора в такой среде погибает.
Однако при этом существует опасность того, что концентрация йода или серебра может превысить допустимую. Это происходит при выработке ресурса фильтра. И тогда в прошедшую через такой фильтр воду в конце концов попадают соединения йода или серебра.
Впрочем, известно, что жители большинства регионов России испытывают дефицит йода. Однако даже если вы пользуетесь йодным фильтром, откажитесь от йодированных продуктов, а полученную после очистки воду потом прокипятите.
В последнее время в продаже стали появляться так называемые комбинированные фильтры: угольно-йодные, мембранно-угольные и так далее. Они работают на основе применения целого ряда картриджей, которые включают в себя несколько фильтрующих уровней. Такие приборы, конечно, обладают всеми достоинствами каждого из входящих в их состав фильтрующих модулей и очищают воду гораздо эффективней, однако и стоимость их выше, нежели у "одиночек".
Мы же в свою очередь должны понимать, что вечных фильтров не бывает, и должны эксплуатировать их в соответствии с инструкцией, вовремя заменяя картриджи и проводя регенерацию фильтров.
Глава 9. Выбираем фильтр для дома
Все вышеизложенные способы очистки используются в домашних, бытовых фильтрах. Но при всей простоте их действия выбрать хороший фильтр для дома не так просто, как это может показаться. Ведь кроме принципа очистки воды нас еще волнуют такие детали, как размер и внешний вид фильтра, способ его использования и многое другое.
В зависимости от их потребительских свойств - размера, стоимости, долговечности и места размещения - все фильтры можно разделить на насадки, кувшины, настольные модели и стационарные фильтры.
Фильтры-кувшины при всей своей простоте обеспечивают неплохую степень очистки. Такие фильтры очищают воду от хлора и фенола - примерно на 95–99 %, от хлороформа и токсичных металлов - примерно на 80–90 %. Причем для фильтров-кувшинов, что немаловажно, выпускаются сменные кассеты разных типов. Есть кассеты для жесткой и мягкой воды, есть бактерицидные кассеты и даже для фторирования воды.
Угольные, или адсорбционные, фильтры. Активированный уголь имеет высокую адсорбционную способность и поэтому очень эффективно убирает из воды остаточный хлор, различные растворенные газы и органические соединения. Сейчас в фильтрах используют активированный уголь, полученный из скорлупы кокоса, поскольку его сорбционная емкость в 4 раза больше, чем у древесного угля. Надо заметить, что угольные картриджи входят в конструкцию многих фильтров и несут в себе функцию доочистки питьевой воды.
Однако с течением времени качество очистки падает. Угольный картридж требует регулярной замены, поскольку если это вовремя не сделать, фильтр сам по себе становится источником вторичного загрязнения.
Фильтры-обезжелезиватели. Фильтры-обезжелезиватели удаляют из воды железо и марганец. В качестве фильтрующей среды используются полимерные вещества. В ходе химической реакции растворенные в воде железо или марганец переходят в нерастворимую форму, выпадают в осадок и задерживаются в фильтрующей системе, затем вымываются при дальнейшей промывке фильтра.
Фильтры-умягчители. Фильтры-умягчители снижают жесткость воды, удаляя излишек солей жесткости (соединения кальция, магния и других элементов). Благодаря применению специальных засыпок фильтры этого типа могут справиться и с задачами обезжелезивания, удаляя из воды определенное количество железа, марганца, а также нитритов, сульфатов, солей тяжелых металлов, органических соединений.
Ионообменные фильтры. Действие ионообменных фильтров основано на реакции замещения нежелательных веществ (например, избытка солей кальция) на менее вредные. Благодаря "подсаливанию" вода приобретает приятный вкус, но не рекомендуется для людей, склонных к отекам, гипертонии и болезням сердца.
Ультрафиолетовые стерилизаторы. В отличие от хлорирования, вода не получает никаких примесей, не меняет свой вкус и цвет. При этом уничтожается 99,99 % всех микроорганизмов.
Фильтры обратного осмоса. Осмотические фильтры - фильтры, использующие метод обратного осмоса, - наиболее совершенные на сегодняшний день, и они становятся все более популярными.
В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону.
Фильтр обратного осмоса решит проблему, даже если концентрация вредных примесей в воде многократно превышает предельно допустимые нормы.
Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов: давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав воды. Степень очистки воды в таких фильтрах от большинства неорганических соединений - порядка 85–98 %. Органические вещества крупными молекулами удаляются полностью.
В то же время мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, которые определяют вкус воды.
В результате полученная вода близка к талой воде ледников, которая считается эталоном чистоты и безопасности.
Фильтры многоступенчатой водоочистки. Учитывая состав водопроводной воды, которая зачастую содержит хлориды, фториды, сульфиды, сульфаты, металлы, хлор и хлорорганические соединения, а также промышленные загрязнения в виде хрома, никеля, ртути, свинца, мышьяка, меди, радионуклидов, большинство производителей предлагают фильтры многоступенчатой водоочистки. В процессе прохождения через такой фильтр на каждой ступени очистки вода теряет те или иные примеси.
Первая ступень - это механическая очистка воды, в процессе которой удаляются такие инородные частицы, как песок, ил, ржавчина.
Вторая ступень - удаление хлора, пестицидов, запахов. Происходит адсорбция, то есть поглощение частиц в порах какого-либо материала. Самым распространенным адсорбентом является уголь, также используются синтетические волокна. Уголь не только очищает, поглощая остаточный хлор, органические соединения и споры бактерий, но и улучшает органолептические свойства питьевой воды - вкус, запах, цвет. В некоторых фильтрах используется полимерное углеродное волокно аквален - смесь угля и синтетических материалов, которая обладает улучшенной фильтрующей способностью.
Третья ступень - умягчение воды и ее освобождение от тяжелых металлов - ионный обмен.
Кроме того, необходимо упомянуть о таком немаловажном моменте: большинство фильтров не рассчитаны на нашу водопроводную воду с постоянно меняющимся химическим составом. Поэтому достаточно сложно определить тот переломный момент, когда фильтрующий элемент выработает свой ресурс и сам превратится в источник загрязнения.
Часть III. Бутилированная вода
Итак, мы уяснили, что сегодня пить воду из-под крана просто опасно и что даже вода из водопровода, несмотря на все усложняющуюся технологическую подготовку, требует дополнительной обработки.
Но как защищаться? Решение этой проблемы, по крайней мере в наши дни, может быть достаточно простым и одновременно сложным. Сегодня многие пользуются водой из-под крана в технических целях, а для питья и приготовления пищи предпочитают покупать чистую питьевую воду. В бутылках.
Около 10 лет назад один из предпринимателей захотел открыть предприятие по добыче и фасовке воды из артезианской скважины. Когда он, решив поставлять свою продукцию в розничную торговую сеть, принес ее образцы в универсам, на него сбежался посмотреть едва ли не весь персонал. Его принимали за сумасшедшего, некоторые шептались, называя бизнесмена проходимцем и бессовестным, потому что он "собрался продавать то, что есть бесплатно в каждой оснащенной водопроводом квартире".
Однако за 10 лет многое изменилось. И сегодня ненормальным могут назвать того, кто следует старой привычке пить воду из-под крана.
Рынок питьевой воды ежегодно увеличивается на 100 %, и каждый год появляются новые производители и продавцы воды. При этом требования контролирующих органов к производителям и продавцам воды очень жесткие.
В торговую сеть допускается только сертифицированная, то есть безопасная для здоровья человека, вода.
Кроме этого обязательного этапа каждая марка воды проходит и так называемую аттестацию. Фасованная вода у разных производителей имеет свои собственные отличительные признаки. Специалисты подразделяют питьевую воду на два класса - первый и высший (премиум).
Глава 1. О чем молчит этикетка
Все артезианские скважины, пригодные для добычи воды для питьевых целей, являются официально зарегистрированными в Государственном водном реестре. Это означает, что вода в них в высшей степени чистая, а ее минеральный состав оптимально сбалансирован природными условиями.
Вода первой категории еще называется "вода глубокой очистки". Что касается заводов глубокой очистки, то появились они на рынке питьевой воды всего несколько лет назад. Однако к этой же категории относится также та вода, которая добывается из артезианских скважин, но разливается в тару на удаленном от места добычи производстве. И такая вода составляет подавляющее большинство продаж на рынке бутилированной воды. Люди, готовые тратить деньги на покупку питьевой воды, обычно предпочитают покупать воду класса премиум. Хотя, в принципе, вода первой категории ничуть не хуже и точно так же полностью соответствует потребностям человеческого организма. Главное, по оценкам специалистов, то, чтобы это была вода, в которой содержание минеральных веществ соответствует природно-географическим и климатическим особенностям региона проживания. Именно вода той географической местности, в которой вы живете, и является оптимальной для вашего организма. Название "премиум" говорит само за себя - этот класс является самым высоким. К нему относится вода, добытая из артезианских скважин, которые находятся (и это важно) не менее чем в 50 км от городской черты, и (что еще более важно) расфасованная там же.
Весь процесс происходит примерно следующим образом. На артезианских скважинах устанавливается специальное оборудование, которое обеспечивает добычу и расфасовку воды. Непосредственно человек в этом не участвует - выполнение большей части операций возложено на автоматику. Расфасованный продукт привозят в город, где он поступает в торговую сеть или же доставляется непосредственно на места потребления клиентам.