Технология обратного осмоса

Обратный осмос - это процесс очистки воды, который заставляет воду проходить через полупроницаемую мембрану под давлением, оставляя загрязняющие вещества позади. Поры мембраны невероятно малы - обычно около 0,0001 микрона - что позволяет проходить только молекулам воды и нескольким другим очень маленьким молекулам. Это делает RO очень эффективным при удалении широкого спектра примесей, включая растворенные соли, тяжелые металлы, такие как свинец и мышьяк, бактерии, вирусы и химические загрязнители, такие как пестициды и фармацевтические препараты.

Системы реверсивного осмоса обычно состоят из нескольких этапов: осадочный префильтр для удаления более крупных частиц, углеродный префильтр для захвата хлора и органических соединений, сама мембрана RO и часто картридж для постфильтра или реминерализации. Коммерческие и промышленные системы RO могут обрабатывать гораздо более высокие объемы и могут включать дополнительные этапы предварительной обработки. Технология изначально была разработана для опреснения морской воды, но улучшенные мембранные материалы и конструкции системы сделали ее доступной для домашнего использования.

Минеральный профиль RO Water

В то время как обратный осмос превосходит удаление вредных веществ, он не различает полезные и нежелательные минералы. Та же мембрана, которая удаляет свинец и фторид, также удаляет кальций, магний, калий и другие существенные ионы. В результате вода RO обычно имеет очень низкое содержание растворенных твердых веществ (TDS), часто ниже 20 частей на миллион (ppm). Для сравнения, водопроводная вода обычно колеблется от 100 до 500 ppm в зависимости от источника, а бутилированная минеральная вода может содержать 200-400 ppm растворенных твердых веществ.

Незаменимые минералы удаляются

  • Кальций: Важно для здоровья костей, мышечной функции, передачи нервов и свертывания крови. Дефицит кальция со временем может увеличить риск остеопороза и гипертонии.
  • Магний: Участвует в более чем 300 ферментативных реакциях, включая выработку энергии, синтез белка и регуляцию артериального давления. Низкое потребление магния связано с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом 2 типа и мигренями.
  • Калий: Критически важен для поддержания электролитного баланса, нервных сигналов и мышечных сокращений. Неадекватный калий может привести к слабости, судорогам и нарушениям сердечного ритма.
  • Натрий: В то время как часто в изобилии в диете, RO удаляет почти весь натрий из воды, что может быть полезно для людей на диетах с низким содержанием натрия.
  • Следовые минералы: Цинк, медь, селен и марганец также могут быть удалены, хотя они обычно получаются из пищевых источников.

Сравнение с другими методами фильтрации

Активированные угольные фильтры (например, те, которые содержатся в фильтрах для кувшинов или крановых установках) удаляют хлор, вкус и запах, но в значительной степени сохраняют минеральное содержание. Дистилляция, как и RO, производит очень чистую воду, но также удаляет минералы и требует энергии для кипячения воды. Смягчители воды обменивают кальций и магний на натрий или калий, изменяя минеральный состав, а не удаляя все минералы. RO выделяется своим широким удалением загрязняющих веществ, но также и почти полной деминерализацией.

Здравоохранение Деминерализованная вода

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала руководство по рискам для здоровья от потребления воды с низким содержанием минералов. В докладе под названием «Риски для здоровья от употребления деминерализованной воды» ВОЗ отмечает, что регулярное потребление воды с очень низким содержанием TDS может иметь негативные последствия для минерального баланса организма, особенно когда в рационе также мало необходимых минералов. В докладе указывается, что вода обеспечивает значительный, легко усваиваемый источник кальция и магния, особенно для популяций, которые могут не получать достаточное количество пищи.

Потенциальные долгосрочные эффекты

В нескольких исследованиях изучалось влияние употребления деминерализованной воды. В одном исследовании было обнаружено, что люди, которые пили воду RO исключительно, имели более низкие концентрации магния и кальция в моче, что предполагает снижение потребления минералов. Другое исследование связывало потребление мягкой, низкоминеральной воды с повышенным риском сердечно-сосудистой смертности, хотя следует учитывать такие факторы, как диета и образ жизни. Основная проблема заключается в том, что в течение многих лет или десятилетий устойчивое отсутствие минералов, полученных из воды, может способствовать хроническим недостаткам.

Однако важно отметить, что для большинства здоровых взрослых со сбалансированным питанием минеральный вклад от питьевой воды относительно невелик по сравнению с пищей. Риск выше для младенцев, пожилых людей, людей с определенными заболеваниями или тех, у кого диеты уже с низким содержанием минералов. В районах, где RO является основным источником питьевой воды, органы здравоохранения могут рекомендовать добавки или реминерализацию.

Руководящие принципы безопасного потребления

ВОЗ предполагает, что вода с TDS ниже примерно 100 ppm может потребовать реминерализации или что потребители обеспечивают адекватное потребление минералов из других источников. В некоторых странах установлены минимальные уровни кальция и магния в питьевой воде. Например, в Европейском союзе есть руководящие принципы, рекомендующие по меньшей мере 20 мг/л кальция и 10 мг/л магния для воды, которая была опреснена или подвергнута интенсивной обработке.

Восстановление минералов: стратегии реминерализации

Поскольку деминерализованная вода может быть коррозионной для сантехники и может иметь плоский вкус, многие владельцы RO-систем предпочитают добавлять минералы обратно в воду. Восстановление памяти может быть достигнуто несколькими методами, каждый со своими преимуществами и ограничениями.

Типы фильтров реминерализации

Наиболее распространенным подходом является постфильтр, содержащий носитель, который медленно растворяет минералы в воде. Кальцит (карбонат кальция) часто используется для повышения рН и добавления кальция. Коросекс (оксид магния) может быть добавлен для содержания магния. Некоторые картриджи сочетаются как со следами минералов, таких как калий и цинк. Эти фильтры обычно нуждаются в замене каждые 6-12 месяцев, в зависимости от использования воды и минеральной смеси. Другой метод - щелочный картридж, который использует слои керамических шариков и минералов для повышения рН и TDS.

Альтернативные подходы

Вместо рядовых фильтров некоторые люди используют минеральные капли или таблетки, которые они добавляют в питьевую воду. Эти продукты содержат концентрированные жидкие минералы и обеспечивают точный контроль над дозировкой. Щелочные кувшины с минеральными картриджами являются еще одним вариантом, хотя они могут не полностью восстановить минеральный профиль простой RO воды. Самое простое решение - обеспечить богатую минералами диету: потребление молочных продуктов, листовой зелени, орехов, семян и рыбы может компенсировать минеральные потери, полученные из воды. Для людей с высокими минеральными потребностями может быть уместной поливитаминная или минеральная добавка, хотя это следует обсудить с поставщиком медицинских услуг.

Практические рекомендации для владельцев RO

Вкус и качество

Многие люди считают, что реминерализованная вода RO на вкус более гладкая и приятная, чем обычная вода RO, которая иногда может на вкус «плоская» из-за низкого содержания ионов.Присутствие минералов не только усиливает вкус, но и повышает способность воды эффективно гидратировать, так как некоторые исследования показывают, что вода с умеренным TDS лучше усваивается организмом, чем очень чистая вода.

Техническое обслуживание и расходы

Системы RO требуют регулярных изменений фильтров для поддержания производительности. Предфильтры и постфильтры (включая картриджи для реминерализации) обычно нуждаются в замене каждые 6-12 месяцев, в то время как сама мембрана RO может длиться от 2 до 5 лет в зависимости от качества и использования кормовой воды. Годовые затраты на техническое обслуживание фильтров варьируются от 50 до 200 долларов. Картриджи для реминерализации добавляют еще от 20 до 60 долларов в год. Некоторые системы также производят сточные воды - обычно от 3 до 4 галлонов отходов на каждый галлон очищенной воды - что может вызвать проблемы с окружающей средой и водоснабжением для некоторых домашних хозяйств. Более новые, более эффективные мембраны могут снизить это соотношение до 1:1 или лучше.

Воздействие на окружающую среду

Для домовладельцев на муниципальном водоснабжении это может быть приемлемым, но в районах с нехваткой воды соотношение отходов является реальным фактором. Без резервуаров или по требованию системы RO могут уменьшить отходы путем переработки некоторых отбрасываемых вод. Альтернативой является использование RO только для питья и приготовления пищи, а не для всех бытовых потребностей в воде. Кроме того, пластиковые отходы из отработанных фильтров-картриджей добавляют к экологическому следу, хотя некоторые производители теперь предлагают программы утилизации для этих компонентов.

Заключение

Обратный осмос является одним из наиболее эффективных методов очистки питьевой воды, удаления широкого спектра загрязняющих веществ, которые не может сама по себе фильтрация углерода. Его значительное снижение содержания минералов, однако, является важным фактором для потребителей, чтобы взвесить. Для большинства людей, которые едят разнообразную диету, потеря минералов из воды RO вряд ли нанесет немедленный вред, но долгосрочная зависимость от деминерализованной воды без диетической компенсации может способствовать дефициту, особенно для уязвимых групп населения. Фильтры реминерализации и другие стратегии обеспечивают простой, доступный способ восстановления необходимых минералов и улучшения вкуса. В конечном счете, решение использовать обратный осмос должен быть проинформирован о вашем местном качестве воды, потребностях в здоровье и личных предпочтениях. При правильном планировании RO может быть безопасным, здоровым выбором для чистой воды без ущерба для минералов, в которых нуждается ваш организм.

Для дальнейшего чтения обратитесь к отчету ВОЗ о рисках для здоровья, связанных с употреблением деминерализованной воды или базовой информации EPA об обратном осмосе . Дополнительные данные о содержании минеральных веществ в воде можно найти в ресурсном центре USDA Nutrition.gov .