Чистая питьевая вода нужна человеку постоянно, ведь почти четверть массы тела составляет вода, а содержание жидкости в организмах достигает 85 %. Вода регулирует все функции организма. Движение воды — единственный способ переноса питательных веществ в организме, витаминов, гормонов. Как только вода поступает к обезвоженным клеткам организма, то запускается жизненно важные химические процессы.
Установлено, что взрослому человек необходимо от 2 до 2,5 литров воды в день. Уровень кислорода в кровеносной системе прямо зависит от количества выпитой воды. Чистая питьевая вода улучшает состояние кожи. Вода помогает почкам выводить из организма токсины. Вода регулирует температуру тела. Вода нужна и для правильного функционирования мозга [5, 6, 7].
А где же брать чистую воду? Являются ли бытовые фильтры достаточным средством для полной очистки водопроводной воды от примесей?
В статье классифицированы бытовые фильтры, имеющиеся в продаже, описан принцип действия бытовых фильтров для очистки водопроводной воды и определена эффективность их применения посредством анализа некоторых показателей качества воды по методикам ГОСТа [1].
Классификация фильтров.
Задача фильтров для воды — эффективно и необратимо удалять вредные примеси. Глубоко очищая воду, фильтр должен удерживать все накопленные загрязнители. А материалы, используемые для производства, должны быть безопасны для здоровья потребителя.
По интернет-материалам [3, 4] составлена классификация бытовых фильтров по различным критериям. Данные приведены в таблице.
Таблица 1.
Классификация фильтров
Результаты социологического опроса.
Насколько широко используют фильтры для бытовой очистки воды? В социологическом опросе приняли участие учащиеся и учителя лицея, друзья и знакомые автора.
Вопросы:
· используете ли вы дома фильтры для очистки воды?
· какие фильтры вы используете?
Таблица 2.
Результаты социологического опроса
Диаграмма 1. Результаты социологического опроса
Поскольку чаще всего используются фильтры компании Аквафор, мы уделили особое внимание строению сорбционных фильтров семейства Кристалл и фильтра типа «Кувшин».
Практическое изучение фильтров компании Аквафор.
Сорбционные фильтры семейства Кристалл относятся к устройствам, установленным под мойкой, их врезают в магистраль холодной воды с отдельным краном для чистой воды. Фильтр состоит из трех сменных модулей.
1. Сменный модуль для предварительной очистки воды К-1. Осуществляет предварительную очистку воды от органических примесей, тяжелых металлах, активного хлора, уменьшает все общие примеси, включая бактерии отфильтровывает частицы до 5 микрон. Используется увеличенное содержание аквалена, имеет повышенную грязеемкость, активно удаляет коллоидное и растворенное железо, содержит серебро в активной ионной форме.
2. Сменный модуль для глубокой очистки воды К-2. Сменный фильтр для глубокой очистки питьевой воды. Изготовлен с использованием мелкодисперсионного активированного кокосового угля, отфильтровывает частицы до 3 микрон, удаляет органические примеси и активный хлор. Используется ионообменное волокно аквален с модифицированными активными хилатными гранулами, содержит серебро в активной ионной форме.
3. Сменный модуль для финишной очистки воды К-3. Сменный фильтр для заключительного этапа очистки питьевой воды. Изготовлен из порошкообразного активированного кокосового угля, удаляет остаточные концентрации органических примесей и тяжелых металлов, отфильтровывает частицы до 0,8 микрон, аквален распределяет потоки воды в сверхплотной фильтрующей среде для достижения наилучшей очистки, содержит серебро в активной ионной форме [4].
Рисунок 1. Сменный модуль для финишной очистки воды К-2
При бытовой очистке воды все вредные примеси надо задержать очень быстро и в крайне малом объеме. Традиционно фильтры для воды используют активированный уголь как основное «рабочее» вещество. Вода, проходя сквозь фильтр, соприкасается с гранулами угля, оставляя на них часть вредных примесей. Некоторые загрязнения останавливаются механически (поверхность гранул упрощенно можно назвать шероховатой), другие связываются химически.
Главный элемент фильтра — это сам фильтрующий модуль. Заглянем внутрь модуля. В фильтрах аквафор используется качественный активированный уголь, выработанный из скорлупы кокоса, а так же современный волокнистый ионообменный материал — аквален. Аквален имеет большую поверхность за счет уникальной геометрии материала: диаметр волокна 10 микрон, площадь поверхности 1000 см2/ г, в отличии от гранул ионообменной смолы, так же используемой в фильтрах (диаметр — 700 микрон, площадь поверхности 10 см2/г). Главное химическое оружие аквалена специальные комплексы, которые настроены так, чтобы захватывать и надежно удерживать тяжелые металлы, при этом селективность их в 800 раз больше, чем к калию и магнию, поэтому аквален распознает и избирательно поглощает тяжелые металлы для воды любой жесткости. Так же в аквален возможно внедрение серебра в наиболее активной ионной форме, что позволяет увеличить эффективность фильтра в борьбе с бактериями. Главное достоинство фильтров аквафор — это синергический эффект. Синергия — явление, при котором в результате сложения нескольких компонентов у суммы появляются уникальные свойства, не присущие слагаемым [2, 3].
Обычные фильтры имеют две проблемы:
· в них нельзя использовать мелкий сорбент, так как его сопротивление потоку воды слишком велико
· не скрепленные ничем частицы под действием потока воды перемещаются и образуют каналы, через которые протекает вода без должной очистки
В фильтрах аквафор сорбент помещен в гидрофильную сетку из волокон аквален, что обеспечивает равномерное распределение воды, низкое гидродинамическое сопротивление и возможность использовать более мелкий сорбент. Сочетание волокон аквалена и мелких гранул сорбента предотвращает канальный эффект. Волокна аквалена как корни в почве надежно фиксируют гранулы, не позволяя им перемещаться. В результате очищаемая вода контактирует со всей площадью сорбента.
Исследование качества водопроводной и отфильтрованной воды по методикам ГОСТа.
Невская вода на водопроводных станциях проходит многоступенчатую очистку, прежде чем попадает к потребителю. Однако для обеззараживания воды используется гипохлорит натрия, а в качестве коагулянтов — соединения алюминия и железа. Конечно, за содержанием технологических примесей в воде тщательно следят, и содержание в воде активного хлора или алюминия не превышает ПДК, но максимально исключить все примеси из питьевой воды — весьма желательно. К тому же, вода, пока дойдет до потребителя, проходит многокилометровый путь по водопроводным трубам, что тоже не добавляет ей чистоты и прозрачности. Чтобы пить чистую воду, мы используем фильтры. Чтобы проверить, действительно ли фильтры очищают воду так хорошо, как указывается в рекламе, была исследована вода по некоторым характеристикам, методику для проведения которых нам предоставила главный технолог Северной водопроводной станции Шалугина Н.А.
Мы провели измерения следующих показателей:
1. Запаха (ГОСТ 3351-74 )
2. Вкуса ГОСТ 3351-74
3. Щелочности (ГОСТ 18190-72)
4. Остаточного активного хлора ЦВ 1.01.11-98 «А» ФР.1.31.2000.00140
Эти показатели были определены:
· у водопроводной воды;
· воды, отфильтрованной с помощью фильтра — кувшина с новым картриджем;
· воды, отфильтрованной с помощью фильтра — кувшина с картриджем, бывшем до этого в употреблении два месяца.
Таблица 3.
Результаты измерений
Этапы эксперимента.
Рисунок 2.
Рисунок 3.
Рисунок 4.
Наши измерения характеризуются большей погрешностью, чем те, что выполнены в профессиональной лаборатории, но нам было важны не абсолютные значения показателей параметров качества воды, а отличия этих показателей для водопроводной и фильтрованной воды, что нам вполне удалось.
Заключение.
На российском рынке представлено огромное количество фильтров. Классификация фильтров по различным критериям, социологический опрос сотрудников и учащихся лицея показали, что наиболее часто люди пользуются фильтрами Аквафор. Нами описано устройство двух сменных блоков фильтров этой модели. Наибольшее количество фильтров основано на использовании сорбентов. Они более-менее эффективно очищают воду лишь от избытка хлора и органических веществ. Материал аквален, использующийся в фильтрах Аквафор в сочетании с различными сорбентами полностью очищают воду от остаточного хлора и большинства примесей, однако эффективность очистки снижается при длительном использовании. Эти выводы подтверждены теми результатами измерений, которые были получены. Можно констатировать, что фильтры Аквафор — весьма эффективное устройство для получения качественной питьевой воды, но пока у нас нет данных об объеме воды, которую можно пропустить через фильтр, пока его свойства отвечают стандартам качества. Руководствуясь полученными результатами можно сказать, что фильтр-кувшин, который был в эксплуатации два месяца, значительно хуже очищает воду, но у нас нет сведений о количестве воды, очищенной этим устройством. По результатам проведенного нами исследования мы можем рекомендовать фильтры компании Аквафор для бытовой очистки водопроводной воды с уменьшением срока эксплуатации устройства, указанного в паспорте.
Список литературы:
1.Александров В.М. Методы санитарно-гигиенических исследований, МЕДГИЗ, 1955.
2. Официальный сайт компании Аквафор — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.aquaphor.ru/aqualen (дата обращения 18.04.2013).
3.Официальный сайт компании Аквафор — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.aquaphor.ru/filters (дата обращения 15.04.2013).
4.Официальный сайт компании Алтаом — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://altaom.ru/index.php?categoryID=568 (дата обращения 18.04.2013).
5.Энциклопедия для детей. Техника. Том 14. М.: Аванта 2000 год.
6.Энциклопедия для детей. Физика. Том 16. М.: Аванта 2000 год.
7.Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. М.: Аванта 2000 год.