Фильтры для воды: струя из крана - чистая без обмана?

Попробуем разобраться, какие отечественные и зарубежные модели фильтров представлены сегодня на рынке и чем они отличаются друг от друга.

Текст Елена ОМЕЛЬЧЕНКО. 

Фильтруй. И без базара

Что бы ни говорили о плохом качестве нашей водопроводной воды, все же качество очистки на городских станциях в России довольно высокое, по сравнению со многими странами мира. И все-таки вода из городского водопровода нуждается в дополнительной очистке перед употреблением в пищу.

Во-первых, изношенные трубы и дают примеси: ржавчина, осадок, отходы сельскохозяйственной деятельности.

Во-вторых, цикл предварительной очистки не гарантирует полного удаления тяжелых металлов, солей жесткости, нитратов, пестицидов, а также органических примесей (во взаимодействии с хлором они могут привести к образованию веществ с канцерогенным и мутагенным действием).

Наконец, в-третьих, в большинстве случаев водопроводная вода характеризуется повышенным содержанием хлора, который вносится на станциях в целях обеззараживания воды.

В условиях городской квартиры обычно используют фильтры четырех основных типов.

Фильтры кувшинного типа

Принцип фильтрации в таком устройстве предельно прост: вода просачивается через сменный картридж, прямой связи с водопроводом фильтр не требует. Объем такого кувшина находится в диапазоне от 1,8 до 4,8 л, а скорость фильтрации составляет не более 0,4 л/мин.

Внутри сменного картриджа находится специальный сорбент (обычно — активированный гранулированный или волокнистый угольный сорбент). Одно из важных преимуществ моделей — возможность использования картриджей разного назначения, т.е. для умягчения, очистки от хлора и т.д.

Главный недостаток фильтров-кувшинов — необходимость довольно частой смены картриджей (их ресурс редко превышает 350 л), то есть такие фильтры недешевы в эксплуатации. Диапазон цен на фильтры-кувшины составляет от 400 до 1000 рублей. Сменные кассеты-картриджи к таким фильтрам стоят, в зависимости от степени фильтрации, от 150 до 250 рублей, а менять их — и, соответственно, покупать новые, рекомендуется примерно раз в два месяца.

Специальные насадки на кран

Скорость фильтрации в таких моделях примерно такая же, как и в фильтрах-кувшинах, а вот ресурс адсорбирующих примеси и вредные вещества картриджей в два-три раза выше. Приобрести фильтры-насадки можно, в зависимости от числа степеней очистки, за 200-1200 руб. Единственное серьезное неудобство таких моделей — необходимость надевать насадку на кран для получения питьевой воды.

 Настольные проточные фильтры

Эти устройства устанавливаются вблизи водопроводного крана и при необходимости получения чистой воды быстро подсоединяются к нему с помощью гибкого шланга. Очищается только питьевая вода, а при расходе технической воды — например, для мытья посуды — ресурсы картриджа и фильтра не тратятся. Скорость фильтрации в 3-4 раза выше, чем в фильтрах-кувшинах, а длительность использования больше чуть ли не в десять раз. Стоимость таких фильтров увеличивается, по сравнению с фильтрами-кувшинами, пропорционально ведущим характеристикам и составляет от 2700 до 10 000 руб.

Стационарный проточный фильтр

Он может состоять из одного или нескольких корпусов, встроенных в водопроводную систему и располагающихся под мойкой — рядом или друг над другом. При этом на мойку выводится дополнительный кран для питьевой воды, а воду для непищевых целей вы продолжаете брать из обычного крана. Такие фильтры имеют очень большой ресурс (от 4000 до 15 000 л), для них также характерна высокая скоростью фильтрации (от 2 л/мин.).

Как происходит фильтрация

В таблице мы рассказали об основных видах фильтров для городских квартир. Давайте теперь разберемся, какие применяются технологии очистки воды в домашних фильтрах и чем они отличаются друг от друга.

Сорбционная фильтрация редко применяется сама по себе, чаще — в сочетании с другими видами очистки. Сорбция значит «поглощение», и в качестве такого «поглотителя» обычно используют активированный уголь. Гранулированные или волокнистые активированные угольные сорбенты поглощают хлорсодержащие соединения и пестициды. Известно несколько видов сорбентов, но в промышленности чаще всего применяются кокосовый (из скорлупы кокосовых орехов) и березовый активированный уголь.

Для изготовления картриджей-сорбентов, предназначенных для очистки воды, предпочитают применять кокосовый уголь. Он механически более прочный и, следовательно, в меньшей степени подвергается стиранию в процессе транспортировки и последующей эксплуатации.

Кроме того, он содержит меньшее количество примесей, в том числе, и железа, и имеет в 2-3 раза большую сорбционную емкость, по сравнению с активированным березовым углем. Такие показатели обусловлены свойствами скорлупы кокосовых орехов: они имеют плотную и равномерную структуру, позволяющую проводить «глубокую» активацию углей без потери механической прочности отдельных гранул.

Действие ионообменной фильтрации направлено на избавление от тяжелых металлов и солей, которые придают воде жесткость, и называется также процессом умягчения воды. В химической реакции участвуют ионообменные смолы.

При электрохимической фильтрации, или электрохимической очистке, вода, которая проходит через несколько емкостей специальной конструкции, находящихся под сильным электрическим полем, и подвергается сложным окислительно-восстановительным реакциям. В результате этой операции полностью уничтожаются все вредные примеси, а также вирусы и бактерии. Такой способ очистки наиболее производителен и имеет практически неограниченный ресурс применения. Некоторое неудобство заключается в том, что прошедшую данную систему очистки воду в течение нескольких часов пить не рекомендуется, так как увеличивается ее кислотность.

Мембранная фильтрация, или система обратного осмоса. Суть этой крайне популярной технологии — в той же механической очистке, но уже на молекулярном уровне. Фильтрующая тонкопленочная мембрана пропускает через мельчайшие поры (порядка 0,0001 микрона) только молекулы воды, ведь диаметр пор мембраны примерно в 200 раз меньше размеров вирусов и в 4000 раз меньше размера бактерий.

Процесс фильтрации обеспечивается под воздействием внешнего давления, превышающего осмотическое (при котором происходит выравнивание концентраций растворов): вода начинает двигаться из раствора с большей концентрацией солей в раствор с меньшей концентрацией.

Практически все методы фильтрации в очистителях воды комбинируются, в последнее время все чаще в прайс-листах встречаются фильтры с многоступенчатой очисткой. В таких агрегатах на первой стадии очистки удаляются нерастворенные химические соединения, взвеси, песок и прочие подобные загрязнения размером примерно до 5 микрон.

В большинстве моделей многоступенчатых фильтров на этом этапе работает простой полипропиленовый фильтр. Следующий этап — сорбционная фильтрация, при которой происходит поглощение хлора и других органических соединений (если не удалить из воды хлорсодержащие соединения, практически невозможной становится последующая, мембранная очистка, поскольку хлор действует на мембрану разрушительно). Напоследок вода проходит через мембрану — обратноосмотическую систему, окончательно очищающую воду от вредных примесей и шлаков.

Какой должна быть питьевая вода?

Изучением проблемы водных ресурсов и чистой воды специально занимается ЮНЕСКО, поддерживая инициативы и проекты различных сообществ и отдельных людей во всем мире. В России, например, школы со статусом ЮНЕСКО многое делают для осуществления проекта «Великий Волжский речной путь». Во многих государствах мира, а с 1995 года и в нашей стране, 22 марта отмечается «Международный день воды».

Производные хлора — хлороформ, четыреххлористый углерод — накапливаются в организме. По заключению Всемирной организации здравоохранения, в 70% случаях они являются причиной раковых заболеваний. Кроме того, содержащийся в водопроводной воде остаточный хлор и алюминий приводят к заболеваемости детей (злокачественные новообразования, пневмония, гастрит, экзема) и ранней смертности взрослых (рак, болезнь Альцгеймера и так далее). По данным американских исследователей, 15-летнее ежедневное употребление хлорированной водопроводной воды в 2-3 раза увеличивает смертность от рака кишечника по сравнению с теми, кто пил чистую озонированную воду. Даже если хлорированную воду прокипятить, от всех проблем избавиться невозможно. Ряд бактерий сохраняет свою жизнеспособность и после кипячения, а содержание хлора уменьшается лишь на 30%. При этом в воде не уменьшается содержание солей тяжелых металлов и органических загрязнителей. Никаким кипячением, замораживанием или отстаиванием воды в течение суток невозможно удалить токсичные хлорорганические соединения.

C1996 года гигиенические требования к качеству питьевой воды централизованных систем водоснабжения определяются СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». В этом документе показатели качества воды подразделяются на эпидемические, органолептические, радиологические и химические. Что это за показатели?

Эпидемические. В воде могут жить и развиваться многочисленные формы бактерий, простейших и высших организмов. На каждый их вид анализ не делают — слишком дорого и длительно. Выполняют анализ на наличие так называемых «показательных» микробов, которые предупреждают о возможности загрязнения источника той или иной патогенной микрофлорой, например, кишечной палочкой. Ее количество в 1 л воды носит название коли-индекса. Второй показатель — общее микробное число. Это количество бактерий, образующих колонии, в 1 мл воды. Согласно требованиям СанПиНа, оба показателя должны быть равны нулю. Полностью должны отсутствовать и простейшие.

Радиологические показатели. Определяются эти показатели дозиметрическими приборами. Общая α-радиоактивность воды не должна превышать 0,1 Бк, а β-радиоактивность — 1 Бк на 1 л воды.

Химические показатели. Водородный показатель рН — это, проще говоря, показатель кислотности. В соответствии с ним, вода может быть нейтральной (рН = 7), щелочной (рН > 7) или кислотной (рН < 7).

Общая минерализация определяется по массе сухого остатка, получаемого путем выпаривания установленного объема воды. Этот показатель должен быть не более 1000 мг/л.

Органические и неорганические вещества. Общее число химических веществ, которые могут появиться в воде в результате производственной и прочей деятельности человека, превышает 50 000. Протестировать воду на содержание каждого из них просто невозможно. Интересно, что с 1 июля 2002 г. впервые оговаривается не только верхнее, предельно допустимое содержание элементов, но и нижнее. Относится это, естественно, не ко всем веществам, а только к тем минеральным веществам, которые привычны и полезны для организма. Например, жесткость воды должна находиться в пределах 1,5-7 мг-экв/л, щелочность — 0,5-6,5 мг/л, кальций — 25-80 мг/л, магний — 5-50 мг/л, калий — 2-20 мг/л, бикарбонаты — 20-400 мг/л, фторид-ион — 0,06-0,2 мг/л и йодид-ион — 40-60 мкг/л. Такой подход несколько ограничивает применение методов очистки, снижающих в воде содержание минеральных веществ практически до нулевого уровня.

Органолептические показатели. Запах и привкус. Для оценки этих двух показателей используется пятибалльная шкала: 1 балл — очень слабый; 2 — слабый; 3 — заметный; 4 — отчетливый; 5 — очень сильный. Питьевая вода не должна иметь оценку выше двух баллов. Причем не при комнатной температуре, а при 60 °С, когда и запах, и привкус многократно усиливаются (вы тоже можете взять этот способ оценки на вооружение). Правда, определяется и то и другое, выражаясь языком специалистов, органолептически, а проще говоря, «на вкус» и «на нюх».

Жесткость воды подразделяют на временную и постоянную. Временную жесткость вызывает содержание в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые оседают при кипячении в виде накипи. Постоянная жесткость обусловлена наличием таких солей кальция и магния, как нитраты, сульфаты и т. д. Она не вредна для человека и является основным источником получения организмом кальция и магния. При анализе воды определяют общую, суммарную жесткость в милиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л). Для питьевой воды она не должна превышать значение 7 (но не менее 1,5).

Окисляемость воды. Она обусловлена наличием органических веществ, а также ряда легкоокисляющихся неорганических примесей (двухвалентное железо, сероводород и т. д.). Для определения этого показателя чаще всего используется метод окисления воды перманганатом калия (марганцовкой), в соответствии с чем и сам показатель обычно называют перманганатной окисляемостью. Для питьевой воды он не должен превышать 5 мг/л.