Передбачувані проблеми.

1. Питна вода має містити мінерали.

Більшість мінералів, які зазвичай містяться в питній воді, необхідні для здоров’я, проте практично кожна людина, яка дотримується звичайного раціону, споживає набагато більше мінералів, ніж потрібно для підтримки здоров’я. Надлишок мінералів виводиться із організму. Частка мінералів, яку ми отримуємо з питної води, мізерна в порівнянні з тим, що ми отримуємо з їжі. Більшість природних джерел води містять іони натрію, кальцію, магнію, хлориду, сульфату та бікарбонату як основні іонні компоненти. Хоча немає двох джерел води з однаковою концентрацією цих іонів, імовірно, менше 10 відсотків рекомендованої дієтичної норми будь-якого з мінералів ми можемо отримати з водою. Іншими словами, понад 90 відсотків необхідних нам поживних речовин надходять із їжі. Система зворотного осмосу ( система RO) не розрізняє мінерали. Якщо це іон, то система RO видаляє його. Небезпечні забруднювачі, такі як миш’як, свинець або ртуть, видаляються, так само видаляються і корисні мінерали такі, як кальцій, магній або калій. Вода повинна виконувати свою основну функцію, яка полягає в регулюванні температури тіла, змащуванні суглобів та транспортуванні поживних речовин та відходів у клітини організму та з них. Вода з низькою концентрацією домішок ідеально підходить до цих задач.

2. Очищена вода надто чиста та небезпечна для здоров’я.

Пити надчисту воду небезпечно, але пермеат зворотного осмосу далекий від поняття надчистої води. Найвища іонна чистота води, призначеної для промислових застосувань, таких як, наприклад, промивання напівпровідників або живлення котлів високого тиску, характеризується питомим опором 18,3 МОм x сантиметр при температурі 25^оС. Це приблизно дорівнює загальній мінералізації води (TDS) 0,03 мг/л. TDS – це загальна вага всіх розчинених речовин, як солей, так і органічних речовин у зазначеному обсязі води. Оскільки у питній воді зазвичай дуже мало розчинених органічних речовин, прийнято вважати, що TDS – це домішки у формі іонів. Вода чистотою 18,3 Мом x см є надзвичайно агресивною і прагне розчинити все, з чим стикається. Тепер розглянемо пермеат зворотного осмосу. Мембрани зворотного осмосу завжди відхиляють відсоток TDS. Більшість мембран RO мають відхилення TDS близько 95 відсотків, тому TDS пермеату становить близько 5 відсотків від TDS вихідної води. Інакше кажучи, якщо TDS вихідної води становить 400 мг/л, TDS пермеату становитиме 20 мг/л. Насправді TDS пермеату зазвичай трохи вища через явище, відоме як «проскок TDS». Коли система зворотного осмосу не виробляє воду, відбувається дифузія солей через мембрану на бік пермеату. За короткий проміжок часу TDS води з обох боків мембрани матиме однакові значення. Коли кран відбору відкривається і пермеат надходить із гідроакумулятора в кран, а система починає поповнювати воду, перша порція пермеату гідроакумулятор матиме високе значення TDS. Якщо споживається лише невелика кількість води, наприклад,  одна склянка очищеної води для пиття, з часом порції води з високим TDS, що надходять в резервуар для зберігання кожен раз, коли RO починає виробляти воду, збільшать TDS очищеної води. З іншого боку, якщо споживається велика кількість очищеної води, невелика кількість води з високим TDS розбавляється відносно великим об’ємом пермеату і загальний TDS води в гідроакумуляторі значною мірою не змінюється. Це означає, що характер використання може мати помітний вплив на TDS води, що зберігається. Це, а також ряд інших факторів за рамками цієї статті, ускладнюють точне прогнозування якості пермеату в накопичувальному гідроакумуляторі, але прийнятна оцінка полягає в тому, що TDS очищеної води становить близько 10 відсотків від TDS вхідної води. Повторна мінералізація здатна це значення значно збільшити. Водопостачання Ванкувера (Британська Колумбія, Канада) здійснюється із джерел талих снігів та дощової води з діапазоном TDS в межах від 12 до 25 мг/л. Такі низькі рівні TDS споживалися жителями Ванкувера протягом багатьох років без будь-яких доказів впливу води на здоров’я, що підтверджує безпеку вживання води з низьким TDS.

3. Система зворотного осмосу витрачає надто багато води.

Відсоток отримання очищеної води визначається як відношення швидкості пермеату до швидкості подачі вихідної води. Іншими словами, відновлення – це та частина потоку вхідної води у відсотках, яка проходить через мембрану і стає пермеатом. Вода, яка проходить через мембрану (концентрат), зазвичай скидається в дренаж. Відновлення зазвичай виражається у відсотках. У лінії скидання концентрату в дренаж встановлюється обмежувач потоку, функція якого створити тиск на мембрану і забезпечити достатній для очищення потік води в дренаж. Саме обмежувач потоку визначає відсоток відновлення у системі зворотного осмосу. Ранні моделі побутових систем RO мали відновлення близько 10%. Це означало, що близько 90% вхідної води, що надходить у систему, скидалося в каналізацію. Сучасні системи працюють із набагато вищим відсотком відновлення. Сучасні прямоточні системи підтримують віновлення  на рівні 50%, що означає що на кожен 1 літр очищеної води каналізацію скидається 1 літр промивної води. Проте, високе відновлення також створює потенційну проблему. Чим більший відсоток відновлення, тим більша концентрація забруднюючих речовин в обсязі промивної води. Промивна вода стає більш забрудненою і запобігання накопиченню відкладень на мембрані стає більш проблемним. Технологія зворотного осмосу заснована на безперервному видаленні забруднюючих речовин, що відбракували в потоці концентрату. Хоча ця вода, що скидається, зазвичай потрапляє в каналізацію, на сьогоднішній день її повторне застосування стає поширеним. Загальна мінералізація води для промивання є виключно функцією відновлення системи. Наприклад, при 30% відновлення мінералізація промивної води на 43 відсотки вище, ніж вхідної води. Якщо мінералізація вхідної води становить 300 мг/л, мінералізація води для промивання складе близько 429 мг/л. Воду такої якості можна використовувати для поливу кімнатних рослин, прання одягу та посуду, доливання води в акваріум та зрошення ландшафту.

4. Очищення вода має неприємний смак.

Смак суб’єктивний. Більшість скарг на неприємний смак водопровідної води викликано наявністю залишкового хлору, який повинні видаляти вугільні передфільтри систем зворотного осмосу для захисту тонкоплівкової мембрани.Тільки це видалення хлору вже значно покращує смак води для більшості людей. Приємний смак води переважно формується гідрокарбонатами та розчиненим киснем. Системи зворотного осмосу на відміну від раніше поширених систем дистиляції не видаляють розчинені гази, включаючи кисень, а відновлення вмісту гідрокарбонатів – завдання для модулів ремінералізації.

5. Система зворотного осмосу не ефективна щодо бактерій.

Це складне питання. Бактерії всюдисущі і здатні розмножуватися практично в будь-якому середовищі та за будь-яких умов. Характеристики відсікання молекулярної маси мембран зворотного осмосу передбачають, що усі без винятку бактерії, а також всі інші мікроорганізми будуть відфільтровані. Однак є фактичне підтвердження того, що якщо вода застоюється на поверхні мембрани протягом будь-якого періоду часу, бактерії з’являться на боці пермеату. Консенсус щодо пояснення фактичного механізму цього проникнення через мембрану відсутній, але переважна думка полягає в припущенні, що бактерії «проростають» через мембрану. Постійний рух вихідної води по поверхні мембрани якимось чином пригнічує ефект “проростання” бактерій через мембрану. На сьогоднішній день ми багато чого не знаємо про феномен «проростання», однак ми напевно знаємо, що усі побутові системи зворотного осмосу повинні працювати з мікробіологічно безпечною вхідною водою, в якій відсутні життєздатні патогени. У гідроакумуляторах систем зворотного осмосу також присутні бактерії, проте переважна більшість цих бактерій нешкідлива, не впливає на смак і запах і ми не знаємо про їхню присутність. Фактично ми маємо мінімум уявлення про те, як змінюється концентрація мікроорганізмів у гідроакумуляторах систем зворотного осмосу з часом. Муніципальна вода, для доочищення якої застосовують побутові системи зворотного осмосу,  містить достатню концентрацію дезінфікуючого засібу. Тільки тоді оброблена вода не міститиме патогенні бактерії і не стане причиною захворювань, незалежно від концентрації бактерій.

Чищення, дезінфекція та технічне обслуговування.  

Як часто потрібно очищати побутову систему RO? Чи потрібно її дезінфікувати? За допомогою яких методів? Відповіді на ці питання не такі прості, як Ви могли б припустити. Широко поширені інструкції в галузі очищення води полягають в тому, що заміна попереднього фільтра повинна проводитись кожні шість місяців або близько того. Проте, регламентована виробниками частота заміни мембранного елемента варіюється від шести місяців до трьох років. На мій погляд середній термін служби типової мембрани RO становить десять років. Це ґрунтується на рекомендаціях стандарту NSF/ANSI 58, який вказує на необхідність заміни мембрани при зниженні відштовхування солей до 75 відсотків. Термін служби попередніх фільтрів залежить від якості вихідної води. Багато виробників включають в комплект картридж осадової фільтрації на 5мкм і два картриджі з активованим вугіллям (гранульований та порошковий) для видалення хлору. Більшість дилерів вважають за краще замінювати всі попередні фільтри одночасно, включаючи постфільтр, переважно не змінюючи мембранний елемент. Обслуговування системи зазвичай обмежується очищенням гідроакумулятора та корпусів фільтрів. Фільтруючі картриджі та при необхідності мембрана замінюються. Хоча можна очистити мембранні елементи зворотного осмосу, через трудовитрати їх зазвичай просто замінюють. Як засоби для чищення застосовують миючі засоби і слабку кислоту (лимонну кислоту або оцет). Дезінфекція передбачає знищення мікроорганізмів і завжди слідує за етапом очищення або замінює його. Найбільш поширеним дезінфікуючим засобом є стандартний хлорний відбілювач («білизна»). Дезінфекція мембрани зворотного осмосу є як складним, так і спірним завданням. Дезінфікуючі засоби, що використовуються у водопідготовці, по суті є окислювачами, а всі окислювачі хімічно впливатимуть на тонкоплівкову мембрану. Якщо невелика концентрація окислювача періодично контактує з мембраною, ефект може не бути катастрофічним, але термін служби мембрани буде значно меншим. Зниження відштовхування солей разом із збільшенням швидкості пермеату – наслідки «хімічної атаки» мембрани з боку окислювача чи дезінфектора. Деградацію мембрани також збільшує вміст у вихідній воді заліза та солей жорсткості.  

Висновок.

Міжнародна база хімічних речовин включає близько 56 мільйонів назв і в середньому щорічно поповнюється на 50 000 нових синтезованих речовин. ГДК визначено лише для 1% потенційно небезпечних речовин, що забруднюють воду. Тисячі фармацевтичних компаній у всьому світі щорічно постачають на світовий ринок десятки мільйонів тонн ліків, з яких близько половини виводяться з організму людини в біологічно активній формі та в колосальних кількостях надходять у каналізаційні стоки. Через каналізаційні стоки фармацевтичні препарати безконтрольно надходять до питної води. Аналітичні можливості постійно вдосконалюються. Ми вже можемо регулярно вимірювати забруднюючі речовини у воді в концентраціях менше одного нанограма на літр і, ймовірно, незабаром зможемо вимірювати концентрації, які вимірюються в пікограмах на літр (в тисячу разів менше). При цьому ми, можливо, виявимо нові забруднюючі речовини. Нещодавнє визнання факту того, що навіть мікроконцентрації нових забруднюючих речовин, таких як деякі PFAS та PFOA, становлять небезпеку для здоров’я людини, у поєднанні з визнанням того, що в нашій питній воді міститься ще багато тисяч різних синтетичних речовин, призведе до безпрецедентного зростання продажів побутових систем зворотного осмосу.