6. Электрохимические
установки для очистки питьевой
воды"ИЗУМРУД"
(Функциональные
характеристики, особенности, сравнение
с бытовымиводоочистителями других систем,
условия эксплуатации, биологические
свойства очищенной воды)
В настоящее
время на мировом рынке продается
более тридцати тысяч разновидностей
бытовых систем очистки
питьевой воды. Основными методами
очистки воды в бытовых устройствах являются
сорбция (преимущественно с использованием
активированного угля), фильтрация (микрофильтрация,
ультрафильтрация, обратный осмос), ионный
обмен, ультрафиолетовое облучение, серебрение.
Широко применяется
комбинирование этих методов.
Сравнительно
недавно появились установки
нового поколения "Изумруд",
в которых очистка воды
производится электрохимическим
и каталитическим способами. Эти
установки уникальны и не имеют
прямых аналогов. Вопрос о преимуществах
и недостатках различных моделей бытовых
водоочистителей в конечном итоге будет
решен потребителем и соответствующими
медико-биологическими и гигиеническими
службами. Идеальных установок для очистки
питьевой воды не существует.
Неизвестно также, какая вода в пределах
характеристик, регламентированных ГОСТ,
является наилучшей для организма каждого
конкретного человека. Здесь излагается
точка зрения разработчиков
установок "Изумруд", основанная
на собственных наблюдениях и на данных
испытаний, проведенных независимыми
лабораториями и научными центрами. Водоочистители
адсорбционного, ионообменного,
мембранного и адсорбционно-мембранного
типа задерживают микроорганизмы,
которые размножаются на внутренних поверхностях
установок, в порах сорбентов, на поверхности
фильтрующих мембран. Даже в тех случаях,
когда выход из адсорбционной или мембранной
системы водоочистной защищен
противомикробным фильтром, бактерии
могут размножаться на выходной
поверхности противомикробного фильтра
и на внутренних поверхностях выходных
магистралей, что является фактором
эпидемиологического риска. Поэтому адсорбционные,
ионообменные, мембранные и
комбинированные бытовые водоочистительные
системы непригодны для работы с водой,
небезопасной в микробиологическом отношении.
Установки
"Изумруд" свободны от указанного
недостатка , поскольку даже при
сверхвысоком содержании
в исходной воде бактериальных
и вирусных тел 106 - 108 в одном
миллилитре (мл) после очистки
в установках "Изумруд" количество
микроорганизмов в воде уменьшается до
10 - 102 на мл (на пять-шесть порядков).
Соответствующие данные получены при
проведении анализов в лабораториях
Беркширской и Оклендской микробиологических
служб (Великобритания). Кроме того, в момент
электрохимической обработки вода приобретает
бактериостатические характеристики,
аналогичные свойствам родниковых
вод. Вследствие этого выходные магистрали
электрохимических водоочистителей
не подвергаются инфицированию. В процессе
длительного хранения вода, очищенная
в установках "Изумруд", может утратить
бактериостатические свойства.
Бактерицидные вещества, образующиеся
в анодной камере электрохимического
реактора, обладают очень высокими
антимикробными свойствами, намного превосходящими
по эффективности обычные антисептики
(хлорамин и др.). Эти вещества, присутствующие
в воде в пропорции 1 : 1000, обеззараживают
ее даже в случае интенсивного микробного
обсеменения. При этом погибают не только
возбудители типичных желудочно-кишечных
инфекций (возбудители дизентерии, сальмонеллеза,
холерный вибрин), но и экзотические патогенные
микроорганизмы тропических стран. Этот
факт подтвержден наблюдениями
сотрудников Британской компании Enigma
во время Руандийского кризиса,
а также данными по обеззараживанию воды
плавательных бассейнов в Москве и в г.
Лас-Вегас, Невада, США. В последнем случае
успешно подавлялся рост "черных водорослей"
(Black Algae).
Адсорбционные
устройства для доочистки питьевой
воды (чаще угольные) имеют ограниченную
сорбционную емкость , которая заполняется
со скоростью , зависящей от уровня загрязнений
в исходной воде: чем сильнее
загрязнена вода , тем быстрее исчерпываются
функциональные возможности
сорбента. После того как все сорбционные
места в порах сорбента заняты различными
веществами (адсорбатами) , начинается
процесс их десорбции. Этот процесс ускоряется
при бактериальном заражении
установки. В результате качество воды,
проходящей через отработанный
сорбент, ухудшается в еще большей степени.
В зависимости от индивидуальных условий
выход из строя угольного водоочистителя
по указанным причинам может наступить
в сроки от нескольких дней до
нескольких месяцев. Следовательно, здесь
необходим частый контроль качества воды
и при необходимости смена картриджа
, а это не всегда возможно по организационным
и экономическим причинам. Кроме
того угольные сорбенты и ионообменные
смолы плохо удаляют из воды соединения
тяжелых металлов и избыточные минеральные
компоненты.
Мембранные
фильтры тонкой очистки согласно
рекламным данным задерживают
90-95 % всех находящихся в
воде элементов и соединений,
в том числе необходимые для
человека и животных микро-
и ультрамикроэлементы (кальций,
магний, калий, натрий, литий, серебро,
фтор, йод и другие). Как известно
дистиллированная вода минерализацией
менее 0,01 г/л заведомо непригодна для питья.
Регулярное употребление деминерализованной
воды с содержанием солей менее 0,1 г/л обуславливает
физиологический дефицит полезных микро-
и ультрамикроэлементов, что отрицательно
сказывается на состоянии здоровья
населения некоторых регионов с низкоминерализованной
водой и у полярников, пьющих
снеговую воду. В соответствии с ГОСТ 2874-82
минерализация питьевой воды не должна
превышать 1,0 г/л. Во многих городах России
минерализация питьевой воды 0,2 - 0,5 г/л,
после очистки ее методом обратного
осмоса или ультрафильтрации потребитель
получит воду с концентрацией солей
0,01 - 0,05 г/л. Следовательно существующие
системы мембранных водоочистителей,
которые пропускают "только
воду", создают риск патологии, связанной
с потреблением чрезмерно обессоленной
воды.
Дефицит
микро- и ультрамикроэлементов
в организме может быть скорректирован
специальной диетой. Однако
некоторые микро- и ультрамикроэлементы
воды практически незаменимы.
При работе
с водой минерализацией 0,1 - 0,5 г/л
через электрохимический реактор
установки "Изумруд"
проходит ток силой 0,3 - 0,4 А.
В этом случае общая минерализация
обработанной воды почти не
меняется, ионы тяжелых металлов
переходят в форму нетоксичных
и труднорастворимых гидроксидов
и гидроксидоксидов, микробы, находящиеся
в воде, разрушаются, органические вещества,
а также неорганические токсические
соединения (в том числе нитраты и нитриты)
подвергаются анодной окислительной
деструкции. Сильные неорганические окислители
(в том числе хлор) и сверхактивные
радикальные частицы инактивируются в
реакционно-вихревой и каталитической
камерах. Эффективность удаления
активного хлора и хлор содержащих окислителей
в установках "Изумруд" не
менее 90 %.
Некоторые
покупатели жалуются на присутствие
запаха хлора в воде, прошедшей
через установку. На самом
деле это запах летучих сильных
окислителей, который воспринимается
как запах хлора. Период
жизни этих соединений не превышает
нескольких десятков минут, а концентрация
их очень мала и не создает токсикологического
риска. Водоочистители "Изумруд"
не всегда устраняют присутствующие в
воде запахи. Однако в этих случаях интенсивность
запаха свидетельствует, что постороннее
газообразное вещество улетучивается.
Достаточно подвергнуть очищенную воду
выстаиванию в обычной посуде
в течение нескольких часов и посторонние
запахи исчезнут. В зависимости от типа
установки очищенная вода меняет величину
ОВП, при этом кислотно-щелочные характеристики
очищенной воды близки к нейтральным значениям
(рН = 7). Высокий ОВП и ряд других
физико-химических условий в анодной камере
электрохимического реактора исключают
образование токсических хлорорганических
веществ и обеспечивают полную окислительную
деструкцию диоксинов, если
они содержатся в водопроводной воде.
Физиологически полезные микро- и ультрамикроэлементы
(кальций, калий, магний, литий, фтор и другие)
не образуют под влиянием электрохимической
обработки нерастворимых соединений и
остаются в составе питьевой воды. По данным
лаборатории фирмы Oaklend Calvert
Consaltants, Ltd (Engl.) при содержании в исходной
воде ионов серебра 68 мкг/л в
очищенной воде содержание ионов серебра
составило 56 мкг/л, то есть потерь серебра
не было. В то же время токсичные
ионы металлов (меди, железа, олова, алюминия,
ртути, цинка, хрома удалялись на
85-99,9%.
Присутствующие
в воде радионуклиды также
превращаются в формы нерастворимых
соединений, которые частично
оседают на катоде и удаляются при промывании
установки. Если эти соединения
попадают с водой в желудочно-кишечный
тракт, то они не всасываются в кровь и
удаляются из кишечника естественным
путем. Естественное свойство
полезных для организма микро- и ультрамикроэлементов
состоит в том, что в результате
окислительно-восстановительных реакций
они не участвуют в образовании
труднорастворимых или нерастворимых
комплексов. Это увеличивает вероятность
участия этих элементов в биохимических
реакциях и делает их совместимыми с организмом.
По этой же причине полезные
элементы не образуют нерастворимых комплексов
при электрохимической обработке и
сохраняются в очищенной воде в ионизированной
форме. В то же время элементы легко вступают
в химические комплексы, в том
числе с белковыми соединениями. Как правило
они денатурируют белок и поэтому
токсичны. Однако по причине склонности
вступать в комплексы токсичные элементы
при электрохимической обработке
переходят в нерастворимые и безопасные
для организма формы. Избирательное
сохранение в воде полезных ионов и удаление
вредных - уникальная естественная
особенность электрохимических водоочистителей.
Гидроксиды
и гидроксидоксиды тяжелых металлов
могут растворятся в крепких
кислотах, в том числе в
соляной кислоте. Соляная кислота в норме
присутствует в желудочном соке. Но желудочный
сок сам по себе или в присутствии
перевариваемой пищевой массы представляет
собой сложную органическую
среду, содержащую белки и полисахариды.
Эти соединения играют роль внутренних
адсорбентов (энтеросорбентов),
которые легко связывают молекулы гидроксидов
и гидроксидоксидов. В таком виде
гидроксиды и гидроксидоксиды тяжелых
металлов защищены от действия соляной
кислоты. Поэтому они не растворяются
в желудке, а затем выводятся из организма
естественным путем. Аналогичным
образом наши внутренние сорбенты связывают
хлопья солей жесткости, оксидов железа.
Эти компоненты практически
безвредны для организма. Однако их присутствие
в питьевой воде меняет ее вкус
и нежелательно по эстетическим соображениям.
Избавиться от хлопьев солей жесткости
или ржавчины можно только с помощью фильтрации.
Электрохимическая
обработка в этом случае малоэффективна.
При работе с водой, содержащей
хлопьевидные взвеси, фильтры тонкой очистки
воды быстро забиваются и выходят из строя.
Водоочистители "Изумруд" хорошо
удаляют из воды фенол и тетрахлорэтилен
(на 90 - 99,9% в зависимости от исходной
концентрации). Суммарное количество органических
соединений в воде после электрохимической
очистки уменьшается на 1/3. В загрязненной
питьевой воде большую опасность
представляют гидрофобные токсины. В результате
анодного окисления эти токсины
переходят в относительно безвредные
гидрофильные формы, которые легко удаляются
из организма с физиологическими
выделениями.
Таким
образом, электрохимическая очистка
воды в установках "Изумруд"
при правильной эксплуатации
обеспечивает:
обеззараживание
воды;
эффективное удаление
или инактивацию токсических
элементов и соединений;
удаление избыточных
концентраций солей и компонент
твердого осадка;
направленное
изменение ОВП и активацию
воды при сохранении нейтральных
кислотно-щелочных
характеристик ;
сохранение нормального
количества биологически полезных микро-
и ультрамикроэлементов.
Ряд элементов
и соединений в процессе электрохимической
обработки подвергаются трансформации
и остаются в воде в измененном
виде. Возникает вопрос: представляют
ли эти вещества опасность
для здоровья потребителя? Ответ
на подобный вопрос представляется оптимистическим.
Дело в том, что интенсивное
окислительно-восстановительное воздействие
лежит в основе универсального
механизма разрушения различных химических
ядов. При этом образуются промежуточные
менее токсичные или нетоксичные
продукты. Доказательством тому служат
медицинские исследования процессов
прямой и непрямой электрохимической
детоксикации крови (Н.А. Лопаткин, Ю.М.
Лопухин. Эфферентные методы
в медицине. М. "Медицина". 1989. С. 320-340).
Пропускание через кровь слабого
постоянного электрического тока или
введение в сосудистую систему электрохимически
синтезированных окислителей сопровождалось
значительным уменьшением общей токсичности
крови за счет разложения ядовитых
продуктов и метаболических шлаков. Электрохимическая
детоксикация водных сред, в
том числе питьевой воды основана на аналогичном
принципе. Функциональная особенность
электрохимического реактора установок
"Изумруд" состоит в том, что вода
подвергается раздельной (униполярной)
обработке в анодной и катодной камерах,
что повышает эффективность
обеззараживания и очистки.
Установки
"Изумруд" не подвергаются
вторичному инфицированию микрофлорой.
Однако электрохимические
водоочистители не предназначены
для работы с деминерализованной или
мутной водой.
Традиционные
фильтры тонкой очистки согласно
рекламным данным должны задерживать
подавляющую часть находящихся
в воде элементов, соединений,
частиц и микроскопических
организмов. С нашей точки зрения
бытовые водоочистители мембранно-адсорбционного
типа могут подвергнутся заражению
вторичной микрофлорой, удаляют из воды
биологически полезные элементы,
не имеют механизма направленного действия
на показатели ОВП и рН.
При пользовании
бытовыми очистителями воды разных систем
риск потребителя определяется
конкретными условиями эксплуатции, соблюдением
инструкций по применению изделия, сервисными
характеристиками и общей культурой работы
с установкой. Установки
"Изумруд" имеют гигиенический сертификат
и проходили медицинские испытания в ряде
клиник и научных центров г. Москвы (в Центре
эфферентной медицины, в Центре колопроктологии,
в урологическом отделении Городской
клинической больницы N 67, в Бассейновой
больнице N 6, в Госпитале ветеранов
войны), г. Санкт-Петербурга (Санкт-Петербургская
государственная медицинская
академия им. И.И.Мечникова, детский сан.
"Огонек" и т. д.).
Ресурс
водоочистителей "Изумруд"
не менее 1000000 л без замены
работающего элемента при
правильном уходе за установкой. Водоочистительные
системы адсорбционно-мембранного действия
в реальных условиях эксплуатции
имеют ресурс работы около полугода, после
чего они выходят из строя или
требуют смены рабочих фильтров. Относительное
неудобство, связанное в регулярными
промывками установок "Изумруд" компенсируется
экономической выгодой и качеством
обработанной воды.
Представление
о том, что в процессе очистки
воды с помощью фильтрующих
или сорбирующих устройств
возможно задержать все вредные
вещества и сохранить полезные является
ошибочным. Разделить по признаку
полезности десятки тысяч различных растворенных
веществ принципиально невозможно
фильтрационными и сорбционными методами
как взятыми отдельно, так и в любых
возможных сочетаниях. Кроме того, концентрирование
содержащихся в воде полезных или вредных
веществ на поверхности фильтрующих мембран
или в порах сорбента всегда приводит
в первую очередь к задерживанию
микроорганизмов, к ускорению их размножения
и усиленному выделению микробных
токсинов в воду при одновременном резком
снижении фильтрующей или сорбирующей
способности активных элементов водоочистительного
устройства. Очистка воды в установках
"Изумруд" основана на использовании
процессов окисления и восстановления,
благодаря которым разрушаются
и нейтрализуются все токсические вещества
в природе. В установках "Изумруд"
природные процессы естественной окислительно-восстановительной
деструкции и нейтрализации
токсических веществ ускоряются многократно
за счет прямых электрохимических реакций,
а также благодаря участию в
процессах очистки электрохимически синтезированных
из самой очищаемой воды и растворенных
в ней солей высокоактивных реагентов:
озона, атомарного кислорода, пероксидных
соединений, диоксида хлора, короткоживущих
свободных радикалов. Это обеспечивает
высокую эффективность и экологическую
безопасность процесса очистки воды в
сравнении с другими известными
методами.