Премахва ли обратната осмоза минералите? Какво задържа мембраната и какво преминава
Обратната осмоза премахва повечето разтворени минерали от чешмяната вода, но не третира всички минерали по един и същи начин. Мембрана под налягане задържа електрически заредените частици в зависимост приблизително от заряда и размера им, затова двузарядните йони като калция и магнезия се отхвърлят по-последователно от еднозарядните йони като натрия, докато някои разтворени вещества се държат по различен начин. Практическият резултат е, че системата за обратна осмоза превръща твърдата, богата на минерали чешмяна вода във вода, близка до деминерализираната. Затова и водата след мембраната показва почти нулева стойност на TDS уреда, докато нещо не добави минерали обратно.
- Отхвърлянето от мембраната зависи главно от заряда и размера, а не от обикновено пресяване: калцият и магнезият се отхвърлят най-последователно, а натрият — в по-малка степен.
- Количеството флуорид и нитрат се намалява, но те не се елиминират напълно; степента зависи от конкретната мембрана и система.
- Показанието на TDS уреда измерва косвено концентрацията на разтворени йони чрез електропроводимостта, а не пряко безопасността или замърсителите.
- Дебатът за здравословните ефекти на деминерализираната вода се основава на ограничени доказателства. За повечето хора храната осигурява много повече калций и магнезий, отколкото някога е осигурявала питейната вода.
- Вграден постфилтър може автоматично да добавя минерали обратно след мембраната — за всеки, който предпочита да не ги дозира ръчно.
Как мембраната за обратна осмоза определя какво задържа и какво пропуска
Обратната осмоза работи, като прокарва водата през полупропусклива мембрана под достатъчно налягане, за да преодолее естествената склонност на водата да се движи в обратната посока — към страната с повече разтворени вещества. Порите на мембраната са достатъчно малки, за да не пропускат повечето разтворени вещества така, както преминават водните молекули, но те не са сита, каквито има във филтър за седименти, който задържа песъчинки. Дали даден минерал ще премине зависи повече от електрическия му заряд и поведението му в разтвора, отколкото само от размера на частиците.
Разтворените минерали в обикновената чешмяна вода съществуват под формата на йони: калцият има двоен положителен заряд (Ca2+), както и магнезият (Mg2+), докато натрият има само единичен положителен заряд (Na+). Като общо правило йоните с двоен заряд се отхвърлят по-последователно от тези с единичен заряд, защото взаимодействието им с повърхностната химия на мембраната е по-силно и те преминават през нея по-бавно чрез дифузия. Отхвърлянето зависи и от разтворимостта и размера на конкретния йон, затова минералите в една и съща чаша вода все пак могат да се държат различно.
Именно поради тази разлика на следващия въпрос — кои минерали премахва конкретната система и в каква степен — не може да се отговори с едно-единствено число за всички разтворени вещества.
Кои минерали премахва обратната осмоза и в каква степен
Обобщенията на ефективността на обратната осмоза, основани на източници за общественото здраве, посочват, че натрият и хлоридът се премахват ефективно, докато количеството на арсена, флуорида, радия, сулфата, калция, магнезия, калия и нитрата обикновено се намалява, но те не се елиминират напълно (източник: подробно обяснение на обратната осмоза; общо обобщение с позоваване на CDC). Таблицата по-долу представя това като типично поведение на най-често обсъжданите минерали, а не като лабораторно изпитана спецификация на конкретна мембрана или система.
| Минерал | Йон | Типично поведение при обратна осмоза |
|---|---|---|
| Калций | Ca2+ | Задържа се в голяма степен; двузарядните йони са сред тези, които се отхвърлят най-последователно. |
| Магнезий | Mg2+ | Задържа се в голяма степен заедно с калция по същата причина, свързана със заряда. |
| Натрий | Na+ | Количеството му се намалява значително, но не толкова напълно, колкото на калция или магнезия, защото има само единичен заряд. |
| Калий | K+ | Държи се подобно на натрия: количеството му се намалява, но не се елиминира напълно. |
| Бикарбонат / алкалност | HCO3- | Количеството му се намалява; загубата на алкалност е една от причините някои хора да усещат по-плосък, по-кисел вкус на водата от обратна осмоза. |
| Флуорид | F- | Количеството му се намалява, като степента варира между различните мембрани и системи. |
| Нитрат | NO3- | Количеството му се намалява, но не се елиминира; хората, които използват кладенчова вода и се притесняват от нитрати, трябва да приемат това за отправна точка, а не за заместител на изследването на пречистената вода. |
За флуорида и нитрата са установени и федерални максимални нива на замърсители в пречистената питейна вода — съответно 4,0 mg/l и 10 mg/l (като азот). Тези стойности описват какво количество може законно да съдържа чешмяната вода, а не доколко мембрана за обратна осмоза отхвърля всеки от двата йона, затова не бива да се възприемат като спецификация за ефективността на конкретна система. Читателите, които търсят конкретно отговор за флуорида, ще го намерят в по-подробния поглед към обратната осмоза и флуорида.
Защо показанието на TDS пада след мембраната (и се покачва след минерален филтър)
Нито ръчният TDS уред, нито вграденият дисплей на система без резервоар, като Hydrion Purity RO600 | Система за обратна осмоза под мивка, без резервоар, 600 GPD, интелигентен TDS дисплей, открива конкретни замърсители или проверява пряко безопасността. Уредът измерва електропроводимостта — доколко лесно водата провежда електрически ток. Електропроводимостта се увеличава или намалява според концентрацията на разтворените йони в пробата, така че показанието всъщност е косвен ориентир за броя на останалите йони, а не пряка оценка дали водата е безопасна за пиене.
Тази зависимост обяснява и защо числото спада толкова рязко при обратната осмоза. След като мембраната задържи повечето от описаните по-горе йони, във водата остават съвсем малко вещества, които да провеждат електричество. Затова показание, близко до нулата, отразява малкия брой йони, преминали през мембраната, а не е отделно измерване на здравословните качества на водата. EPA определя TDS като вторичен естетически показател с праг от 500 mg/l — стойност, свързана с вкуса и външния вид, а не със здравен лимит.
Същата логика обяснява и какво се случва след минерален постфилтър. Когато калцият, магнезият и другите минерали се добавят обратно във водата след мембраната, електропроводимостта отново се повишава, както и стойността на TDS на свързания дисплей. Покачването на показанието точно на това място във водопроводната система означава, че постфилтърът си върши работата, а не че мембраната започва да се поврежда. Читателите, които искат да разберат какво обичайно трябва да показва TDS уредът за тяхната система и кога промяната наистина е сигнал за нещо, което трябва да се провери, ще намерят подробно обяснение в статията какво трябва да показва TDS уредът при вода от обратна осмоза.
Има ли значение? Дебатът за деминерализираната вода
Премахването на повечето разтворени минерали от водата не е автоматично проблем, но не е и автоматично безвредно; честният отговор е някъде между тези две позиции. Твърдостта на чешмяната вода се дължи главно на разтворените калций и магнезий. USGS класифицира водата от мека до много твърда според количеството на всеки от тях и описва самата твърдост като неудобство, а не като опасност за здравето. Същият източник отбелязва и един важен аргумент на Световната здравна организация: питейната вода може да е по-значим източник за хората, които и без това получават малко калций и магнезий от храната си.
Това уточнение има значение, защото за повечето хора, които се хранят обичайно, основната част от дневния прием на калций и магнезий идва от храната, а не от водата. Следователно количеството, което системата за обратна осмоза премахва от питейната вода, е малък дял от общия прием, а не специфичен риск, свързан с избора на обратна осмоза. В някои публикации много бедната на минерали вода се свързва с по-широки здравословни проблеми, но проучванията зад тези опасения обикновено се описват като ограничени или с по-ниско качество, а не като убедителни клинични доказателства. Нито едно от тях не е конкретно откритие за чешмяна вода, пречистена чрез обратна осмоза и използвана за обичайно пиене.
Въпросът за деминерализацията обаче се разглежда сериозно и в инженерни мащаби. В голямата инсталация за обезсоляване Ашкелон в Израел водата, от която са били отстранени минералите, е причинила симптоми на дефицит при напояваните култури. Затова израелските стандарти вече изискват минимално ниво на калций в пречистената вода, което се постига чрез допълнителен етап на обработка. Това показва реален ефект на деминерализираната вода, когато се използва в национален мащаб за селското стопанство, но не и при една домашна система, която подава вода към кухненски кран — обемите и употребата са различни. Това обяснява най-вече защо реминерализацията е възможна опция във всякакъв мащаб.
Именно затова някои купувачи добавят минерален етап след системата за обратна осмоза: не защото водата без него е опасна, а защото минералите влияят на вкуса и pH и за някои хора допълнителната стъпка си заслужава за повече спокойствие.
Какво можете да направите, ако искате да върнете минералите
Ако нищо от това не ви притеснява, най-лесно е да оставите водата точно такава, каквато я произвежда системата. Това е стандартната настройка на повечето системи за обратна осмоза и именно тя е описана във всички предишни раздели.
Ако искате да върнете минералите, има два практични начина. С минерални капки можете ръчно да добавяте отмерено количество всеки път, когато пълните чаша или кана. В специалното сравнение минерални капки или вграден минерален филтър за вода от обратна осмоза можете да видите как този метод се съпоставя с фиксиран вграден филтър.
Другият вариант е вграден постфилтър, монтиран след мембраната, който автоматично обработва водата за всяка чаша, без да се налага ръчна намеса. Hydrion TAM3 алкален минерален филтър | Реминерализиращ постфилтър за обратна осмоза, pH 7,5+ е предназначен точно за тази цел: според продуктовата страница той връща във водата калций, магнезий, калий, цинк, желязо и натрий в йонна форма и повишава pH над 7,5. Когато се монтира към система като RO600, той също е причината стойността на TDS на свързания дисплей да се покачи след мембраната — точно както е обяснено в предишния раздел. Това означава, че филтърът добавя минерали, а не че има повреда, която трябва да се отстрани.
Подробните инструкции стъпка по стъпка, включително кога е най-подходящо да се направи това и как да разберете кога касетата трябва да се смени, ще намерите в статията защо и как да реминерализирате вода от обратна осмоза. А читателите, които искат първо да разберат по-общо как работи обратната осмоза, преди да се съсредоточат конкретно върху минералите, могат да започнат с пълното ръководство за филтриране чрез обратна осмоза.
Накратко, когато мембраната премахва повечето разтворени минерали, тя работи точно както е предназначена да работи, а стойността на TDS измерва същата промяна. Дали това има значение за вас зависи от това доколко приемът ви на минерали изобщо е разчитал на чешмяната вода; останалото е въпрос на вкус, pH и предпочитания — именно за това служи минералният постфилтър.