Премахва ли обратната осмоза микропластмасите? Размер на порите, износване на мембраната и честни ограничения
Според праговете за размер, които водните институции действително публикуват, мембрана за обратна осмоза с толкова малка номинална стойност като тази в Hydrion Purity RO600 е значително под границите, които разграничават конвенционалното пречистване от усъвършенстваните методи, способни да улавят много малки частици. Това сравнение е показателно, но не е равнозначно на независимо изпитване, доказващо конкретен процент на отстраняване за този продукт, а въпросът дали с износването стареещата мембрана пропуска повече от тези частици остава празнина в изследванията, а не публикувана стойност. В останалата част на статията ще разгледаме размерите, какво е и какво не е известно за стареенето на мембраната и какво се случва с водата по пътя от мембраната до чашата.
- Световната здравна организация определя микропластмасите най-общо като пластмасови частици с размер под 5 милиметра, като частиците с размер под 1 микрометър се наричат нанопластмаси, макар да посочва, че широкото определение има ограничена практическа стойност конкретно за питейната вода.
- Публикуваните от СЗО прагове за пречистване поставят нанофилтрацията над приблизително 0,001 микрона, а ултрафилтрацията — над приблизително 0,01 микрона; посоченият размер на порите на мембраната RO600 от 0,0001 микрона е под двете стойности. Това е сравнение на размери, а не потвърден резултат за отстраняване на частици с този продукт.
- Няма публикувано изследване, което да е проверило дали с времето стареещата мембрана за обратна осмоза пропуска повече частици с размер на микропластмасите; СЗО посочва характеризирането на ефективността на пречистването като неизвършено изследване, а не като вече установено сравнение.
- Измервателят за TDS, включително вграденият дисплей на RO600, измерва разтворените твърди вещества, а не суспендираните частици, така че не би се очаквало да сигнализира за пластмасови частици, дори ако присъстват.
- Конкретният отговор, който може да се провери, на въпроса „мембраната ми все още ли си върши работата“ е посоченият график за смяна, а не предположение за ефективността: приблизително на всеки 6 месеца за филтъра PPC, на 12 месеца за филтъра TC и на 24 месеца за самата мембрана за обратна осмоза.
Какво се смята за микропластмаса и колко малки всъщност са частиците?
Преди да сравним номиналния размер на порите на която и да е мембрана с „микропластмасите“, е полезно да знаем какво всъщност обхваща тази дума, защото диапазонът е по-широк, отколкото подсказват повечето заглавия. В техническата си оценка от 2019 г. Световната здравна организация разглежда микропластмасите като пластмасови частици с размер под 5 милиметра, но изрично посочва, че това широко определение има ограничена стойност за питейната вода, тъй като е малко вероятно частиците в горния край на диапазона изобщо да преминат през обичайното пречистване на водата (източник: СЗО, „Микропластмаси в питейната вода: основни въпроси и отговори“). В рамките на този диапазон СЗО разглежда частиците под 1 микрометър като отделна категория — нанопластмаси, — защото частиците с такъв размер се държат различно във водата и могат да преминават през бариери, които спират по-големите фрагменти. Агенцията за опазване на околната среда на САЩ описва подобен общ диапазон, до 1 нанометър, и отбелязва, че много нанопластмаси не са толкова малки първоначално: те се образуват, когато по-големите пластмасови изделия се разграждат под въздействието на атмосферните условия и механичното износване (източник: Агенция за опазване на околната среда на САЩ, „Изследвания на микропластмасите“).
Микропластмаси и нанопластмаси: защо разграничението е важно тук
Това разграничение е важно тук, защото домашната мембрана за обратна осмоза работи с най-малките частици в този диапазон, а не с фрагменти с размер на гумичка за молив, каквито се виждат на снимки от почистване на океана. Важно е също да сме откровени за това колко малко всъщност е измерено: когато през 2019 г. СЗО преглежда наличните данни, тя открива само девет изследвания, които изобщо са измервали микропластмаси в питейната вода, като повечето имат съществени методологични ограничения. Най-често съобщаваните форми са фрагменти и влакна, а най-често откриваните полимери — PET (пластмасата, използвана в много бутилки за напитки) и полипропиленът (източник: информационен лист на СЗО). Ограничената база от данни е една от причините номиналната оценка на мембраната да се възприема като показател, а не като доказателство за конкретен процент на отстраняване. За други замърсители, които обикновено се срещат в чешмяната вода наред с пластмасовите частици, това ръководство за често срещаните замърсители в чешмяната вода в Европа дава по-широк поглед; тази статия се фокусира тясно върху микропластмасите.
Как посочените характеристики на мембраната RO600 се сравняват с праговете за размер, които водните институции действително публикуват
Информационният лист на СЗО посочва конкретни прагове за различните нива на пречистване, което позволява да се направи реално сравнение на размерите. Конвенционалното пречистване на питейна вода, когато е оптимизирано за получаване на вода с ниска мътност, вече отстранява частици с размер под около един микрометър. Усъвършенстваното пречистване отива още по-далеч: според описанието нанофилтрацията отстранява частици над приблизително 0,001 микрона, а ултрафилтрацията — над приблизително 0,01 микрона (източник: информационен лист на СЗО). На продуктовата страница на Hydrion е посочено, че мембраната за обратна осмоза 600G на RO600 е с номинална стойност 0,0001 микрона и се намира в една от трите завиващи се касети. Това означава, че посоченият размер на разделяне е под стойностите и за двата усъвършенствани метода на пречистване. Това е съществено сравнение на хартия и затова правилно работещата мембрана за обратна осмоза се разглежда като силна бариера за размерите на частиците, обсъждани в настоящите изследвания. Все пак става дума за посочена от продавача спецификация, а не за независимо публикувано изпитване на отстраняването на микропластмаси с тази конкретна система; не беше открит рецензиран източник, който да проверява пряко тази мембрана или домашните системи за обратна осмоза като цяло спрямо микропластмаси или нанопластмаси.
Размерът на хартия също не е всичко, защото ефективността на филтрирането зависи от конкретната технология, а не само от посочения размер на порите. NOAA отбелязва, че се съобщава за преминаване през конвенционалните системи за филтриране на водата на произведени пластмасови микросфери — вид умишлено малки микропластмаси, използвани някога в някои потребителски продукти, — вместо за пълното им улавяне (източник: NOAA, „Какво представляват микропластмасите?“). Конвенционалното филтриране и обратната осмоза са различни нива на пречистване, така че този пример не може да се приложи директно към RO600, но напомня, че само стойността за размера не гарантира резултат без реално изпитване.
„Разхлабва“ ли се мембраната с времето и има ли значение това за пластмасовите частици?
Това е частта от въпроса, за която все още действително няма окончателен отговор, и е важно да го кажем ясно, вместо да го замазваме. В същата оценка от 2019 г. СЗО посочва „по-добро характеризиране на ефективността на пречистването на водата“ като една от установените празнини в изследванията, а не като сравнение, което вече е направила. Тя не предоставя данни дали задържането на микропластмаси се променя с остаряването на мембраната, в която и да е посока, и изобщо не препоръчва рутинно наблюдение за микропластмаси в питейната вода, тъй като наличните данни засега не сочат риск за здравето при изследваните нива (източник: информационен лист на СЗО).
Това, което е установено и може да се провери у дома, е задържането на разтворени твърди вещества, а не на частици. RO600 показва текущото отчитане на TDS на дисплея си и има индикатор за експлоатационния живот на филтъра за всяка от трите касети. Индикаторът премигва веднъж, когато остават под 5% от номиналния експлоатационен живот на съответната касета. Това е реалният практичен сигнал на системата, че ефективността може да се влошава. Важно е обаче да сме точни относно това, което измерва: измервателят за TDS отчита разтворени твърди вещества, а не суспендирани частици, така че не би се очаквало да сигнализира за пластмасови частици, дори ако някои присъстват. Това обяснение на измерваното от показанието за TDS разглежда разликата по-подробно.
Тъй като данни за микропластмасите конкретно все още няма, практичният отговор на въпроса „мембраната ми все още ли си върши работата“ е посоченият график за смяна, а не предположение за ефективността. Според продуктовата страница седиментно-въглеродният филтър PPC е с номинален срок на работа около 6 месеца, постфилтърът TC — около 12 месеца, а самата мембрана за обратна осмоза — около 24 месеца. Тогава идва и времето за смяна на резервната мембрана за RO600 от втория етап. Това подробно ръководство за смяна на касетите за обратна осмоза обяснява самата смяна, а това ръководство за факторите, които действително повреждат мембраната за обратна осмоза разглежда по-пълния списък с причини за износване, като излагане на хлор, натрупване на котлен камък и ниско налягане — теми извън по-тесния фокус на тази статия върху пластмасовите частици.
Какво се случва с водата, след като напусне мембраната
Мембраната не е единственото място, откъдето пластмаса теоретично може да попадне във водата, което често е истинската причина за този въпрос. В информационния си лист СЗО дава конкретен пример с източник, подкрепен от цитирани данни, за друг вид контакт с пластмаса: посочва пластмасовите бутилки и капачки за бутилирана вода като възможен източник на микропластмаси във водата в тях, тъй като водата е в продължителен контакт с пластмасова повърхност, преди бутилката да бъде отворена (източник: информационен лист на СЗО). Този пример се отнася до бутилки за еднократна употреба, а не до филтър под мивка, но основният принцип важи и тук: случващото се след пречистването е отделно от това, което самият етап на пречистване отстранява.
Като общо правило при система за обратна осмоза под мивка филтрираната вода продължава да преминава през тръбички, фитинги и кран, след като напусне мембраната; не беше открит източник, който да е проверявал дали самите тръбички или фитинги на RO600 отделят частици. Това е обосновано общо наблюдение за конструкцията на тези системи, а не резултат от изпитване на този продукт. Поне две подробности от продуктовата страница могат да бъдат проверени самостоятелно: RO600 е без резервоар, така че между мембраната и крана няма резервоар за съхранение, в който водата да влиза в контакт с вътрешните повърхности, а отделният кран е посочен като изработен от матирана стомана, а не от пластмаса. И двете намаляват броя на точките на контакт с пластмаса след мембраната в сравнение със система с резервоар, макар че тръбичките и фитингите остават част от пътя на водата.
И така, премахва ли обратната осмоза микропластмасите? Ясен отговор с уговорките
Взети заедно, данните подкрепят реален, но ограничен отговор, а не просто „да“ или „не“. Според публикуваните прагове за размер мембрана с толкова малка номинална стойност като 0,0001 микрона на RO600 е подходяща да служи като силна бариера за размерите на частиците, обсъждани в настоящите изследвания на питейната вода; стойността е под праговете за нанофилтрация и ултрафилтрация, посочени от СЗО за усъвършенствано пречистване. Според собствения извод на СЗО от 2019 г., направен въз основа на ограничени, но реални данни, засега не изглежда микропластмасите в питейната вода да представляват риск за здравето при изследваните нива и организацията не препоръчва рутинно наблюдение за тях. Остава по-тесен нерешен въпрос: променя ли се задържането на микропластмаси с остаряването на мембраната и изпитвана ли е пряко цялата водопроводна система на конкретен продукт — от мембраната до чашата — за отделяне на частици. Засега няма публикуван отговор на нито един от тези въпроси — нито за RO600, нито за домашните системи за обратна осмоза като цяло.
Конкретното нещо, което читателят може да направи днес и да провери, не е процент на отстраняване на пластмаса, който никой не е публикувал. Това са графикът за поддръжка и инструментите за наблюдение, които действително предлага RO600: текущият дисплей за TDS, светлинните индикатори за експлоатационния живот на всяка касета и посочените интервали за смяна на всеки от трите етапа. Читателите, които искат да научат повече за принципа на обратната осмоза отвъд тесния фокус на тази статия върху микропластмасите, могат да започнат с това пълно ръководство за работата на филтрирането чрез обратна осмоза.