Poistaako käänteisosmoosi mineraaleja? Mitä kalvo poistaa ja mitä jää

Käänteisosmoosi poistaa suurimman osan hanaveteen liuenneista mineraaleista, mutta se ei käsittele kaikkia mineraaleja samalla tavalla. Paineenalainen kalvo pidättää sähköisesti varautuneita hiukkasia suunnilleen niiden varauksen ja koon mukaan, joten kaksiarvoiset ionit, kuten kalsium ja magnesium, hylätään johdonmukaisemmin kuin yksiarvoiset ionit, kuten natrium, kun taas muutamat liuenneet aineet käyttäytyvät jälleen eri tavalla. Käytännössä käänteisosmoosijärjestelmä muuttaa kovan, mineraalipitoisen hanaveden lähes demineralisoiduksi vedeksi. Siksi myös kalvon toiselta puolelta tulevan veden TDS-lukema on lähellä nollaa, kunnes veteen lisätään mineraaleja.

• Kalvon hylkäysasteeseen vaikuttavat ennen kaikkea varaus ja koko, eivätkä hiukkaset vain siivilöidy pois: kalsium ja magnesium hylätään johdonmukaisimmin ja natrium vähemmän johdonmukaisesti.
• Fluoridi- ja nitraattipitoisuutta vähennetään, mutta niitä ei poisteta kokonaan. Vähennyksen määrä riippuu kalvosta ja järjestelmästä.
• TDS-lukema mittaa liuenneiden ionien pitoisuutta epäsuorasti sähkönjohtavuuden avulla, ei suoraan veden turvallisuutta tai epäpuhtauksia.
• Väittely demineralisoidun veden terveysvaikutuksista perustuu rajalliseen näyttöön, ja useimmilla ihmisillä ravinnosta saadaan paljon enemmän kalsiumia ja magnesiumia kuin juomavedestä koskaan saatiin.
• Kalvon jälkeen asennettava linjasuodatin voi lisätä mineraalit veteen automaattisesti niille, jotka eivät halua annostella niitä käsin.

Miten käänteisosmoosikalvo ratkaisee, mikä jää siihen ja mikä pääsee läpi

Käänteisosmoosissa vesi pakotetaan puoliläpäisevän kalvon läpi niin kovalla paineella, että veden luontainen taipumus virrata vastakkaiseen suuntaan, kohti enemmän liuenneita aineita sisältävää puolta, kumoutuu. Kalvon huokoset ovat niin pieniä, että useimmat liuenneet aineet eivät pääse niiden läpi veden molekyylien tavoin, mutta kyse ei ole siivilöivistä huokosista, jotka pidättävät hiekanjyvien kaltaisia hiukkasia sedimenttisuodattimen tapaan. Se, pääseekö jokin mineraali kalvon läpi, riippuu enemmän sen sähkövarauksesta ja käyttäytymisestä liuoksessa kuin pelkästä hiukkaskoosta.

Tavallisen hanaveden liuenneet mineraalit esiintyvät ioneina: kalsiumilla on kaksi positiivista varausta (Ca2+), samoin magnesiumilla (Mg2+), kun taas natriumilla on vain yksi positiivinen varaus (Na+). Yleisesti ottaen kaksiarvoiset ionit hylätään johdonmukaisemmin kuin yksiarvoiset ionit, koska ne ovat voimakkaammin vuorovaikutuksessa kalvon pintakemian kanssa ja diffundoituvat sen läpi hitaammin. Hylkäys riippuu myös siitä, kuinka liukoinen ja pieni kyseinen ioni on, joten samassa vesilasissa olevat mineraalit voivat silti käyttäytyä eri tavoin.

Juuri tämän eron takia seuraavaan kysymykseen – mitä mineraaleja jokin tietty järjestelmä todella poistaa ja kuinka täydellisesti – ei voi vastata yhdellä luvulla, joka pätee kaikkiin liuenneisiin aineisiin.

Mitä mineraaleja käänteisosmoosi poistaa ja kuinka täydellisesti

Käänteisosmoosin tehoa käsittelevissä yleisissä yhteenvedoissa, jotka perustuvat kansanterveyttä koskeviin lähteisiin, natriumin ja kloridin kuvataan poistuvan tehokkaasti. Arseenin, fluoridin, radiumin, sulfaatin, kalsiumin, magnesiumin, kaliumin ja nitraatin pitoisuutta taas yleensä vähennetään, mutta niitä ei poisteta kokonaan (lähde: käänteisosmoosi selitettynä perusteellisesti; CDC:tä siteeraava yleinen yhteenveto). Alla olevassa taulukossa esitetään selkokielisesti, miten tämä yleensä näkyy eniten kysytyissä mineraaleissa. Kyse on tyypillisistä suuntauksista, ei yksittäisen kalvon tai järjestelmän laboratoriossa testatusta määrityksestä.

Mineraali	Ioni	Käänteisosmoosin tyypillinen vaikutus
Kalsium	Ca2+	Pidättyy tehokkaasti; kaksiarvoinen ioni kuuluu johdonmukaisimmin hylättäviin.
Magnesium	Mg2+	Pidättyy tehokkaasti kalsiumin tavoin samasta varaukseen liittyvästä syystä.
Natrium	Na+	Pitoisuus vähenee huomattavasti, mutta ei yhtä täydellisesti kuin kalsiumin tai magnesiumin, koska natriumilla on vain yksi varaus.
Kalium	K+	Käyttäytyy samankaltaisesti kuin natrium: pitoisuus vähenee, mutta sitä ei poisteta kokonaan.
Bikarbonaatti / alkaliniteetti	HCO3-	Pitoisuus vähenee; alkaliniteetin väheneminen on yksi syy siihen, miksi jotkut huomaavat käänteisosmoosiveden maistuvan latteammalta ja happamammalta.
Fluoridi	F-	Pitoisuus vähenee, mutta vähennyksen määrä vaihtelee kalvon ja järjestelmän mukaan.
Nitraatti	NO3-	Pitoisuus vähenee, mutta sitä ei poisteta kokonaan. Jos kaivoveden käyttäjää huolestuttaa nitraatti, tätä kannattaa pitää lähtökohtana, ei korvikkeena käsitellyn veden testaamiselle.

Fluoridille ja nitraatille on myös asetettu valmiille juomavedelle liittovaltion enimmäispitoisuudet: 4,0 mg/l ja 10 mg/l (typpenä) tässä järjestyksessä. Nämä luvut kuvaavat sitä, kuinka paljon hanavesi saa lain mukaan sisältää kyseisiä aineita, eivät sitä, kuinka täydellisesti käänteisosmoosikalvo hylkää kummankaan ionin. Niitä ei siis pidä tulkita tietyn järjestelmän suorituskykyä kuvaaviksi määrityksiksi. Jos kysymyksesi koskee nimenomaan fluoridia, saat perusteellisemman vastauksen artikkelista käänteisosmoosi ja fluoridi tarkemmin tarkasteltuna.

Miksi TDS-lukema laskee kalvon jälkeen (ja nousee mineraalisuodattimen jälkeen)

Käsikäyttöinen TDS-mittari tai säiliöttömään järjestelmään, kuten Hydrion Purity RO600 -laitteeseen, sisäänrakennettu reaaliaikainen näyttö ei tunnista tiettyjä epäpuhtauksia eikä testaa suoraan veden turvallisuutta. Se mittaa sähkönjohtavuutta eli sitä, kuinka hyvin vesi johtaa sähkövirtaa. Johtavuus nousee ja laskee näytteessä olevien liuenneiden ionien pitoisuuden mukaan, joten lukema kertoo oikeastaan, kuinka paljon ioneja on jäljellä, ei suoraan sitä, onko vesi turvallista juoda.

Sama yhteys selittää myös sen, miksi käänteisosmoosin jälkeen lukema laskee niin paljon. Kun kalvo on pidättänyt suurimman osan edellä mainituista ioneista, veteen jää hyvin vähän sähköä johtavia aineita. Siksi lähes nollassa oleva lukema kertoo siitä, kuinka harvat ionit pääsivät kalvon läpi, eikä kyse ole erillisestä terveysmittauksesta. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto EPA käsittelee TDS-arvoa toissijaisena, esteettisenä ohjearvona, jonka raja on 500 mg/l. Arvo liittyy makuun ja ulkonäköön, ei terveyteen perustuvaan raja-arvoon.

Sama logiikka selittää, mitä tapahtuu mineraalisuodattimen toisella puolella. Kun kalsiumia, magnesiumia ja muita mineraaleja lisätään takaisin veteen kalvon jälkeen, sähkönjohtavuus kasvaa ja samalla myös liitetyn näytön TDS-lukema nousee. Kun lukema nousee juuri tässä putkiston kohdassa, se tarkoittaa, että jälkisuodatin toimii, ei sitä, että kalvo olisi alkanut rikkoutua. Jos haluat tietää, mikä TDS-lukema omassa järjestelmässäsi pitäisi tavallisesti olla ja milloin muutos kertoo jostakin tarkistamisen arvoisesta, löydät yksityiskohtaisen oppaan artikkelista mikä käänteisosmoosiveden TDS-arvon pitäisi olla.

Onko sillä väliä? Keskustelu demineralisoidusta vedestä

Suurimman osan veteen liuenneista mineraaleista poistaminen ei automaattisesti ole ongelma, mutta se ei myöskään ole automaattisesti harmitonta; rehellinen vastaus on näiden kahden näkemyksen välissä. Hanaveden kovuus johtuu pääasiassa veteen liuenneesta kalsiumista ja magnesiumista. Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskus USGS luokittelee veden pehmeästä erittäin kovaan sen sisältämien näiden mineraalien määrän perusteella ja kuvailee kovuutta itseään haitaksi, ei terveyshuoleksi. Sama lähde nostaa esiin myös Maailman terveysjärjestön huomion, johon kannattaa suhtautua vakavasti: juomavedellä voi olla suurempi merkitys ihmisille, jotka saavat jo ennestään vain vähän kalsiumia ja magnesiumia ravinnostaan.

Tällä varauksella on merkitystä, koska useimmilla tavallista ruokavaliota noudattavilla ihmisillä suurin osa päivittäisestä kalsiumista ja magnesiumista tulee ruoasta eikä vedestä. Siksi käänteisosmoosijärjestelmän juomavedestä poistama määrä on vain pieni osa kokonaissaannista, eikä käänteisosmoosiveden valitseminen muodosta erityistä riskiä. Joissakin puheenvuoroissa hyvin vähämineraaliseen veteen liitetään laajempia terveyshuolia, mutta niiden taustalla olevia tutkimuksia kuvataan yleensä rajallisiksi tai heikkolaatuisiksi, ei vahvaksi kliiniseksi näytöksi. Mikään niistä ei myöskään koske nimenomaan tavalliseen juomiseen käytettävää käänteisosmoosilla käsiteltyä hanavettä.

Demineralisointiin suhtaudutaan kuitenkin vakavasti myös tekniikan mittakaavassa. Israelissa sijaitsevassa suuressa Ashkelonin suolanpoistolaitoksessa mineraaleista puhdistettu vesi aiheutti kasteltavissa viljelykasveissa puutosoireita, ja Israelin standardeissa edellytetään nykyisin, että käsitelty vesi sisältää vähimmäismäärän kalsiumia. Tämä toteutetaan jälkikäsittelyvaiheella. Tämä kertoo jotakin todellista demineralisoidun veden käytöstä koko maan mittakaavassa maataloudessa, ei yksittäisestä kotitalousjärjestelmästä, joka syöttää vettä keittiön hanaan, sillä määrät ja käyttötavat ovat erilaisia. Se lähinnä selittää, miksi remineralisointi on vaihtoehto kaikissa mittakaavoissa.

Tästä syystä jotkut ostajat lisäävät käänteisosmoosijärjestelmänsä jälkeen mineraalivaiheen: ei siksi, että vesi olisi ilman sitä vaarallista, vaan siksi, että mineraalit vaikuttavat makuun ja pH-arvoon ja että lisävaihe on joidenkin mielestä mielenrauhan vuoksi vaivan arvoinen.

Mitä voit tehdä, jos haluat mineraalit takaisin

Jos mikään tästä ei huolestuta sinua, yksinkertaisin vaihtoehto on jättää vesi sellaiseksi kuin järjestelmä sen tuottaa. Tämä on useimpien käänteisosmoosijärjestelmien oletusasetus, ja siitä on ollut kyse kaikissa tämän artikkelin aiemmissa osioissa.

Mineraalit takaisin haluaville on kaksi käytännöllistä vaihtoehtoa. Annosteltavilla mineraalitipoilla voit lisätä mitatun määrän käsin aina lasia tai kannua täyttäessäsi. Erillisessä vertailussa käsitellään sitä, miten tämä tapa pärjää kiinteälle linjasuodattimelle: mineraalitipat vai käänteisosmoosiveden linjaan asennettava mineraalisuodatin.

Toinen vaihtoehto on asentaa kalvon jälkeen linjaan jälkisuodatin, joka käsittelee jokaisen lasillisen automaattisesti ilman manuaalisia toimia. Hydrion TAM3 Alkaline Mineral Filter on suunniteltu juuri tähän tarkoitukseen: tuotetietojen mukaan se lisää veteen kalsiumia, magnesiumia, kaliumia, sinkkiä, rautaa ja natriumia ionimuodossa sekä nostaa pH-arvon yli 7,5:n. Kun se liitetään esimerkiksi RO600-järjestelmään, se selittää myös sen, miksi liitetyn näytön TDS-lukema nousee uudelleen kalvon jälkeen, aivan kuten edellisessä osiossa kerrottiin. Se on merkki siitä, että suodatin lisää mineraaleja, ei vian merkki, jota pitäisi selvittää.

Jos haluat koko vaiheittaisen ohjeen, johon sisältyvät ajoitus ja ohjeet sen tunnistamiseen, milloin suodatinpatruuna on vaihdettava, löydät sen artikkelista miksi ja miten käänteisosmoosivesi remineralisoidaan. Jos taas haluat ensin yleiskuvan käänteisosmoosista ennen kuin keskityt nimenomaan mineraaleihin, aloita artikkelista täydellinen opas käänteisosmoosisuodatukseen.

Yksinkertaisesti sanottuna kalvo toimii juuri niin kuin sen kuuluukin poistaessaan suurimman osan veteen liuenneista mineraaleista, ja TDS-lukema mittaa samaa muutosta. Se, onko tällä sinulle merkitystä, riippuu siitä, kuinka paljon mineraaleista olet alun perinkään saanut hanavedestä. Muilta osin kyse on mausta, pH-arvosta ja mieltymyksistä – juuri sitä varten mineraalien jälkisuodatin on olemassa.