Czy odwrócona osmoza usuwa mikroplastiki? Pory, zużycie membrany i ograniczenia

Na podstawie progów wielkości publikowanych przez instytucje zajmujące się jakością wody membrana odwróconej osmozy o tak małym nominalnym rozmiarze porów jak membrana w Hydrion Purity RO600 znajduje się znacznie poniżej wartości granicznych oddzielających konwencjonalne uzdatnianie od zaawansowanych metod zdolnych wychwytywać bardzo małe cząstki. To porównanie jest pouczające, ale nie jest równoznaczne z niezależnym testem potwierdzającym konkretny stopień usuwania zanieczyszczeń przez ten produkt. Nie wiadomo też, czy zużywająca się z czasem membrana przepuszcza więcej takich cząstek — jest to luka w badaniach, a nie opublikowana wartość. W dalszej części artykułu omawiamy wartości dotyczące wielkości cząstek, to, co wiadomo i czego nie wiadomo o starzeniu się membrany, a także to, co dzieje się z wodą na drodze od membrany do szklanki.

• Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szeroko definiuje mikroplastiki jako cząstki plastiku o wielkości poniżej 5 milimetrów, a mniejszą grupę cząstek poniżej 1 mikrometra określa jako nanoplastiki. Jednocześnie stwierdza, że ta szeroka definicja ma ograniczoną praktyczną przydatność w odniesieniu do wody pitnej.
• Opublikowane przez WHO progi dla metod uzdatniania wskazują, że nanofiltracja zatrzymuje cząstki powyżej około 0,001 mikrometra, a ultrafiltracja — powyżej około 0,01 mikrometra. Deklarowany rozmiar porów membrany RO600 wynoszący 0,0001 mikrometra jest mniejszy niż obie te wartości. To porównanie wielkości, a nie potwierdzony wynik usuwania zanieczyszczeń dla tego produktu.
• Nie opublikowano żadnego badania, które sprawdzałoby, czy starzejąca się membrana RO z czasem przepuszcza więcej cząstek wielkości mikroplastiku. WHO wymienia ocenę skuteczności uzdatniania jako obszar wymagający dalszych badań, a nie kwestię, którą już rozstrzygnięto.
• Miernik TDS, w tym wbudowany wyświetlacz RO600, mierzy rozpuszczone substancje stałe, a nie cząstki zawieszone w wodzie, nie powinien więc wykrywać cząstek plastiku, nawet jeśli byłyby obecne.
• Konkretna, możliwa do sprawdzenia odpowiedź na pytanie „czy moja membrana nadal działa prawidłowo?” to deklarowany harmonogram wymiany, a nie przypuszczenia dotyczące jej skuteczności: mniej więcej co 6 miesięcy w przypadku filtra PPC, co 12 miesięcy w przypadku filtra TC i co 24 miesiące w przypadku samej membrany RO.

Czym jest mikroplastik i jak małe są te cząstki?

Zanim porównamy nominalny rozmiar porów jakiejkolwiek membrany z „mikroplastikiem”, warto wyjaśnić, co dokładnie obejmuje to pojęcie, ponieważ zakres jest szerszy, niż sugeruje większość nagłówków. W swojej ocenie technicznej z 2019 roku Światowa Organizacja Zdrowia definiuje mikroplastiki jako cząstki plastiku mniejsze niż 5 milimetrów, ale zaznacza, że ta szeroka definicja ma ograniczoną przydatność w odniesieniu do wody pitnej, ponieważ cząstki z górnego zakresu wielkości najprawdopodobniej i tak nie przetrwałyby konwencjonalnego uzdatniania wody (źródło: WHO, Mikroplastiki w wodzie pitnej: najczęstsze pytania i odpowiedzi). W tym zakresie WHO wyróżnia cząstki mniejsze niż 1 mikrometr jako odrębną kategorię — nanoplastiki — ponieważ cząstki tej wielkości zachowują się w wodzie inaczej i mogą przechodzić przez bariery zatrzymujące większe fragmenty. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (US EPA) opisuje podobny zakres, sięgający 1 nanometra, i zauważa, że wiele nanoplastików nie jest od początku tak małych: powstają one, gdy większe przedmioty z tworzyw sztucznych ulegają rozpadowi pod wpływem czynników atmosferycznych i zużycia mechanicznego (źródło: US EPA, Badania nad mikroplastikami).

Mikroplastiki a nanoplastiki: dlaczego granica między nimi ma tu znaczenie

To rozróżnienie ma tu znaczenie, ponieważ domowa membrana odwróconej osmozy działa w najniższym zakresie tej skali, a nie na fragmenty wielkości gumki ołówkowej, które widać na zdjęciach z akcji sprzątania oceanów. Warto też uczciwie powiedzieć, jak niewiele faktycznie zmierzono: gdy w 2019 roku WHO dokonała przeglądu dostępnych danych, znalazła zaledwie dziewięć badań, w których w ogóle zmierzono poziom mikroplastików w wodzie pitnej, a większość z nich miała istotne ograniczenia metodologiczne. Najczęściej odnotowywano fragmenty i włókna, a najczęściej wykrywanymi polimerami były PET (tworzywo wykorzystywane w wielu butelkach na napoje) i polipropylen (źródło: Informacja WHO). Ograniczona liczba dostępnych badań to jeden z powodów, dla których nominalny rozmiar porów membrany należy traktować jako wskazówkę, a nie dowód na określony procent usuwanych zanieczyszczeń. Więcej informacji o tym, co oprócz cząstek plastiku zwykle znajduje się w wodzie z kranu, zawiera ten przewodnik po typowych zanieczyszczeniach w europejskiej wodzie z kranu; ten artykuł skupia się wyłącznie na mikroplastikach.

Jak deklarowane parametry membrany RO600 wypadają na tle progów wielkości publikowanych przez instytucje zajmujące się jakością wody

W informacjach WHO podano konkretne wartości graniczne dla różnych poziomów uzdatniania, dzięki czemu można rzeczywiście porównać wielkość cząstek. Konwencjonalne uzdatnianie wody pitnej, jeśli jest zoptymalizowane pod kątem uzyskania wody o niskiej mętności, usuwa już cząstki mniejsze niż około jeden mikrometr. Zaawansowane metody uzdatniania idą jeszcze dalej: według opisu nanofiltracja usuwa cząstki powyżej około 0,001 mikrometra, a ultrafiltracja — powyżej około 0,01 mikrometra (źródło: Informacja WHO). Na stronie produktu Hydrion podano, że membrana RO 600G w RO600 ma deklarowany rozmiar porów wynoszący 0,0001 mikrometra, a urządzenie ma trzy wkłady wkręcane. Oznacza to, że deklarowana wielkość separowanych cząstek jest mniejsza niż obie wartości dla zaawansowanych metod uzdatniania. To istotne porównanie na papierze i dlatego prawidłowo działająca membrana RO może stanowić skuteczną barierę dla rozmiarów cząstek omawianych obecnie w badaniach. Nadal jednak jest to specyfikacja deklarowana przez sprzedawcę, a nie niezależny, opublikowany test usuwania mikroplastików przez ten konkretny system. W żadnym recenzowanym źródle znalezionym na potrzeby tego artykułu nie testowano bezpośrednio tej membrany ani domowych membran RO ogólnie pod kątem usuwania mikroplastików lub nanoplastików.

Wartość dotycząca wielkości porów nie mówi wszystkiego, ponieważ skuteczność filtracji zależy od konkretnej zastosowanej technologii, a nie tylko od deklarowanego rozmiaru porów. NOAA zauważa, że plastikowe mikrokulki — celowo wytwarzana kategoria niewielkich mikroplastików, które dawniej wykorzystywano w niektórych produktach konsumenckich — według doniesień przechodzą przez konwencjonalne systemy filtracji wody, zamiast zostać w pełni wychwycone (źródło: NOAA, Czym są mikroplastiki?). Filtracja konwencjonalna i odwrócona osmoza to różne poziomy uzdatniania, więc tego przykładu nie można bezpośrednio odnieść do RO600. Przypomina on jednak, że sama wartość dotycząca wielkości porów nie gwarantuje określonego wyniku, jeśli nie potwierdza go rzeczywisty test.

Czy membrana z czasem „rozluźnia się” i czy miałoby to znaczenie w przypadku cząstek plastiku?

To część pytania, na którą naprawdę nie ma jeszcze jednoznacznej odpowiedzi, i warto powiedzieć to wprost, zamiast zacierać ten fakt. W tej samej ocenie z 2019 roku WHO wymienia „lepszą charakterystykę skuteczności uzdatniania wody” jako jeden z obszarów wymagających dalszych badań, a nie jako porównanie, które już przeprowadzono. WHO nie podaje danych o tym, czy skuteczność zatrzymywania mikroplastików zmienia się wraz ze starzeniem membrany, ani w jakim kierunku miałaby się zmieniać, i w ogóle nie zaleca rutynowego monitorowania mikroplastików w wodzie pitnej, ponieważ dostępne dowody nie wskazują obecnie na zagrożenie dla zdrowia przy badanych poziomach (źródło: Informacja WHO).

Potwierdzone i możliwe do sprawdzenia w domu jest zatrzymywanie rozpuszczonych substancji stałych, a nie cząstek. Wyświetlacz RO600 pokazuje bieżący odczyt TDS, a każdy z trzech wkładów ma wskaźnik żywotności filtra. Kontrolka miga raz, gdy pozostaje mniej niż 5% deklarowanej żywotności danego wkładu. To rzeczywisty, praktyczny sygnał, że skuteczność systemu może się pogarszać. Warto jednak precyzyjnie określić, co mierzy ten wskaźnik: miernik TDS wykrywa rozpuszczone substancje stałe, a nie cząstki zawieszone w wodzie, nie powinien więc wykrywać cząstek plastiku, nawet jeśli niektóre byłyby obecne. Ten artykuł wyjaśniający, co naprawdę mierzy odczyt TDS dokładniej omawia tę różnicę.

Ponieważ nie ma jeszcze danych dotyczących konkretnie wpływu starzenia na zatrzymywanie mikroplastików, praktyczną odpowiedzią na pytanie „czy moja membrana nadal działa prawidłowo?” jest deklarowany harmonogram wymiany, a nie przypuszczenia dotyczące jej skuteczności. Zgodnie ze stroną produktu wkład PPC z filtrem osadowym i węglowym jest przeznaczony do wymiany mniej więcej co 6 miesięcy, filtr końcowy TC — mniej więcej co 12 miesięcy, a sama membrana RO — mniej więcej co 24 miesiące. Wtedy należy wymienić zamienny wkład membrany RO600 drugiego etapu. Ten przewodnik krok po kroku dotyczący wymiany wkładów w systemie odwróconej osmozy opisuje samą wymianę, a ten przewodnik po czynnikach, które rzeczywiście uszkadzają membranę RO omawia pełniejszą listę przyczyn zużycia, takich jak kontakt z chlorem, osadzanie się kamienia i niskie ciśnienie — kwestie wykraczające poza wąskie zagadnienie cząstek plastiku poruszane w tym artykule.

Co dzieje się z wodą po opuszczeniu membrany

Membrana nie jest jedynym miejscem, w którym teoretycznie może pojawić się plastik, a to często jest prawdziwym źródłem obaw związanych z tym pytaniem. W swojej informacji WHO podaje konkretny przykład potwierdzony źródłami, dotyczący innego rodzaju kontaktu z plastikiem: wymienia plastikowe butelki i zakrętki używane do wody butelkowanej jako potencjalne źródło mikroplastików w przechowywanej w nich wodzie, ponieważ przed otwarciem pozostaje ona przez dłuższy czas w kontakcie z plastikową powierzchnią (źródło: Informacja WHO). Ten przykład dotyczy jednorazowych butelek, a nie filtra montowanego pod zlewem, ale ogólna zasada pozostaje taka sama: to, co dzieje się po uzdatnianiu, jest odrębną kwestią od tego, co usuwa sam etap uzdatniania.

Ogólnie rzecz biorąc, w systemie odwróconej osmozy montowanym pod zlewem przefiltrowana woda po opuszczeniu membrany nadal przepływa przewodami, przez złączki i baterię. W żadnym źródle znalezionym na potrzeby tego artykułu nie testowano przewodów ani złączek samego RO600 pod kątem uwalniania cząstek. To ogólna, uzasadniona uwaga dotycząca budowy takich systemów, a nie wynik testu tego produktu. Co najmniej dwie informacje ze strony produktu można zweryfikować niezależnie: RO600 nie ma zbiornika, więc między membraną a baterią nie ma zbiornika magazynującego wodę w kontakcie z wewnętrznymi powierzchniami, a dedykowana bateria jest opisana jako wykonana ze szczotkowanej stali, a nie z plastiku. Oba te rozwiązania ograniczają liczbę punktów kontaktu z plastikiem za membraną w porównaniu z systemem wyposażonym w zbiornik, choć przewody i złączki nadal pozostają częścią układu.

Czy zatem odwrócona osmoza usuwa mikroplastiki? Szczera odpowiedź i jej ograniczenia

Rozpatrzone łącznie dowody pozwalają sformułować konkretną, ale ograniczoną odpowiedź, zamiast prostego „tak” lub „nie”. Na podstawie opublikowanych progów wielkości membrana o tak małym deklarowanym rozmiarze porów jak 0,0001 mikrometra w RO600 może stanowić skuteczną barierę dla cząstek omawianych obecnie w badaniach nad wodą pitną; wartość ta jest niższa niż progi nanofiltracji i ultrafiltracji, które WHO podaje dla zaawansowanego uzdatniania. Wniosek WHO z 2019 roku, oparty na ograniczonych, ale rzeczywistych dowodach, jest taki, że mikroplastiki w wodzie pitnej nie wydają się obecnie stanowić zagrożenia dla zdrowia przy badanych poziomach; WHO nie zaleca też rutynowego monitorowania ich obecności. Niewyjaśnione pozostają węższe kwestie: czy skuteczność zatrzymywania mikroplastików zmienia się wraz ze starzeniem membrany oraz czy sprawdzano bezpośrednio, czy w całej instalacji konkretnego systemu — od membrany po szklankę — dochodzi do uwalniania cząstek. Żadne z tych pytań nie ma jeszcze opublikowanej odpowiedzi, ani w odniesieniu do RO600, ani do domowych membran RO ogólnie.

Konkretną, możliwą do sprawdzenia rzeczą, którą czytelnik może zrobić już dziś, nie jest procent usuwania plastiku, którego nikt nie opublikował. Jest nią przestrzeganie harmonogramu konserwacji i korzystanie z narzędzi monitorowania dostępnych w RO600: bieżącego odczytu TDS na wyświetlaczu, kontrolek żywotności poszczególnych wkładów oraz deklarowanych odstępów między wymianą każdego z trzech etapów. Czytelnicy, którzy chcą poznać dokładniejszy mechanizm działania odwróconej osmozy, wykraczający poza wąskie zagadnienie mikroplastików poruszane w tym artykule, mogą zacząć od tego kompletnego przewodnika po działaniu filtracji odwróconej osmozy.