Ali reverzna osmoza odstrani minerale? Kaj membrana zadrži in kaj prepušča
Reverzna osmoza odstrani večino raztopljenih mineralov iz vode iz pipe, vendar vseh mineralov ne obravnava enako. Membrana pod pritiskom zadržuje električno nabite delce približno glede na njihov naboj in velikost, zato se dvakrat nabiti ioni, kot sta kalcij in magnezij, zadržijo bolj zanesljivo kot enkrat nabiti ioni, kot je natrij, nekatere raztopljene snovi pa se vedejo še drugače. V praksi sistem reverzne osmoze trdo vodo iz pipe, bogato z minerali, spremeni v vodo, ki je skoraj demineralizirana. Zato voda na drugi strani membrane na merilniku TDS kaže vrednost blizu nič, dokler ji nekaj znova ne doda mineralov.
- Zadrževanje v membrani določata predvsem naboj in velikost, ne zgolj mehansko sejanje: kalcij in magnezij se zadržita najbolj zanesljivo, natrij pa manj.
- Fluorid in nitrat se zmanjšata, ne pa povsem odstranita; obseg zmanjšanja je odvisen od konkretne membrane in sistema.
- Meritev TDS posredno meri koncentracijo raztopljenih ionov prek električne prevodnosti, ne pa neposredno varnosti ali prisotnosti onesnaževal.
- Razprava o vplivu demineralizirane vode na zdravje temelji na omejenih dokazih, večina ljudi pa s prehrano zaužije veliko več kalcija in magnezija, kot ju je kadar koli dobila s pitno vodo.
- Vgrajeni naknadni filter lahko po membrani samodejno znova doda minerale v vodo, če jih ne želite dodajati ročno.
Kako membrana za reverzno osmozo določa, kaj zadrži in kaj prepusti
Reverzna osmoza deluje tako, da potiska vodo skozi polprepustno membrano pod dovolj visokim pritiskom, da premaga naravno težnjo vode, da teče v nasprotno smer, proti strani z več raztopljenimi snovmi. Pore membrane so dovolj majhne, da večina raztopljenih snovi ne more skozi tako kot molekule vode, vendar ne delujejo kot sito, ki bi zadržalo delce, kot to počne filter za usedline. O tem, ali določeni mineral preide skozi membrano, odloča predvsem njegov električni naboj in njegovo vedenje v raztopini, ne zgolj velikost delca.
Raztopljeni minerali v običajni vodi iz pipe so prisotni v obliki ionov: kalcij nosi dvojni pozitivni naboj (Ca2+), prav tako magnezij (Mg2+), medtem ko natrij nosi le enojni pozitivni naboj (Na+). Na splošno se ioni z dvema nabojema zadržijo bolj zanesljivo kot ioni z enim, saj njihova interakcija s površinsko kemijo membrane poteka močneje, skozi membrano pa difundirajo počasneje. Dejanska stopnja zadrževanja je odvisna tudi od topnosti in velikosti posameznega iona, zato se lahko minerali v istem kozarcu vode še vedno vedejo različno.
Ravno zato na naslednje vprašanje – katere minerale določen sistem dejansko odstrani in v kolikšni meri – ni mogoče odgovoriti z eno samo številko za vse raztopljene snovi.
Katere minerale reverzna osmoza odstrani in v kolikšni meri
Splošni povzetki delovanja reverzne osmoze, ki temeljijo na javno dostopnih zdravstvenih virih, navajajo, da se natrij in klorid učinkovito odstranita, medtem ko se arzen, fluorid, radij, sulfat, kalcij, magnezij, kalij in nitrat običajno zmanjšajo, ne pa povsem odstranijo (vir: podrobna razlaga reverzne osmoze; splošni povzetek, ki navaja CDC). Spodnja tabela na preprost način prikazuje ta vzorec za minerale, o katerih ljudje najpogosteje sprašujejo. Opisuje običajne težnje in ne laboratorijsko preizkušene specifikacije za določeno membrano ali sistem.
| Mineral | Ion | Običajno vedenje pri reverzni osmozi |
|---|---|---|
| Kalcij | Ca2+ | Močno se zadrži; kot dvakrat nabit ion sodi med tiste, ki se najbolj zanesljivo zadržijo. |
| Magnezij | Mg2+ | Močno se zadrži, tako kot kalcij, iz istega razloga, povezanega z nabojem. |
| Natrij | Na+ | Znatno se zmanjša, vendar ne tako popolnoma kot kalcij ali magnezij, saj ima le enojni naboj. |
| Kalij | K+ | Vede se podobno kot natrij: njegova količina se zmanjša, ne odstrani pa se v celoti. |
| Bikarbonat / alkalnost | HCO3- | Zmanjša se; izguba alkalnosti je eden od razlogov, da nekateri ljudje opazijo bolj pust in kiselkast okus vode iz reverzne osmoze. |
| Fluorid | F- | Zmanjša se, stopnja zmanjšanja pa se razlikuje med membranami in sistemi. |
| Nitrat | NO3- | Zmanjša se, ne odstrani pa se v celoti; uporabniki vode iz zasebnih vodnjakov, ki jih skrbi nitrat, naj to razumejo kot izhodišče, ne pa kot nadomestilo za testiranje prečiščene vode. |
Za fluorid in nitrat veljajo tudi zvezne najvišje dovoljene koncentracije v pitni vodi: 4,0 mg/l oziroma 10 mg/l (izraženo kot dušik). Ti vrednosti določata, koliko ju sme zakonito vsebovati voda iz pipe, ne pa, v kolikšni meri membrana za reverzno osmozo zadrži posamezni ion. Zato ju ne smemo razumeti kot specifikacijo učinkovitosti določenega sistema. Bralci, ki jih zanima posebej fluorid, bodo podrobnejši odgovor našli v podrobnejšem pregledu reverzne osmoze in fluorida.
Zakaj se meritev TDS po membrani zniža (in po mineralnem filtru znova zviša)
Niti ročni merilnik TDS niti zaslon v živo, vgrajen v sistem brez rezervoarja, kot je Hydrion Purity RO600, ne zaznata posameznih onesnaževal ali neposredno preverjata varnosti vode. Merita električno prevodnost oziroma to, kako dobro voda prevaja električni tok. Električna prevodnost narašča in pada s koncentracijo raztopljenih ionov v vzorcu, zato je prikazana vrednost v resnici približen pokazatelj, koliko ionov je še prisotnih, ne pa neposreden podatek o tem, ali je voda varna za pitje.
To pojasnjuje tudi, zakaj se vrednost po reverzni osmozi tako izrazito zniža. Ko membrana zadrži večino zgoraj omenjenih ionov, je v vodi zelo malo snovi, ki bi prevajale elektriko. Zato vrednost blizu nič odraža majhno število ionov, ki so prešli skozi membrano, in ne predstavlja ločene meritve vpliva na zdravje. EPA obravnava TDS kot sekundarno estetsko priporočilo z mejo 500 mg/l, ki je povezana z okusom in videzom, ne pa z zdravstveno omejitvijo.
Ista logika pojasnjuje, kaj se zgodi za mineralnim naknadnim filtrom. Ko se kalcij, magnezij in drugi minerali za membrano znova vrnejo v vodo, se električna prevodnost spet poveča, skupaj z njo pa tudi vrednost TDS na povezanem zaslonu. Če se vrednost poveča prav na tem mestu v vodovodni napeljavi, to pomeni, da naknadni filter opravlja svoje delo, ne pa, da je membrana začela odpovedovati. Bralci, ki želijo izvedeti, kakšno vrednost TDS bi moral običajno kazati njihov sistem in kdaj sprememba dejansko opozarja na nekaj, kar je vredno preveriti, bodo podrobna navodila našli v članku kakšno vrednost TDS bi morala imeti voda iz reverzne osmoze.
Ali je to pomembno? Razprava o demineralizirani vodi
Odstranitev večine raztopljenih mineralov iz vode ni samodejno težava, ni pa tudi samodejno neškodljiva; pošten odgovor je nekje med tema stališčema. Trdoto vode iz pipe večinoma določata raztopljena kalcij in magnezij. USGS vodo razvršča od mehke do zelo trde glede na količino teh mineralov in trdoto samo opisuje kot nevšečnost, ne pa kot zdravstveno tveganje. Isti vir opozarja tudi na pomembno stališče Svetovne zdravstvene organizacije: pitna voda je lahko pomembnejši vir za ljudi, ki s prehrano že tako zaužijejo le malo kalcija in magnezija.
Ta pomislek je pomemben, saj pri večini ljudi z običajno prehrano večino dnevnega vnosa kalcija in magnezija zagotavlja hrana, ne voda. Zato je količina, ki jo sistem reverzne osmoze odstrani iz pitne vode, majhen delež skupnega vnosa in ne tveganje, značilno za izbiro reverzne osmoze. Nekateri komentarji povezujejo vodo z zelo malo minerali s širšimi zdravstvenimi težavami, vendar so študije, na katerih ti pomisleki temeljijo, praviloma opisane kot omejene oziroma manj kakovostne, ne pa kot močni klinični dokazi. Nobena od njih tudi ne obravnava posebej običajnega pitja vode iz pipe, obdelane z reverzno osmozo.
Vendar se vprašanje demineralizacije resno obravnava na ravni inženirskih projektov. V veliki izraelski razsoljevalni napravi v Aškelonu je voda, iz katere so bili odstranjeni minerali, povzročila znake pomanjkanja pri namakanih poljščinah, zato izraelski standardi zdaj zahtevajo najmanjšo vsebnost kalcija v obdelani vodi, ki se zagotovi z dodatno stopnjo obdelave. To nekaj pove o demineralizirani vodi, ki se v nacionalnem obsegu uporablja v kmetijstvu, ne pa o enem gospodinjskem sistemu, ki oskrbuje eno kuhinjsko pipo, saj sta količina vode in način uporabe drugačna. Predvsem pojasnjuje, zakaj je remineralizacija na voljo kot možnost na vseh ravneh.
Prav zato nekateri kupci za sistem reverzne osmoze dodajo stopnjo za minerale: ne zato, ker bi bila voda brez nje nevarna, temveč zato, ker minerali vplivajo na okus in pH, nekaterim pa je ta dodaten korak vreden večjega občutka varnosti.
Kaj lahko storite, če želite minerale vrniti v vodo
Če vas to ne skrbi, je najpreprosteje pustiti vodo takšno, kot jo pripravi sistem. To je privzeta nastavitev pri večini sistemov reverzne osmoze in stanje, opisano v vseh zgornjih razdelkih.
Če želite minerale vrniti v vodo, imate na voljo dve praktični možnosti. Z mineralnimi kapljicami dodate odmerjeno količino ročno vsakič, ko napolnite kozarec ali vrč. Podrobna primerjava te metode in fiksnega vgrajenega filtra je na voljo v članku mineralne kapljice ali vgrajeni mineralni filter za vodo iz reverzne osmoze.
Druga možnost je vgrajeni naknadni filter, nameščen za membrano, ki samodejno obdela vsak kozarec vode, ne da bi bil potreben ročni korak. Hydrion TAM3 alkalni mineralni filter je namenjen prav temu: na strani izdelka piše, da vodi v ionski obliki znova doda kalcij, magnezij, kalij, cink, železo in natrij ter zviša pH nad 7,5. Če ga namestite na sistem, kot je RO600, je prav on tudi razlog, da se vrednost TDS na povezanem zaslonu po membrani znova zviša. Kot je pojasnjeno v prejšnjem razdelku, to pomeni, da filter dodaja minerale, ne pa, da je prišlo do okvare, ki bi jo bilo treba odpraviti.
Vsi, ki želijo celotna navodila po korakih, vključno s tem, kdaj remineralizirati vodo in kako ugotoviti, kdaj je treba zamenjati kartušo, jih najdejo v članku zakaj in kako remineralizirati vodo iz reverzne osmoze. Bralci, ki so iskali širši pregled reverzne osmoze, preden so se osredotočili posebej na minerale, pa lahko začnejo pri popolnem vodniku po filtraciji z reverzno osmozo.
Preprosto povedano, membrana opravlja natanko to, čemur je namenjena, ko odstrani večino raztopljenih mineralov, vrednost TDS pa meri prav to spremembo. Ali je to za vas pomembno, je odvisno od tega, koliko vašega vnosa mineralov je bilo sploh odvisnega od vode iz pipe. Vse drugo je stvar okusa, pH in osebnih želja, čemur je namenjen mineralni naknadni filter.