Cравнение-тест бытовых фильтров для очистки воды, домашние опыты
- В этой теме 16 ответов, 12 участников, последнее обновление 1 год сделано
.
-
Не так давно мы с супругой наконец-то обзавелись собственным жильём, и я озадачился вопросом — как умнее и экономнее всего организовать дополнительную очистку воды у себя дома. Так как я работаю в компании, занимающейся в том числе и химическими исследованиями, получилось провести почти полноценные лабораторные испытания нескольких моделей фильтров. Процесс тестирования и сравнения оказался интересным, так что я решил поделиться этими своими наблюдениями и выводами здесь.
Зачем вообще чистить воду?
Муниципальное водоснабжение (водоканал) чистит воду следующим образом. Из водоёма или скважины забирается вода, и затем к ней добавляют коагулянт — вещество, которое собирает мелкие частицы примесей в крупные хлопья. Потом проводится механическая фильтрация, которая эти хлопья из воды удаляет. Далее идёт бактерицидная обработка — хлорирование.
Полученная вода соответствует санитарным нормам. Это значит, что она не токсична и не опасна для здоровья в короткой перспективе. То есть ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ в такой воде НЕ превышены. Да, вещества там быть МОГУТ, но в количествах, допустимых стандартом. Чтобы было совсем понятно: такую воду можно пить без риска умереть сразу после питья. Но такая вода может содержать остатки хлора, пестициды и другую органику. Пройдя по трубам, вода собирает коллоидное железо, ржавчину и ионы тяжелых металлов. Всё это может входить в состав как чёрных, так и цветных сплавов, из которых делают трубы, краны, фитинги и прочие водопроводные приспособления. Сразу это не навредит, но в длительной перспективе употребление такой воды точно скажется на здоровье. Поэтому доочистка воды — дело важное и нужное. Особенно если в доме дети (мы вот с женой в скором времени планируем обзавестись).Практика
Чтобы узнать, чем отличаются друг от друга фильтры разных производителей, и какой фильтр как чистит, мы с моим коллегой провели небольшой «следственный» эксперимент. Вы можете его повторить даже в домашних условиях с тем фильтром, который есть у вас дома. Правда, придётся потратить немного денег на покупку реагентов — есть сайты, которые продают оборудование и материалы для уроков химии, там вы всё найдёте. Мне в этом плане повезло с работой — получилось договориться с лабораторией и там же получить реагенты.
Какой кувшин лучше?
Кувшинными фильтрами я пользовался все те годы, что кочевал по съёмным квартирам. Честно говоря, разницы между фильтрами-кувшинами разных марок никогда особенно не видел и даже не думал, что она в принципе есть: все они плюс-минус одинаково стоят и плюс-минус одинаково выглядят. Выбирал всегда ориентируясь на ценник, объём и цвет крышечки. Поэтому и на тесте больших надежд получить разные результаты не было.
Для эксперимента мы выбрали три самых популярных, судя по отзывам в интернете, фильтра: «Аквафор Прованс» с модулем А5 (цена картриджа — 240 рублей), «Барьер» с модулем «Стандарт 4» (цена картриджа 210 рублей) и «Brita Marella» с модулем «Макстр Универсал» (цена картриджа 350 рублей).
Всё по-честному: тестировались совершенно новые фильтры. Для каждого на всякий случай был докуплен запасной картридж.
Перед испытаниями промыли примерно литром воды картридж каждого кувшина — согласно инструкции, только так они выдают полную очистительную мощность, иначе эксперимент не будет показательным.
Первым делом было решено проверить, как кувшины справляются с пестицидами, токсинами и прочей органикой. Вопрос важный, потому что, как уже говорилось выше, водоканал большинство органических загрязнителей из воды не удаляет.
Невооруженным глазом и на вкус присутствие пестицидов, токсинов, органики и хлорорганики в воде не определить. Поэтому в нашем эксперименте их роль сыграл краситель «Метиленовый синий», который даже при маленькой концентрации (10-50 мкг/л) окрашивает воду в радикальный синий цвет. В ГОСТ 4453-74 этот краситель используется для определения сорбционной ёмкости активированного угля, то есть способности угля к связыванию органических веществ, содержащихся в воде. Для нас важно, что метиленовый синий, во-первых, по химической структуре похож на пестициды и токсины, а во-вторых, даже в малых концентрациях отлично виден безо всяких приборов.
Краситель продаётся в зоомагазинах — его используют для обеззараживания аквариумов, и стоит дешевле 50 рублей за флакон. Если вы хотите протестировать свой домашний фильтр таким же образом, как это сделали мы, — вот самый простой и дешевый способ.
Итак, мы растворили содержимое пузырька (50 мл) в 6 л воды и получили раствор с концентрацией приблизительно 50 мг/л. Полученную темно-синюю жидкость пропустили через фильтры. Результаты оценивали визуально следующим образом: если вода полностью прозрачная — фильтр отлично справляется с органическими загрязнителями. Если вода на выходе синяя или голубая — соответственно, и пестициды бы такой фильтр тоже пропустил. Чем темнее синий — тем ниже процент очистки.
По фото можете оценить сами: очистка близко к 100% — только у «Аквафора». Он единственный выдал визуально прозрачную воду. Процентов по 80-85% у «Барьера» и «Бриты», которая, кстати, дороже остальных участников вместе взятых.
Дальше промыли кувшины водой от «синьки» и сразу начали проверку эффективности тех же картриджей в борьбе со ржавой водой. Для наглядности мы использовали суспензию гидроксида железа (III) в концентрации 100 мг/л (по железу). Полученный раствор имеет более чем трёхсоткратное превышение предельно допустимой концентрации железа в воде.
В этом эксперименте выделилась «Брита»: вода прошла через фильтр раза в полтора быстрее, чем через «Аквафор» и «Барьер». Для обычного юзера такая высокая скорость «очистки» — большой плюс. Только набрал — и уже можно пить. Вот только, как стало видно из эксперимента, быстро не всегда значит хорошо!
Результаты оценивали также визуально. По итогам проверки ржавчиной «победителем» снова стал «Аквафор» — он дал на выходе совершенно прозрачную воду, то есть отфильтровал практически 100% взвеси. Второе место у «Барьера»» (~85%), а хуже всех ржавчину из воды удалил самый дорогой участник наших экспериментов — «Брита» (~80%).
Эти результаты видны и без всяких измерений концентраций — просто вода выглядит совершенно по-разному. Столь разные результаты у схожих (вроде бы) по конструкции и принципу работы фильтров нас удивили. Как я уже говорил, изначально я привык думать, что все они работают одинаково. Для выяснения причины столь сильных различий по эффективности очистки воды мы решили вскрыть картриджи и изучить сорбент. Может, у «Аквафора» его больше или он имеет принципиально другой состав?
Мы разрезали картриджи, участвовавшие в тесте, и изучили содержимое. Внутренний мир «Барьера» и «Бриты» оказался идентичным. Черные гранулы — активированный уголь, серые гранулы — ионообменная смола. У «Бриты» гранул поменьше — отсюда и высокая скорость, и низкое качество механической фильтрации. Несмотря на то что фильтр самый дорогой, сорбента в нём меньше всего.
На фоне рассыпавшихся бесформенной кучкой «Барьера» и «Бриты» сорбент из картриджа «Аквафора» держится бодрячком. Гранулы угля и смолы в этом фильтре сохранили форму пасхального кулича, причем гранулы по размеру раза в два меньше, чем у «Бриты» и «Барьера».
Единым композитом эти гранулы держат тонкие жёлтые волокна. Чем-то похоже на землю в горшке с растением — если вы когда-нибудь пересаживали цветы, то видели, как сплетение тонких корней удерживает грунт.
Волокна, как выяснилось, — это особый материал Аквален-2. На сайте производителя говорится, что это уникальная собственная разработка НИИ «Аквафор» — специальное волокно, которое (далее цитата с сайта) «селективно поглощает ионы тяжелых металлов и позволяет удерживать в сорбенте ионы серебра в активной ионной форме, а также удерживает гранулы сорбентов, не давая образовываться каналам, через которые вода проходит без очистки».
Схема выше (также взята с сайта «Аквафора») показывает, как работает сорбент в разных фильтрах. В обычных картриджах, где активированный уголь и смола набиты беспорядочной кучей, вода образовывает каналы между гранулами и очень быстро через них проходит с минимальной очисткой или вообще без неё. Аквален-2 борется с «канальным эффектом» и позволяет использовать более мелкий сорбент. «Корневая система» в картридже «Аквафора» распределяет воду на большую площадь, так что сорбент успевает задержать больше загрязнителей. Прозрачная вода в кувшине — прямое тому подтверждение.
По фото разобранного картриджа видно, что раствор синего красителя не прошёл и трети блока сорбента, в то время как сорбент «Барьера» и «Бриты» окрасился целиком, и при этом пропустили часть метиленового синего в ёмкость для очищенной воды.
Почему другие производители даже не пытаются сделать что-то подобное, а используют старую технологию насыпки сорбента бесформенной кучей? В поисках дополнений к эксперименту я снова прошерстил интернет. У кувшинов «Бриты» интересный дизайн, очень красивая креативная реклама. По содержанию фильтров внятной информации найти не удалось. Уголь и ионообменная смола — классика, не меняющаяся уже более 30 лет. «Барьер» наглядно показывает картридж в разрезе, однако эксперимент говорит, что к эффективности такой конструкции тоже остаются вопросы. «Аквафор» не скупится и вкладывается в разработки. Не ожидали даже обнаружить у российского производителя собственный научно-исследовательский институт и инвестиции в ноу-хау на миллионы долларов.
Почему кроме «Аквафора» мало кто заморачивается развитием технологий — можно только предположить. Во-первых, это сложно и дорого. Во-вторых, это ещё и неблагодарное занятие. При более-менее нормальной воде из-под крана наличие в ней загрязнений невооруженным глазом не увидеть — растворы большинства токсинов и пестицидов на самом деле бесцветные, а не синие, как краситель в нашем эксперименте. Ржавчина в такой сильной концентрации бывает только при авариях или в «утренних сбросах». Стресс-тесты типа нашего никто из обычных покупателей фильтров проводить не станет. То есть нормальный человек, вроде моей мамы, о существовании каких-то различий в качестве очистки между «Бритой» и «Аквафором» в жизни не узнает. А в магазине на полке все фильтры вообще одинаковые, и народ выбирает по цене, объёму и цвету крышечки. Так и зачем производителям тратиться на разработки — логично?
Впрочем, довольно лирики — давайте продолжим сравнивать фильтры.
Сравниваем стационарные фильтры с заявленной бактерицидностью
Стационарные фильтры, как правило, удаляют загрязнители гораздо эффективнее кувшинов: наличие напора воды позволяет использовать более плотный сорбент, а также фильтры на основе половолоконных или обратноосмотических мембран. Производители многих стационарных очистителей воды заявляют, что их фильтры делают воду чище кипячёной — могут удалять из воды не только пестициды и ржавчину, но и бактерии и цисты паразитов. Кувшинным фильтрам, которые тестировались до этого, подобное не под силу.
В общем, стационарные фильтры хоть и дороже, но лучше (по крайней мере, для российских реалий). Читателям, у которых собственное жилье или достаточно сговорчивые арендодатели, однозначно рекомендуется потратиться и поставить стационарный фильтр, а не рассчитывать обойтись кувшином. Но какой фильтр под раковину выбрать?
Провести дома сравнение стационарных фильтров у вас получится вряд ли: во-первых, покупать несколько разных фильтров дорого, во-вторых, монтировать их тоже довольно трудно.
Чтобы не тратить время на монтаж фильтров под раковину, прямо в лаборатории нами была построена хитрая «симуляция» водопровода. Электрический насос перекачивает воду с давлением около 3,5 атмосферы из большой ёмкости с неочищенной водой сразу на два фильтра. Вода, прошедшая очистку в фильтрах, собирается в две стеклянные ёмкости поменьше.
Участниками нового сравнения стали два фильтра, у которых заявлено удаление из воды 100% бактерий. В случае микробиологического загрязнения полумеры неприемлемы: либо фильтр удаляет 100% всех бактерий, либо он на 100% НЕэффективен. Всё дело в том, что, в отличие от пестицидов, токсинов, ржавчины, солей жёсткости и прочих загрязнителей, живые организмы размножаются. Так что даже если фильтр оставит в воде 0,01% бактерий — через какое-то время это ничтожное количество микроорганизмов размножится до объема 100%.
Итак, фильтры с «бактерицидной» функцией: в левом углу ринга «Аквафор Кристалл Эко» с картриджем К7В (4 950 рублей), в правом углу ринга — «Гейзер» с картриджем «Арагон-2» (4 790 рублей). Интересный момент: гордый «Гейзер» пообещал отсечение не только бактерий, но и вирусов. Это довольно смелое заявление — бактерии имеют величину около 1 микрона, а вирусы — в 10 раз меньше.
Разводить опасное биологическое загрязнение мы не решились, поэтому в качестве системы для испытаний решили использовать суспензию гематита — минерала, частицы которого по размеру сопоставимы с размером бактерий (примерно 1 микрон). Суспензия гематита в концентрации 0,5 г на литр имеет насыщенный морковный цвет — если фильтры не отсекут частицы, мы это сразу увидим — вода будет жёлтой.
«Аквафор» с картриджем К7В дал прозрачную, чистую воду. Частицы гематита остались в фильтре — та же судьба ждала бы и бактерии. А вот вода после очистки «Гейзером» имеет явно заметный желтоватый оттенок. Это говорит о том, что фильтр таки пропускает частицы гематита.
Как же так? Заявлена бактерицидность и даже удаление вирусов, а на деле — частицы минерала, сопоставимые по размеру с бактериями, явно не были отсечены. В поисках объяснения результатов нашего теста пришлось снова шерстить интернет.
На сайте «Гейзера» есть протокол испытаний, подтверждающий бактерицидное действие картриджа. Но только на первых 35 литрах воды: 5 литров проливают для подготовки, и 15 раз по 2 литра с разными бактериями и вирусами, итого — 35 литров. Как система будет работать после пролива 35 литров (фильтр-то рассчитан на несколько тонн!) — неизвестно.
Протокол испытаний «Аквафор» ЭКО включен в инструкцию прибора. Согласно протоколу, за счёт использования половолоконной мембраны фильтр отсекает 100% бактерий. Сайт производителя указывает, что мембрана задерживает мельчайшие частицы величиной от 0,1 микрона. Фильтр «Гейзер» явно не отсекает мелкие частицы, но при этом у него заявлено бактерицидное действие. Из наиболее вероятных объяснений такого странного положения дел — бактерицидность «Гейзера» на первых десятках литров обусловлена присутствием в картридже «Арагон» какого-то химиката, банально убивающего микроорганизмы.
Можно предположить, что причина в том, что в сорбенте фильтра «Гейзер» используются пористый полимерный материал на основе резорцинформальдегидной смолы. В Европейском союзе использование этой смолы запрещено ввиду её токсичности: даже IKEA отказалась от ДСП с клеем на её основе. То есть первые 35 литров концентрация формальдегида в смывах картриджа «Гейзер Арагон» настолько высока, что вирусы и бактерии просто не выживают. Отсюда и законные основания для того, чтобы указать на упаковке «очистка от бактерий и вирусов». Вот только пить воду из фильтра, содержащего ядовитое вещество, не очень-то хочется, правда?Выводы
В процессе наших тестов наиболее эффективными и интересными для изучения оказались фильтры «Аквафор». Отечественный производитель совершенно неожиданно для нас ощутимо обошел соперников по качеству очистки воды: во всех испытаниях его фильтры выдавали чистую прозрачную воду. Насколько мы разобрались в теме, эффект достигнут за счёт собственных разработок компании. Например, запатентованное волокно Аквален-2 сделало сорбент фильтра-кувшина на порядок эффективнее и продлило срок его службы.
Неподдельно разочаровал именитый европейский бренд «Брита»: оказалось, в случае фильтров этой марки переплата идёт исключительно за европейское происхождение и громкое раскрученное имя. Немцы умудрились сэкономить даже на наполнителе для картриджей, из-за чего их кувшин показал самые слабые результаты. Ну а 100% очистка от бактерий и вирусов, заявленная у отечественной марки «Гейзер», оказалась на самом деле рекламной заманухой: тест показал, что фильтр не отсекает мелкие частицы, а значит, бактерицидным его делает что-то другое — скорее всего, наличие внутри картриджа активно убивающих всё живое химикатов.
У себя на кухне я в итоге установил «Аквафор Кристалл ЭКО». А на дачу родителям отвёз «Аквафор Прованс». Вместо Brita, который у них до этого был…
Спасибо, что осилили!Дмитрий Михайленков chemistery https://geektimes.com/company/gadgetfreaks/blog/300243/
kaifsheg wrote:Алексей, ppm наше всё. Хоть в СО2 хоть в Н2О. Особенно китайский…Кстати, а никто себе не собирал индикатор СО2 на MH Z19
Собрал себе, пока стоял на улице — показания, более-менее правдивые (450-600ppm днем, и 900-1200ppm вечером, когда печи топить начинают).
Занес домой — ниже 700ppm не падает даже с открытыми окнами.. Собственно, вопрос — это датчик глючный или у нас все так плохо (максимальные пики на графике — это моменты растопки котла, когда часть дыма тянет в помещение)?
Мембраны из чайного гриба очищают воду лучше искусственных фильтров — это выяснили учёные из США
Сотрудники Технологического университета Монтаны в США выяснили, что живые бактериальные мембраны могут справляться с фильтрацией воды лучше аналогов. Исследование опубликовано в журнале Американского химического общества.
Учёные отметили, что из-за загрязнённой воды каждый день по всему миру умирают около двух тысяч детей. Полимерные фильтры эффективно очищают воду, но со временем забиваются мелкими частицами, становясь комфортной средой для развития микроорганизмов. Отмыть такое загрязнение практически невозможно, и мембрану приходится менять на новую.
Исследователи пытались найти материал, более стойкий к образованию опасной биоплёнки. Для этого они вырастили природный полимер, используя воду, чай, сахар и уксус. Мембраны использовали в экспериментах в течение восьми дней.
Учёные взяли по 20 литров воды из реки Биг-Хол и водохранилищ Бейсик-Крик и Молтон и пропустили их через фильтры на основе чайного гриба и обычных полимерных материалов. Выяснилось, что оба вида мембран со временем загрязнились, но натуральные всё равно фильтровали воду лучше (от 19% до 40%). Чайный гриб оказался более устойчив к образованию биоплёнок, что позволяет фильтру служить дольше.
Слева — мембрана из чайного гриба Исследователи установили, что эффективнее очищать воду помогают бактерии рода Ацетобактер, из которых в основном состоит чайный гриб. Они способны образовывать уксусную кислоту, уничтожающую вредоносные микроорганизмы. По мнению учёных, мембраны из чайного гриба могут стать дешёвой и экологичной альтернативой обычным фильтрам для воды.
pubs.acs.org/doi/10.1021/acsestwater.1c00169
- Отвечать могут только зарегистрированные пользователи. Регистрацию можно получить в разделе "Клубная регистрация" или напишите ответ на вопрос "ЗАЧЕМ вам сюда?" на info(собака)imhodom.ru