The source of own water in home and office
Woda jest niezbędna do życia wszystkim organizmom na ziemi. Bez wody nie przetrwałby żaden człowiek, żadne zwierzę, czy też żadna roślina. Podczas trawienia rozpuszcza w sobie poszczególne składniki pokarmowe, które są następnie wchłaniane przez organizm. Jest przenośnikiem i regulatorem ciepła w organizmie, bierze udział we wszystkich procesach biochemicznych, zwilża błony śluzowe, gałkę oczną i zapewnia ruchliwość stawów.
Wody mineralne pochodzą bez wyjątku z głębi ziemi. Znalazły się tam miliony lat temu w momencie tworzenia się skorupy ziemskiej, bowiem woda wypełniła już wtedy wszystkie szczeliny i pustki, jakie w tej skorupie się pojawiły. Człowiek przez minione miliony lat nigdy nie korzystał z wód mineralnych, bowiem nigdy dotąd nie miał do nich dostępu. Eksploatacja tych wód rozpoczęła się stosunkowo niedawno (około 100 lat temu), od momentu wynalezienia technik wiertniczych do wykonywania głębokich otworów w skorupie ziemskiej, a w ostatnich latach eksploatacja ta czyniona była w sposób rabunkowy.
Ale nie zapominajmy praw fizyki – jeśli wydobywa się na powierzchnię ziemi wodę mineralną z jej głębi, to w tym samym czasie zasysa się z powrotem wodę powierzchniową, najczęściej skażoną chemicznie. Taki proces mieszania czystych, na początku ich eksploatacji, wód mineralnych z zanieczyszczonymi wodami powierzchniowymi trwał tak długo aż doszło do ich skażenia.
Żadna instytucja naukowa nie będzie wnikliwie badać problemu konsumpcji minerałów zawartych w wodzie pitnej. A to z bardzo prostej przyczyny – nigdy w historii życia biologicznego na globie ziemskim nie odnotowano problemu braku minerałów, czy konkretnie pierwiastków życia w naszej diecie. I właśnie, dlatego, że braku minerałów nigdy nie było i nadal nie ma, producentom wód mineralnych tak łatwo udało się rozdmuchać reklamę wokół nich. Po prostu nikt, nigdy nie protestował. Przez pierwsze dziesiątki lat od czasu odkrycia wód mineralnych wierzono bardzo w ich lecznicze działanie. W ostatnich latach, gdy zaczęło brakować czystych wód powierzchniowych do picia, zaczęto szukać ich częściej w głębi ziemi. Rozpoczęła się rabunkowa eksploatacja wód mineralnych, a wraz z ich wydobyciem na powierzchnię zasysano, również z powierzchni, zanieczyszczone chemią i często zatrute wody powierzchniowe.
Przez minione miliony lat człowiek oceniał wartość wody na podstawie jej wyglądu. Jeżeli była mętna, wówczas przecedzał ją przez odpowiednie filtry mechaniczne. Ponieważ nie wiedział, że w nieskazitelnie czystej wodzie mogą znajdować się niewidoczne dla oka bakterie i wirusy, często dochodziło do zachorowań oraz epidemii.
Dzisiaj, gdy poznaliśmy bakterie i wirusy problem wywoływanych przez nie chorób został opanowany. Powstały zakłady wodociągowe, których zadaniem jest wodę pitną dezynfekować. My z kolei wiemy, że wodę pobieraną z kranu należy dodatkowo gotować, bo woda może ulec ponownemu zakażeniu w rurociągach przemysłowych.
Państwa zachodnie już dawno przyznają się do faktu, że zakłady wodociągowe nie są w stanie zapewnić zdrową, czystą i bezpieczną wodę pitną, jeżeli pochodzi ona z zanieczyszczonych rzek. Wyjątki stanowią te miasta, które posiadają dostęp do czystych źródeł wody pitnej. Dla przykładu Wiedeń posiada od ponad 120 lat najlepszą wodę w kranach, bowiem pochodzi ona ze źródła Kaiserbrunn położonego w pobliskich Alpach. Do tego źródła dopływa woda z topniejącego na wyższych wysokościach lodowca. Na terenie tegoż lodowca oraz w okolicy źródła Kaiserbrunn nie ma żadnego przemysłu, w wysokich Alpach nikt nie uprawia rolnictwa, nie ma tam również wiosek i miast, które zanieczyszczałyby wodę ściekami bytowymi. W ten oto sposób Wiedeńczycy mogą pić wodę prosto z kranu, nawet bez gotowania, a wszyscy mogą im tego zazdrościć.
W naszych polskich miastach, ale również we wioskach, jest niestety zupełnie inaczej. Źródłem wody pitnej dla połowy mieszkańców Polski są rzeki – ścieki. Około 30% rzek zawiera wody III klasy czystości, natomiast 60% – wody pozaklasowe. Tymczasem zakładom wodociągowym wolno czerpać wyłącznie wody I klasy czystości, bo tylko z takich potrafią wyprodukować czystą wodę dla jej konsumentów. Problem w tym, że tak czystych wód już w Polsce po prostu nie ma.
Minerały są częścią składową skorupy ziemskiej i występują powszechnie w przyrodzie, a nauka geologii liczy ich około 2 200. Z różnych minerałów zbudowane są skały, które tworzą skorupę ziemską. Minerały mają różną budowę chemiczna i część z nich należy do grupy związków chemicznych stanowiących sole. Te sole z kolei zawierają często pierwiastki, które są niezbędne dla życia ludzi i gdy rozpuszczą się w wodzie mogą dać wodę mineralną.
Od początku wynalezienia wód mineralnych najważniejszym kryterium decydującym o przyznaniu wodzie głębinowej odpowiedniego atestu była zawartość w jednym litrze minimum 1 000 mg składników mineralnych oraz jej nieskazitelna czystość. To kryterium spełniało w Polsce do 1990 roku tylko (!!!) 28 źródeł wód mineralnych znalezionych przez okres ponad 100 lat na obszarze całego kraju. Źródeł wód głębinowych posiadamy zdecydowanie więcej – skorupa ziemska posiada taką urodę, że niemal w każdym jej miejscu można dowiercić się do wody głębinowej, to tylko kwestia głębokości. Jednak nie każda woda głębinowa spełnia warunki stawiane wodzie mineralnej.
Przy eksploatacji wód mineralnych pojawił się pewien ogromny problem – fizyka. Otóż jedno z wielu praw fizyki mówi, że gdy na powierzchnię ziemi wydobywa się wodę głębinową (takie wydobycie czyniono przy zastosowaniu odpowiednich pomp oraz głębokich otworów wiertniczych), to na jej miejsce natychmiast napływa woda sąsiadująca – z boku (horyzontalnie) oraz od góry (wertykalnie), bowiem w miejscu wysysania tej wody nie może powstać próżnia. Po wielu latach takiego działania człowieka doszło w końcu do sytuacji (bo dojść musiało), że do eksploatowanych wód mineralnych doszły wody powierzchniowe, nierzadko skażone. W wodach mineralnych zaczęły pojawiać się pestycydy, detergenty, metale ciężkie, azotany, słowem wszystkie te trucizny, które już dużo wcześniej mieliśmy w większości wód powierzchniowych.
Ponieważ stale rosła lista wód mineralnych, które nie mogły się nadal szczycić nieskazitelną czystością, w roku 1990 poczyniono pierwszy krok zaradczy; wprowadzono normę, która obniżyła próg wymagany do przyznania atestu do 200 mg na 1 litr . (BN-90/9567-08, z dnia 28 lutego 1990 r.). Ta sama norma zezwoliła po raz pierwszy na obecność w wodach mineralnych substancji szkodliwych dla zdrowia.
Wszystkie wody mineralne były kiedyś naturalne, bo pochodziły wyłącznie z głębi ziemi i stanowiły pewną wyszukaną grupę (pod względem składu mineralogicznego) wód głębinowych. Wody te znalazły się w głębi skorupy ziemskiej miliony lat temu i przez cały ten okres nikt nie miał do nich dostępu. Dla przykładu popularne wody oligoceńskie z rejonu Mazowsza mierzą sobie wiek od 30 do 35 milionów lat. I dopiero niedawno, po wynalezieniu technik wiertniczych w skorupie ziemskiej, człowiek sięgnął po nie i zaczął je eksploatować. A ponieważ w miejscu ich eksploatacji, 100, 200 lub 300 metrów pod powierzchnią ziemi, nie może powstać próżnia, to każdy metr sześcienny wydobytej wody mineralnej, został uzupełniony wodą powierzchniową. Ponieważ współczesne wody powierzchniowe są w zdecydowanej większości skażone pestycydami, detergentami, azotanami oraz innymi związkami chemicznymi, stąd niech nikogo nie zdziwi, że wszystkie te związki mamy już w wodach głębinowych i mineralnych.
Przez okres ponad 100 lat woda mineralna musiała spełniać dwa warunki:
zawierać odpowiednią ilość składników mineralnych i w odpowiedniej proporcji
nie mogła zawierać substancji szkodliwych dla zdrowia.
Ale tak było kiedyś, bowiem obecnie przepisy dopuszczają w handlu wody mineralne o zdecydowanie niższej zawartości minerałów (wody niskozmineralizowane) i jednocześnie zezwalają na obecność w nich związków chorobotwórczych (pestycydy, detergenty, metale ciężkie, azotany itp.).
Co robić skoro sytuacja wydaje się beznadziejna; wody kranowe i studzienne nie nadają się do picia, wody mineralne i źródlane również nie są takie czyste jak były kiedyś. Na szczęście znalazło się rozwiązanie, zgodnie z dewizą; “potrzeba matką wynalazku”. Nowa metoda oczyszczania wody przy użyciu membran osmotycznych doskonale oczyszcza wodę ze związków toksycznych, przepuszczając dużą część pierwiastków mineralnych. Jeśli taką wodę przepuści się dodatkowo przez mineralizator, wówczas otrzymujemy na wyjściu wodę porównywalną z wodą mineralną niskozmineralizowaną.
Smak i skład wody po przejściu przez urządzanie osmotyczne jest porównywalny ze smakiem i składem wody z górskiego potoku. Ta sama woda po przejściu przez mineralizator jest porównywalna z wodą mineralną niskozmineralizowaną.
Zanim wytłumaczymy istotę działania osmozy naturalnej i odwróconej opiszemy budowę półprzepuszczalnych błon osmotycznych (w technice: membran), bez których zjawiska te nie miałyby miejsca.
Półprzepuszczalne błony osmotyczne występujące w naturze, to bardzo cienkie materiały o wyjątkowo małej porowatości. Otóż pory takich błon posiadają wielkość około 0,0001µ. Dużo to czy mało? Przypomnijmy sobie, że 1 mm jest 1000 razy większy od mikrometra (µ) co oznacza, że pora błony osmotycznej jest 10 000 000 razy mniejsza od jednego milimetra. Natura miała swój powód, aby stworzyć błony o takiej właśnie porowatości, bowiem podobną wielkość ma cząsteczka wody – H2O.
Z półprzepuszczalnych błon osmotycznych zbudowane są ścianki komórek ludzkich i zwierzęcych, błony takie mają swoje miejsce w naszych jelitach, w korzeniach roślin i wielu innych miejscach życia biologicznego. Ale chcemy przecież dowiedzieć się do czego te błony służą. Okazuje się, że jeśli błona osmotyczna rozdzieli dwa różnie stężone roztwory wodne wówczas dzięki zjawisku osmozy naturalnej dojdzie do zrównania tych stężeń poprzez, nietypowe dla innych zjawisk fizycznych, wymieszanie się tych roztworów. Dlaczego nietypowe? W tym miejscu należy zauważyć, że zdecydowana większość związków chemicznych, które rozpuszczają się w wodzie, to związki zdecydowanie większe od cząstki H2O. Cząsteczka wody zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu, gdzie wodór jest przecież najmniejszym atomem, jaki znamy w przyrodzie, a tlen jest również niewiele większy. Dlatego jest ona niemal zawsze mniejsza od pierwiastków oraz związków w niej rozpuszczonych. Oznacza to, że rozpuszczone w wodzie związki mają mniejsze szanse przedostać się przez błonę, z kolei łatwo przechodzą przez nią cząsteczki wody. W przypadku rozdziału błoną osmotyczną dwóch różnie stężonych roztworów wodnych pojawią się odpowiednie siły (ciśnienie osmotyczne), które spowodują ruch wody z roztworu mniej stężonego (woda czysta)do roztworu gęstego (woda brudna).
Występowanie osmozy naturalnej w przyrodzie zauważono już ponad 200 lat temu. Przez wiele lat czyniono próby wytworzenia sztucznie błony osmotycznej. Pierwsze membrany, produkowane z materiałów celulozowych (symbol techniczny CTA), okazały się mało trwałe i dopiero odkrycie w roku 1952 membran poliamidowych (symbol techniczny TFC) wywołało rewolucję w dziedzinie oczyszczania wody metodą osmozy odwróconej.
Efektem osmozy naturalnej jest wyrównywanie stężeń dwóch różnych roztworów, czyli inaczej wymieszanie się wody bardziej i mniej zabrudzonej. Ale nam, technikom oczyszczania wody pitnej, zależy na tym, aby z wody brudnej odzyskać wodę czystą, a efekt taki możemy uzyskać poprzez pokonanie ciśnień osmotycznych występujących w osmozie naturalnej. Jeśli to uczynimy, to spowodujemy ruch wody z roztworu bardziej stężonego (woda brudna) do roztworu o stężeniu mniejszym (woda czysta). Błony osmotyczne wytwarzane sztucznie nazywa się w technice membranami.
