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! Не думал, что пост получится таким многословным. И это я ещё многое вырезал. Пишите в комментариях, если понадобятся какие-то подробности. У нас остались все фильтры, которые использовались для теста, и есть возможность ещё раз заглянуть в лабораторию — так что я могу проверить или показать что-нибудь ещё, если кому-то будет интересно.