Вода является важной составляющей жизнеобеспечения (здоровья) человека наряду с пищей, воздухом, - вообще окружающей средой. Роль ее в жизни человека представлена на схеме 1. Вода на клеточном уровне участвует во всех процессах, происходящих в организме человека. От качества этой воды зависит состояние вашего организма и возможность его без сбоев выполнять свои функции (в соответствии с предназначением).

            Наши предки, жившие много столетий назад, не знали кока-колы, лимонада, пива и других приятных напитков и утоляли жажду природной водой. И вода эта была, говоря современными общепринятыми терминами, доброкачественной. Это означает, что в ней отсутствовали вредные для здоровья примеси вроде фенола, формальдегида, канцерогенных (т.е. вызывающих рак) веществ, солей тяжелых металлов, нефтепродуктов, всеобъемлющей «хлорки» и т.д. И в те далекие времена люди, конечно, болели, но причины болезней чаще всего определялись не употреблением воды.

            С тех пор много воды утекло. Теперь мы с «гордостью» можем отметить: питьевая вода может здорово подпортить нашу жизнь. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) 1980 г. вследствие употребления недоброкачественной воды на нашей планете ежедневно (!!!) погибает свыше 25000 человек. Статистических сведений такого плана по России нет, но Госсанэпиднадзор в документе «Экологическая безопасность России», вып. 1, Москва. 1995 г. (еще 10 лет назад) отмечал, что в России около 75% поверхностных и 30% подземных источников воды НЕ ПРИГОДНЫ ДЛЯ ПИТЬЯ.

            Иными словами, пьем мы сегодня, дорогие друзья, коктейль, приготовленный собственными стараниями за годы всепобеждающей борьбы с природой. И потихоньку движемся по пути, который наметил какой-то шутник: «Или человек уменьшит количество загрязнений, или загрязнения уменьшат количество людей».

            После столь оптимистичного заявления со всей мощью звучит извечный в России вопрос: «Что делать?»

            Если заняться помощью природе и многострадальным коммунальным службам, то при наших крайне ограниченных возможностях это растянется на многие годы без ощутимого эффекта.

            Мы живем сегодня.

            Не секрет, что в сельской местности попытка восстановления экологического баланса по проблеме качества питьевой воды отдана на откуп природе. В отличие от местности сельской, развитие городов идет по пути централизованного водоснабжения. И также не секрет, что при таком водоснабжении, в принципе, невозможно обеспечить доставку к потребителю декларированную гигиеной доброкачественную водопроводную воду.

            В идеологию централизованного водоснабжения вмешивается хроническая нехватка в различных регионах питьевой воды, что вынуждает водопроводные сооружения работать в форсированном режиме, и, естественно, при доставке потребителю резко ухудшается качество воды по мутности, цветности, а также снижаются барьерные функции водопроводных сооружений по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Последнее является причиной хронического эпидемиологического неблагополучия в отношении острых кишечных инфекций.

            Итак, помочь природе, как и централизованному водоснабжению, мы, практически, не в состоянии. Что же касается себя лично, казалось бы, решение довольно простое – необходима финишная очистка или, если хотите, доочистка воды питьевого назначения НЕПОСРЕДСТВЕННО ПЕРЕД УПОТРЕБЛЕНИЕМ.

            Иными словами, воду надо чистить, причем всегда и везде! Здесь и сейчас! Как жителям города, так и деревни!

            Именно в этом направлении в настоящее время идет грандиозная работа. И для этого есть определенные наработки

            Прежде всего, отметим, что в технологии финишной обработки воды не так уж и много методов – это фильтрование, сорбция, мембранные и электрохимические методы.

            Известные в настоящее время устройства финишной обработки воды, как правило, реализуют те или иные сочетания этих методов (в патентной литературе они называются способами). Дополнительно при финишной обработке иногда применяют озонирование и ультрафиолетовое облучение.

            Фильтрование – процесс разделения воды (в нашем случае) путем ее пропускания через пористую перегородку. В качестве пористой перегородки могут быть использованы тканые и нетканые материалы, металлические, керамические и металлокерамические пористые материалы, гранулированные материалы (песок, угли, шунгит, вермикулит, ионообменные смолы, цеолиты и пр.). Поскольку почти все конструкции очистителей воды содержат фильтровальные элементы, метод фильтрования дал название всем устройствам. Независимо от применяемого способа и метода очистки воды их называют фильтрами.

            Сорбция (от sorbeo(лат.) – поглощаю) – процесс извлечения из воды (в нашем случае) растворенных в ней примесей, в основном органической природы. Поскольку ионообменные процессы также относятся к сорбционным, (только сопровождаются выделением из сорбента привитого к нему иона на замену поглощаемого), то сорбция (в широком плане) позволяет извлечь из раствора (из воды) практически все примеси. Однако, в действительности сорбционные процессы связаны с избирательностью сорбента (сродством к тому или иному веществу) и из воды удаляются далеко не все примеси.

            Как правило, для очистки воды применяют твердые гранулированные или волоконные материалы (адсорбенты). Это активированные угли (БАУ, БАУ-МФ, АУ, углен и т.д.). В некоторых очистителях используют ионообменные материалы (ИОС-К, ИОС-А, цеолиты, клиноптилолиты и др.)

            Сорбционные процессы подчиняются ряду законов, которые значительно усложняют как конструирование адсорбционных насадок, так и их эксплуатацию. Это – и закон образования фронта поглощения, и закон параллельного переноса, и уравнение Шилова, и закон равновесной концентрации и т.д.

            В силу этих законов, при пропускании воды через сорбенты, вредные примеси, в ней содержащиеся, накапливаются в сорбенте, а, вследствие закона равновесной концентрации уже в процессе эксплуатации задолго до выработки ресурса они поступают в обработанную воду (фильтрат), превращая его в «психологически чистую» воду. Указанные особенности были изучены при разработке сорбционных полевых водоочистных станций. Был рассчитан ресурс сорбционных насадок и, к сожалению, он не превышал суток (так называемый «фильтроцикл»). Однако разработки военных водоснабженцев остались неучтенными при создании бытовых очистителей воды.

            Мембранные технологии не получили широкого распространения в бытовых очистителях воды. Во-первых, потому что для работы мембранных модулей требуется высокое давление – до 8 – 10 атм. Во-вторых, поскольку эффективны, в основном гиперфильтрационные мембраны, получаемая вода становится близкой к глубокообессоленой. В-третьих, при мембранной обработке в канализацию сбрасывается до 50 и более процентов поступающей на модуль воды, а при современном дефиците воды это слишком расточительно.

            Из изложенного следует ряд не очень обнадеживающих соображений.

            Во-первых, фильтровально-сорбционные устройства накапливают в толще сорбента поглощенные примеси. И при высоких концентрациях примесей (например, при «залповых выбросах») резко ухудшается качество обработанной воды, сокращается и даже становится непредсказуемым время работы сорбционной насадки (ее ресурс). Иначе говоря, страдает важный фактор – эксплуатационная надежность очистного устройства.

            Во-вторых, мембранные модули и применяемые ионообменные сорбенты обедняют солевой состав обработанной воды (иониты заменяют в воде важные для организма соли кальция, магния, ряд микроэлементов на ионы натрия, а мембранные модули способны полностью деминерализовать воду).

            В-третьих, возникает (как бы ниоткуда) проблема утилизации отработанных сорбционных насадок и мембранных модулей. А это еще один «ручеек» загрязнения окружающей среды.

            Прежде, чем мы перейдем к основной теме статьи – электрохимическим методам обработки воды (подготовки питьевой воды) – уясним себе, что собой представляет питьевая вода. Вопрос не праздный, потому что деятельность многих натуропатов достаточно «намутила воду». Так, следуя за мнением Брэгга и других, многие ученые и врачи полагают, что все необходимое человек получает с пищей, а вода – всего лишь растворитель нужных нутриентов.

            Еще Гиппократ говорил : « Воду из снега и льда почту самой отвратительной». Современные исследования показали, что длительное употребление маломинерализованной воды приводит к ряду патологических состояний человеческого организма. Гигиенисты показали, что в воде обязательно должны присутствовать соли, что минимальная минерализация питьевой воды должна быть не ниже 100 мг/л. Эти данные никак не состыковываются с рекомендациями Брэгга и других натуропатов о безопасности и даже желательности употребления дистиллированной или любой другой маломинерализованной воды (например, талой).

            Питьевая вода должна содержать катионы – калий, натрий, кальций, магний, анионы – хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, карбонаты.

            Питьевая вода может содержать в качестве микроэлементов практически всю таблицу Менделеева в исчезающе малых концентрациях. Часть их может обладать биологической ценностью и активностью (медь, железо, селен, цинк и т.д.) или может быть индифферентной.

            Питьевая вода может содержать газы (кислород, углекислый газ) и органические кислоты (фульво-, гуминовые), которые придают в малых концентрациях приятный привкус воде.

            Питьевая вода не должна содержать антропогенных примесей, по крайней мере в концентрациях, превышающих предельно-допустимые (ПДК).

            К сожалению, хотя один из авторов и гигиенист, следует признать, что институт ПДК, по-видимому – тупик, и гигиенисты-максималисты (голоса которых утонули в океане все новых и новых веществ, требующих регламентации) в чем-то правы. Ведь в настоящее время известно более 4 млн. различных композиций (в том числе органические загрязнения в связи с возможностью трансформации их в суперокситант – диоксин) и простая проверка их присутствия в анализируемой воде просто нереальна.

            В определенной мере повторяясь (но это важно), авторы предлагают требования к питьевой воде, основанные на известных нормативных актах и собственных исследованиях:

1. Питьевая вода должна быть эпидемиологически безопасна.

Исторический опыт человечества и данные микробиологии и гигиены воды делают это требование важнейшим и нет необходимости раскрывать это требование дальше его декларирования. Оно – вне критических обсуждений.

1. Питьевая вода должна быть биологически полноценной.

Это требование предполагает, что вода содержит все необходимые для человека катионы и анионы, т.е. калий, натрий, кальций, магний, хлориды, сульфаты, карбонаты и гидрокарбонаты. В то же время общая минерализация может в разных регионах существенно различаться. Но поскольку для жителей той или иной местности вода привычна на протяжении их жизни, концентрация жизненноважных ингредиентов не сказывается на здоровье аборигенов. Например, общее солесодержание воды санкт-петербургского водопровода находится в пределах 80-150 мг/л, а в г. Ашгабаде превышает 2000 мл/г. Более того, концентрация сульфат-иона в воде Ашгабада превышает ПДК. Тем не менее, это не сказывается на здоровье местных жителей. Приезжим же необходимо 2-3 недели на адаптацию, т.к. якобы «человек ко всему привыкает».

1. Питьевая вода должна быть доброкачественной.

Это означает, что в эпидемиологически безопасной и биологически полноценной воде должны отсутствовать или могут присутствовать в очень малых (ниже ПДК) концентрациях антропогенные, вредные для здоровья, примеси. Приведенный выше афоризм как бы подтверждает расхожее мнение о безопасности употребления недоброкачественной воды и даже информация ВОЗ, приведенная выше, не настораживает, может по причине незнания. Однако этот очень сложный и в биологическом и медико-философском и просто медицинском аспекте вопрос выходит за пределы данной статьи.

            Для людей, пользующимися фильтрами, следует задаться вопросом: «Сможет ли его фильтр «задержать» порядка ЧЕТЫРЕХ МИЛЛИОНОВ соединений различных вредных примесей, содержащихся в составе «современной» воды? Ведь фильтр рассчитан на определенную категорию примесей и довольно «крупных» по размерам. Он, в принципе, не способен произвести обработку воды на ионном уровне, как это происходит при электрохимическом методе (анализом которого мы займемся ниже), а уж при залповом загрязнении исходной воды фильтр и вообще бессилен. Кроме того, фильтр требует своевременной замены. Момента замены и количество этих замен никто и никогда не угадает и не определит.

            Из электрохимических методов в разработке финишных устройств для очистки питьевой воды были использованы электрохимическая коагуляция и электрохимическая флотация. Поэтому мы не будем рассматривать электрофорез, электрокатализ, разряд малой мощности (РММ), высоковольтный электроискровой разряд (ВЭИР) и электромембранный метод – деионизацию. Не исключено, что в дальнейшем какой-либо из них может быть применен и для питьевой воды.

            Обычно при очистке воды применяют (имеются в виду полевые водоочистные станции) различные вещества, замутнители, подкислители, подщелочиватели и среди них важную роль играют коагулянты. В основном, в качестве коагулянта используют сернокислый алюминий (глинозем). Глинозем диссоциирует в воде на ион алюминия и  ион сульфата. Т.к. сернокислый алюминий – это соль сильной кислоты и слабого основания, диссоциация идет не до конца и в воде остается молекулярно растворенный глинозем. Почти сразу после растворения (в течение минуты) ион алюминия соединяется с гидроокислом из воды и образуется гидроксид алюминия, который в виде хлопьев выпадает в осадок. Это и есть коагуляция, в процессе которой (и в результате которой) вода освобождается от взвесей, солей цветности, от микроорганизмов и ряда других примесей. Остается удалить из воды хлопья коагулянта. В полевых водоочистных станциях это происходит на нескольких этапах последующей после коагуляции обработки воды.

            В отличие от обычной  коагуляции электрохимическая коагуляция обладает рядом преимуществ.

            В процессе нахождения или прохождения воды между электродами происходит электролиз, в результате которого растворяется анод и его металл выходит в межэлектродное пространство в виде ионов. Чаще всего в качестве анода используют сплавы алюминия. Ионы алюминия (как и при обычной коагуляции) соединяются с ионами гидроксила и образуется гидроксид алюминия. Процесс этот многостадийный, поэтому образующийся гидроксид алюминия обладает рядом свойств, которые можно объединить термином высокой химической активности. По данным ряда исследований, гидроксид, полученный электролизом, обладает химической активностью, в шесть раз превышающей активность обычного гидроксида. Это означает, что в процессе хлопьеобразования коагулянта, полученного электролизом, очистка воды от взвешенных примесей, солей цветности, микроорганизмов происходит намного активнее и плотнее. К этому следует добавить, что в отличие от обычной коагуляции в воду не добавляются непродиссоциированные молекулы самого коагулянта – сульфаты – и они не поступают потребителю. Отметим, что этот процесс называется электролитической коагуляцией.

            Кроме того, катионы, находящиеся в межэлектродном пространстве, присоединяют к себе ионы гидроксила, что сопровождается выпадением в осадок гидроксидов этих ионов. Это и есть электрохимическая коагуляция. Образовавшиеся гидроксиды катионов становятся как бы «центрами» лавинообразно нарастающей коагуляции. Кроме того, наличие зарядов на гидроксидах в электрическом поле способствует образованию цепочечных агрегатов, также усиливающих процесс коагуляции примесей.

            Таким образом, в отличие от обычной коагуляции, коагуляция, инициированная электрическим полем, представляет собой сочетание нескольких процессов, усиливающих друг друга.

            Электрофлотация широко используется в процессах осветления и очистки от взвесей различных вин. По глубокому убеждению исследователей, она превосходит обычную флотацию, благодаря более полному охвату обрабатываемых объемов.

            Это связано с тем, что в процессе электролиза на катоде образуются не только видимые глазом пузырьки водорода (более мелкие, чем при обычной флотации), но и субмикронных размеров, в начале растворяющиеся в воде, а в последующем слипающиеся с удаляемыми взвесями и друг с другом. Причем, в отличие от обычной флотации, электрофлотация осуществляется эффективно независимо от состава обрабатываемой воды.

            Кроме того, электролиз сопровождается выделением на аноде пузырьков атомарного кислорода, который, являясь мощным окислителем, способствуют обеззараживанию воды. Практически происходит процесс идентичный озонированию, но без применения аппаратов тлеющего разряда для получения озона.

Для осуществления электрофлотации в качестве анода применяют электропроводные малоизнашиваемые материалы: угли, графит, окиснорутениевые титановые аноды (ОРТА), окиснокобальтовые титановые аноды (ОКТА), титановые диоксидномарганцевые аноды (ТДМА) и т.д.

            Объединение процессов электрокоагуляции и электрофлотации – электрофлотокоагуляция – позволило создать эффективные устройства для очистки даже сильнозагрязненных вод.

            Всесторонние исследования, проведенные в Военно-Медицинской академии им. С.М. Кирова в период с 1968 по 1985 г.г., показали высокую эффективность электрохимических методов в удалении из воды практически любых загрязнений, радионуклидов, микроорганизмов. В то же время была доказана абсолютная безопасность технологии и безвредность обработанной воды для организма теплокровных животных, а в дальнейшем и человека.

            В 1980 г. Минздравом СССР было дано разрешение на использование метода электрохимической обработки для получения питьевой воды.

            В 1991 г. было разработано устройство, пригодное для доочистки водопроводной воды в бытовых условиях и начат промышленный выпуск аппаратов под названием «Аквалон».

            Исследования, проведенные независимыми и государственными научными лабораториями и учреждениями, показали высокую эффективность не только доочистки водопроводной воды, но и воды, содержащей соли тяжелых металлов и ряд органических примесей, вредных для здоровья.

            В настоящее время начат выпуск более совершенных приборов.

            Для бытовых условий – это аппарат «БСЛ-МЕД», позволяющий в течение часа обработать и получить 15 л высококачественной питьевой воды.

            Аппарат защищен патентом Российской федерации и имеет все необходимые сертификаты.

            С целью определения характеристик питьевой воды, полученной после обработки установкой «БСЛ-МЕД», проведено большое количество экспериментов.

            На схеме 2 представлены процессы взаимодействия воды и организма человека.

            В организме человека, хочет он этого или нет, под воздействием тех или иных факторов (на схеме 2 – «Основные составляющие состояния нашего «Нездоровья») образуются группы атомов (так называемые «свободные радикалы»). Находясь в жидкой биологической среде и взаимодействуя с человеческими клетками, «свободные радикалы» стараются захватить (присоединить к себе) из молекул этих клеток электроны. Такой захват ведет к повреждению клетки. Поскольку реакция цепная, клетка ослабевает, что ведет к недомоганию (болезни)  организма.

            Возможность защитить клетку существует. Рекомендуют принимать антиоксиданты (витамины С, Е, селен, бетакаратин, микрогидрин, ОПЦ – олигомерные проантоцианиды), которые легко отдают свои электроны «свободным радикалам» и нейтрализуют их. Все бы хорошо, но при этом антиоксиданты сами превращаются в «свободные радикалы» с присущими «свободным радикалам» свойствами.

            Можно ли клетку защитить более качественно?

            Для ответа на этот вопрос рассмотрим некоторые свойства жидкой биологической среды (схема 3).

            Анализируя схему 3, приходим к выводу, что для поддержания здоровья на должном уровне желательно иметь:

- рН (кислотно-щелочной баланс) нейтральным или сбалансировано-щелочным. Принято, что это соотношение должно быть порядка 6 – 9. При таком соотношении организм способен к самовосстановлению.

- ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) максимально минусовых значений. При этом активно работают защитные функции организма.

            На схемах 4 и 5 представлены характеристики результатов анализа воды питьевой, полученной методом электрохимической обработки с помощью установки «БСЛ-МЕД» по замерам, проведенным в специализированных лабораториях.

            На схеме 4 в «Таблице напитков» видим:

- значения рН полученной воды соответствуют величине 6,8 (нейтральная среда с соответствующими при среде прекрасными возможностями организма – см. схему 3.)

- значения ОВП соответствуют минус (300 – 400) в первые сутки и минус (100 – 130) на вторые сутки по получении питьевой воды с помощью устройства «БСЛ-МЕД», что в свою очередь соответствует наличию в питьевой воде электронов в количестве от миллиардов до десятков триллионов, способных нейтрализовать реакцию образования «свободных радикалов».

            Таким образом, полученная питьевая вода по свойствам поддержания и восстановления организма человека на должном уровне значительно превосходит все известные напитки («Таблица напитков», схема 4), даже такие, как морковный сок и сок проросшей пшеницы.

            Выдерживаем ли мы заявленные ранее требования к питьевой воде?

Проанализируем схему 5.

1. Питьевая вода, полученная после обработки устройством «БСЛ-МЕД», ДОБРОКАЧЕСТВЕННА, БИОЛОГИЧЕСКИ ПОЛНОЦЕННА. Ее показатели, независимо от воды исходной, находятся в рамках показателей ПДК, установленных Госсанэпиднадзором России.
2. Питьевая вода, полученная после обработки устройством «БСЛ-МЕД» ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНА. Даже при концентрации в 1 мл воды зараженной бульонной культуры в количестве 7·10⁷ (семьдесят миллионов), на выходе устройства получаем воду, пригодную для питья. О меньших концентрациях говорить не приходится.
3. Вода БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНА. Содержит много кислорода, необходимого для работы кишечно-желудочного тракта. При прекрасных показателях рН, содержит большое количество электронов, со всеми вытекающими их этого обстоятельства возможностями воды в плане поддержания здоровья человека. Обладает мощной биоэнергетикой, в разы превышающей биоэнергетику воды исходной.
4. Использование питьевой воды с характеристиками, изложенными выше, для приготовления лекарственных (лечебных) смесей несомненно должно способствовать повышению эффективности терапевтических воздействий.
5. Удаляемый «шлам» (грязь)  является прекрасным удобрением и не нуждается в утилизации. Биоэнергетика «шлама» резко отрицательна, значения велики. Можем ли мы загружать себя таким «лекарством»?

            Нельзя не отметить, что при высоком качестве приготовленной воды сам процесс приготовления контролируем, надежен, прост в обслуживании.

ВЫВОД:

Питьевая вода после очистки устройством «БСЛ-МЕД» уникальна и сбалансирована по минеральному составу, соответствует всем требованиям ПДК Госстандарта России, обладает прекрасными показателями рН и ОВП.

            Это способствует процессам самовосстановления организма, межклеточному обмену, выведению из организма вредных веществ, обновлению состава крови, происходящего у человека каждые полгода, поддержанию тонуса кожи и др. процессам, направленным на поддержание четкой работы органов и систем человеческого организма.

            Человек кузнец своего здоровья. Ему решать какую воду пить и какими методами очистки для получения питьевой воды пользоваться или вообще не пользоваться никакими.

            Авторы свой выбор сделали в пользу метода, способствующего профилактике здоровья – метода электрохимической очистки воды.

                                   К.м.н. Барабанов В.И.

                                   К.т.н Горшков А.С.