Все более актуальная проблема очистки воды наиболее полно решается
с применением... «ядерных» технологий. Об этом - история создания «фильтра ХХI века»
Выражение, вынесенное в заголовок, принадлежит Эмилю Дюбуа. Это никакая не метафора: вода составляет 60 процентов массы тела человека, а у ребенка она и того выше - 34 килограмма воды из 40 килограммов веса тела. Самая интеллектуальная часть нашего тела - мозг - состоит из воды на 84 процента, почки - на 83, сердце и легкие - на 79, печень - на 70 процентов и так далее. Уже при потере одного-двух процентов имеющейся в теле воды, человек испытывает жажду, потеря 10 процентов влаги приводит к расстройству психического аппарата, а потеря 14-15 процентов воды - к гибели организма. В среднем за сутки из организма здорового человека выводится до 2,5 литра влаги, следовательно, чтобы поддерживать водный баланс в организме, он должен потреблять столько же воды.
За 60 лет жизни человек выпивает целую цистерну - 50 тонн. Подсчитано, что население земного шара в сутки потребляет 7 миллиардов кубометров воды. В несколько раз больше воды люди используют для технических целей. Кругооборот воды в природе обеспечивает достаточное ее количество для нынешнего населения земного шара, однако в процессе кругооборота вода все больше загрязняется. Другими словами: на Земле нет проблемы воды, есть проблема чистой воды...
Фильтр - самый необходимый инструмент
Считается, что более двух миллиардов людей на Земле практически не имеют возможности пользоваться чистой питьевой водой. По данным Всемирной организации здравоохранения, почти 80 процентов всех заболеваний вызваны именно некачественной питьевой водой. Отсюда ясно, что проблема очистки воды будет одной из главных проблем человечества в ХХI веке.
В полной мере она касается стран СНГ. В России, например, по данным межведомственной комиссии по охране здоровья населения при Совете безопасности РФ, каждая девятая проба воды не отвечает требованиям по бактериологическим показателям, каждая пятая - по химическим. Аналогичное положение и в Украине. Так, по некоторым данным, в прошлом году в нашей стране произошло 255 случаев залповых аварийных загрязнений, ущерб от которых составил 7,5 миллиона гривен. На первом месте среди выбросов - 211 случаев - попадания вредных веществ в водоемы. Причина этих катастроф - устаревшее оборудование и использование экологически опасных технологий. На 5,7 тысячи предприятий Украины обнаружены превышения предельно допустимых норм выброса опасных веществ, этим страдают каждое пятое предприятие Львовщины, Харьковщины, Ивано-Франковщины, Днепропетровщины, Черниговщины, Севастополя, Запорожья...
Во многих местах водоемы просто опасны для здоровья человека - это касается прежде всего чернобыльской зоны, регионов, которые в то или иное время были поражены холерными эпидемиями. Положение усугубляется тем, что до сих пор нет эффективных промышленных технологий очистки питьевой воды, которые убирали бы все вредные примеси. Каждая технология уменьшает содержание какого-либо одного ингредиента. Следовательно, очистка воды - это чрезвычайно дорогой процесс, требующий громадных затрат. Поэтому все больше дело очистки питьевой воды становится сугубо индивидуальной проблемой, которую каждая семья решает по-своему. В этих условиях предпочтение отдается индивидуальным очистным устройствам, которые дают, как правило, наиболее высокое качество.
Часть населения уже сегодня предпочитает употреблять «особо чистую воду», в которой уровень токсикантов ниже безвредных предельно допустимых концентраций. Например, в США до 50 процентов населения используют только бутилированную или же очищенную на домашних установках воду. В Западной Европе особо чистой пользуются, по разным подсчетам, до двух третей населения. Считается, что использование домашних фильтров - единственная возможность уберечь себя от инфекционных болезней...
Если оценивать фильтры с точки зрения технологии, то выбор неширок - существуют сорбционные или же фильтрующие технологии. В первом случае в качестве фильтрующего элемента используется картридж, содержащий вещество, поглощающее те или иные примеси. Спустя определенное время он засоряется и, если его не сменить, вода на выходе становится опасной, поскольку вместо очистки фильтр начинает ее загрязнять собранными ранее примесями.
Технологический прорыв
в конструкции
Иное дело технология, примененная, например, в фильтре «Крымская росинка», который выпускается симферопольским предприятием «СИМПЭКС - Красный Крест». Он не требует замены фильтрующего элемента, его необходимо только периодически промывать. В компактном устройстве, преимущество которого в том, что оно не потребляет никакой энергии и его можно использовать для очистки воды не только в квартире, но и на даче, в походе, в экспедициях, в любых условиях неблагоустроенного пребывания человека, особенно в экстремальных ситуациях, применяется так называемая трековая мембрана, при изготовлении которой используется «ядерная» технология. Поэтому фильтр «Крымская росинка» называют устройством ХХI века...
- Все началось с того, - рассказывает технический директор симферопольского научно-производственного предприятия «СИМПЭКС - Красный Крест» кандидат технических наук Валерий Антипов,- что в 1992 году мы у своих коллег из Объединенного института ядерных исследований в Дубне взяли для исследования трековую мембрану. Она представляет собой лавсановую пленку толщиной 10 микрон, имеющую поры (треки) диаметром 0,2 микрона. На одном квадратном сантиметре такой мембраны находится до 300 миллионов треков. Технология изготовления такой мембраны очень сложна и доступна пока только нескольким предприятиям во всем мире. В ускорителе заряженных частиц (циклотроне) проводится бомбардировка пленки ионами инертных газов, которые и проделывают отверстия диаметром до 0,2 микрона. Причем энергия ионов задается такой, чтобы в материале не возникало ядерное излучение, но чтобы ионы пробивали пленку насквозь. Диаметры всех пор оказываются совершенно одинаковыми, что недостижимо ни при каких иных технологиях изготовления мембран. В зависимости от потребностей диаметр треков можно менять - от 0,05 до 3 микрон (для сравнения: толщина человеческого волоса - 50 микрон). После этого пленка проходит физико-химическую обработку. Получается своего рода микроскопическое «сито». Практически этот способ очистки воды позаимствован у самой природы, где каждая клетка живого организма окружена тончайшей микроскопической мембраной.
Это был технологический прорыв в области конструирования фильтров...
Изобретение оказалось чрезвычайно перспективным. Испытания фильтра на основе трековых мембран, проведенное Институтом коллоидной химии и химии воды им. А. Думанского, Украинским научным центром радиационной медицины, показали его высокую эффективность. Фильтр был запатентован, а НПО получило премию 1994 года за лучшее изобретение. Фильтр получил высокую оценку ученых НИИ гигиены (Москва), Института коллоидной химии и химии воды (Киев), Института минеральных ресурсов (Симферополь). На международном конкурсе «Вода: экология и технология» (Москва) фильтр удостоился лауреатского приза в числе восьми изделий из лучших, представленных 150 фирмами. В 1996 году ученый совет Объединенного института ядерных исследований в Дубне присудил премию коллективу крымских ученых, в числе которых и генеральный директор НПО «СИМПЭКС - Красный Крест» А. Мельников, технический директор А. Антипов. Предприятие стало активно сотрудничать с Красным Крестом, и когда ему понадобились эффективные фильтры для чернобыльской зоны, был проведен конкурс разных конструкций. В результате испытаний по совокупности показателей фильтр «Крымская росинка» вышел на первое место.
Заключения ученых показывают, что степень очистки воды от болезнетворных микробов - холерных вибрионов, штамма чумы, кишечной палочки, сальмонеллы и других - равна или почти равна 100 процентам. Примеси металлов фильтр удаляет на 80-90%, а иногда и больше. Кроме того, он очищает воду от радионуклидов, механических примесей. В течение суток «Крымская росинка» дает 14-18 литров чистейшей воды, которая в 36 раз чище исходной. Этого, как правило, достаточно для обеспечения водой целой семьи средних размеров, однако для увеличения производительности фильтра в нем могут быть использованы сочлененные фильтрующие элементы, что соответственно увеличивает продуктивность в 2,4... и т.д. раза. Себестоимость очищенной «Крымской росинкой» воды в сотни раз меньше, чем если бы пользоваться покупной бутилированной водой.
Трековые мембраны сегодня используются как эталонный материал для проверки фильтров иных конструкций. С их помощью можно также создавать фильтры для очистки воздуха, других жидких материалов, например бензина, керосина, силиконового масла, перекиси водорода, спиртов, альдегидов, даже разбавленных щелочей и кислот...
Но вернемся, к нашей «Крымской росинке». Сравнительный анализ показывает, что по эффективности очистки воды она превосходит фильтры, в которых применяются сорбционные или ионные технологии (см. график). Сегодня предприятием НПО «СИМПЭКС - Красный Крест» (Симферополь, тел. (0652) 44-38-79) изделия поставляются по заказу Международной федерации Красного Креста (Женева) для регионов, пострадавших от различного рода катастроф и эпидемий. Фильтр может быть поставлен промышленными партиями для использования и реализации в любых регионах СНГ и за границей. Можно утверждать, что два года назад именно «Крымская росинка» спасла Крым от распространения эпидемии холеры. Фильтр сертифицирован в Украине, России, Белоруссии, поставлялся в Молдавию и другие страны, рекомендован для применения Госкомсанэпиднадзором и Красным Крестом.