Esővízből Ivóvíz

Esővízből Ivóvíz

Szűretlenül a szűrésekről.        Szűr-Reális megközelítés.

Szándékoltan fél-szakmai megközelítés.

Elegendő részletezéssel a szükséges/elégséges szűrési-tisztítási tennivalók módozataira.

Fél-szakmai kettős-okból:

·   A már érdeklődők zömét elrettenthetné a fontoskodva-gurgulázó tudálékoskodás.

·   Mert tapintható az eddigi elutasítottságból, hogy érezhetően fél az érintett [víz-szolgáltatói] szakma attól, hogy az alábbiak közkinccsé-tételével kicsúszhat a kezükből az irányítás.

Tartalom-jegyzék

Részint eligazítóul (meg a könnyebb navigáláshoz is).
Részint amiatt hogy a türelmetlenebbje se higgye hogy nincs válaszom arra amit keresett.

A Helyzet

A kompromittált Esővíz

1.) Ellátás-biztonság

2.) Mennyire szennyezett?

3.) Stabilitási-tényezők

Az Esővíz használatba-vételi stratégiája

1.) Alapok és ijesztgetések

2.) A „szűrések” fajtái, mibenlétük – általánosságban

3.) A „szűrések” specifikusságát biztosító membránokról

4.) A membránok pórusmérete és visszatartási-mechanizmusa háza-táján

5.) A szűrés-fajtákról konkrétabban

6.) Egyebek az RO technika körül

A Kínálatról

Némely meggondolandó következtetés

A töltetes szűrésről

Búcsú(s)zó

A Helyzet

Volt idő amikor nem kellett magyarázni hogy az esővíz iható.

Sok időbe és mégtöbb erőfeszítésbe tellett mire ezt sikerült elhomályosítani – majd szép lassan az ellenkezőjébe fordítani.

A közműves-vízellátást élvezők belehelyezkedtek a kényelembe: fokozódó-tespedtséggel és érdektelenséggel legyintettek a kialakult függőségre. Ma pedig már készek elhinni minden zöldséget, amit az esővíz befeketítésére és lejáratására pénzelt-műhelyekben kitaláltak.

Aztán jöttek, szép sorjában, némely bajok; még nem áthidalhatatlanok, de eléggé bosszantóak: eseti-vízkorlátozás, váratlan vízhiány cső-törésekkor, túl-klórozott ivóvíz, baktérium-fertőzéses havária-esetek…

Érdemes lenne hát ezek-miatt újra-gondolni a történetet. Amit nagyban megkönnyít az az úttörő-munka, amit Országh József (vegyész) hagyományozott az emberiségre, Vízgazda-Vízönellátó[1] névvel illetve a fenntartható-környezetet biztosítani képes Természet-kongruens rendszert, amely megvalósításának az egyik szerkezeti-eleme, a Teleső[2], hivatott adni a fogyasztási-célra az esővizet.

Az esővízhasználat elterjedése ijesztő perspektíva a Víz-szolgáltatók számára, hiszen profitjuk alaposan megcsappanhat a rendszerüktől függetlenedők számával.* Fenntarthatósági-szempontból viszont hallatlan előnyökkel járna az áttérés. Amennyiben a vízhasználat további-lépései is a Vízgazdai-elvek mentén történnének, úgy nemcsak a szennyvíztisztítással járó feladatok és munkálatok maradhatnak el, de a bioszféra állapotára is jobb idők köszöntenének. Azonnali-következményként a föld-alóli víz-kivét a töredékére eshetne vissza – ami egyik garanciális-eleme annak hogy a talajvízszint ne csökkenjen; ami meg az agrár-gazdálkodásnak létkérdés.[3]

*Mindazonáltal a Vízszolgáltatók számára is maradna terep. A városi emeletes épület-elrendeződés ugyanis nem biztosítja az elegendő esővíz gyűjtéséhez szükséges tetőfelületet.

Bár a rengeteg nem-lakóház jellegű épület (különféle közintézmények, bevásárló-centrumok, raktárak) tető-felülete jelentős többlet, ahol minimális a helyi vízkivét…

Emiatt vagy a kétféle víz-forrásra támaszkodó hibrid-megoldás működtetésében vállalhatnak szerepet, vagy az esővíz teljesebb kihasználására kell létrehozzanak nagybani-struktúrát, megtartva ezzel a szolgáltatói monopolhelyzetüket. A nagybani-struktúra létrehozása azon alapulhat, hogy a városok tetemes része szilárd-burkolattal bír, ahol a ráérkező esővíz nem szennyeződik el túlságosan – amennyiben elemi köztisztasági-feltételek uralkodnak. Ekkor ez a víz is összegyűjthető egy [célszerűen lokális-tagozódású] földalatti csatornarendszerrel; természetesen majd alaposabb tisztítást igényel mint a tetőről begyűjthető. Lesz tehát feladat, és lehet számlázni is érte, tehát rentábilis maradhat a vállalkozás. Az esővíz lágy jellege ugyanakkor nem vész el, s már ez az egyetlen tulajdonság is számos kedvező következményt hoz mind a vízhasználatban, mind a kezelendő használtvízre.

A kompromittált Esővíz

Az esővíz-használat elleni igaztalan vádak gyártása és hirdetése ma is folyamatos. A visszatérő fő-motívumok:

V.i): A levegőben annyi már a szennyezőanyag,
hogy amikor az eső azokat magába oldja, az már csaknem szennyvíznek tekinthető.

V.ii): A levegő-minőség változásai okán és V.i) következtében,
az esővíz minőség-állandósága nem garantálható – szemben a közületi vezetékes-vízével.

V.iii): Az esővízre támaszkodó elképzelés nem ad megfelelő ellátás-biztonságot
az esőzések esetlegessége folytán.

1.) Ellátás-biztonság

Rendszerint a V.iii) vád az ami leginkább elriasztólag hat azokra, akiket egyébként megérintettek az esővíz-használatból fakadó előnyök. Holott az ellátás-biztonság kritériumait is adó alapelvek már régóta rögzíttettek a Teleső-rendszer leírásában. Az életvitelre jellemző vízfogyasztás mértékéhez igazítandó méretezés az egyedüli átgondolandó, amit a leendő alkalmazója meg kell tegyen. Példaként vegyük az Alomszék[4]-használat melletti vízhasználatot. Saját példámból tudom hogy ekkor a havi vízfogyasztás [Vf] ~1,5 m3/fő körülire redukálódik. Ami az időjárási esetlegességeket illeti, ma már számolni lehet P(periódus)=4 hónapnyi eső-szünettel. Ezen terminus (megszorítások nélküli) áthidalásához szükséges tárolt-víz-mennyisége [Tvm] egy L(akos-egyenérték)=4-fős család számára (1) figyelembevételével 4*1,5*4=24 m3.

Tvm=Vf*L*P   (1)

Ennyi esővíz tározását kell tehát megoldaniuk – úgy hogy a víz friss maradjon.

A frissesség biztosításának az alapvető kritériumai:

i) minél-tisztább input,

ii) minél hűvösebb környezet, minimális hő-ingadozásokkal,

iii) fény kizárása a (fotoszintetikus) mikrobiológiai-folyamatok ellehetetlenítésére.

iv) a tározó falával beinduló előnytelen-reakciók kizárása.

v) a tározó takaríthatósága.

A sorolt kritériumok alábbi diszkussziójából konkretizálódnak a részletek:

i) Az input tisztasága azáltal biztosítható, ha az esővíz a legtisztább felületről érkezik. Ez pedig a tető (feltéve hogy az nem szalmaburkolatú)

A rá-ülepedett szállópor: része a V.i) vádnak, ld. lentebb.

A tetőre-hulló falevelek a tározóba-érkezés előtt kiszűrendők.

Erre a célra a levél-méretnél sűrűbb-osztatú dróthálós-felület alkalmas; az egyedüli teendő a rajta felgyülemlett anyag rendszeres leürítése, mert a korhadás folytán aprózódó anyagot a következő eső már bemoshatja a tározóba, s az mint tápanyag beindíthatja ott a mikroorganizmusok táplálkozását (ami nemkívánatos metabolitokat termel) és szaporodását.

Ekként a rendelkezésre-álló tetőfelület nagysága szabja meg hogy mennyi a róla begyűjthető esővíz. Az éves esővíz-hozam [Evh] regionálisan eltérő volta miatt ez helyszíntől-függően más-más lehet. A méretezést-illetően a gyűjtő-felület által lefedett alap területével [F=effektív-felület] kell számolni, az összefüggés P tartamú időszakra (2) szerinti:

F*Evh* (P/12)=Tvm   (2)

Ez pedig (1) figyelembevételével (3) szerint alakul:

F=(Vf*L*P)/(Evh*P/12)=12*Vf*L/Evh   (3)

Eszerint a szükséges gyűjtőfelület nem függ P-től: mindegy milyen időközönként ill. mekkora idő-kihagyásokkal érkezik az égi-csapadék. Miért is függene? Az adott felületre hulló éves csapadék-mennyiség [F*Evh] az amit az éves szükséglethez [12*Vf*L] kell igazítani. Az egyenetlenül-érkező csapadék csupán a szükséges tározó méretezendő-térfogatát [Tvmeff] befolyásolja: amennyiben az kisebb mint az eső-mentes P időszak áthidalásához szükséges vízmennyiség [Tvmeff   Tvm], úgy az esősebb-időszakokban a tározóból túlfolyással lehet számolni, ami viszont az esőmentes-periódusban hiányként jelentkezhet. A képlet-szerinti szükséges gyűjtő-felület némely jellemző hazai-viszonylatra:

Evh (mm/év)

400

550

650

F (m2)

180

131

111

Mivel a vidéki lakóingatlanok zöme 60–80 m2 alapterületű, ezért 1,5 m3/fő/hó fogyasztási-rátával inkább csak 2 személy számára tűnik biztosítottnak bennük az esővízen-alapuló teljes vízhasználat – bár történelmileg-hosszú idő alatt ennek a mennyiségnek a töredéke is elegendó volt az életvitelhez. Több lakó ellátására a következők teendők ill. fontolandók meg:

·     Egyéb tető-felületek befogása ill. létrehozása
(terasz, nyári-konyha, melléképület, pajta/tározó, pihenő-pavilon),
hiszen a tározóba a többfelőli bevezetésnek semmi akadálya.

·     Kiegészítő-vízellátás megtartása és alkalmi-használata:

Ha van kiépítettközponti-vízhálózat, hiány esetén lehet rá támaszkodni,

Ha van (ásott)kút, a zuhanyozás nyáron annak vizéből intézhető –
napsütötte-hordó közbeiktatásával.

·     Eseti/visszafogott vízhasználat: Fürdés/zuhanyzás helyett
(amennyiben nem olajos/zsíros, vagy piszkos-munkától szennyezett a testfelület)
hatékony és elegendő lehet a nedves-szivacsos ledörgölés.

[A kórházi fekvőbetegeket is így tartják tisztán – pedig ott fontos-szempont a higiénia.]

A normál-életvitelen túli extrákat (mint a házi úszómedence, kerti-tó) az esővízre-alapozó vízellátás ritkán enged meg – mégha a pazarló-létforma atavisztikus vágyálma szirénhangjai fel-felötlődnek is. Kellő áldozatokkal persze egy kerti-tó jellegű létesítmény bizonyos környezeti-adottságok mellett létrehozható; pl. a Szürkevíz[5]-használat egyszerűbb formái helyett az un. „Kegyedi-rendszer[6] kiépítésével.

A tervezéskori aggodalmakat csökkentendő itt jegyezném meg: Ha a megépített tározó az életvitel során kicsinek bizonyul, a megoldás egy további (szükségesnek-ítélt méretű) tározó telepítése, akár közvetlenül mellé, átvezető-csővel összekötve a kettőt. A két-osztatú tározó mint elgondolás már a kezdeti-kialakításkor is előnyös lehet, hiszen egyrészt statikailag stabilabb egy nagy-tározó födémje ha húzódik alatta közép-tájt egy támfal, másrészt az is megfigyelhető hogy sorba-kapcsolásuk esetén a második-medence vize mindig tisztább (és kevesebb benne az üledék is). Ez utóbbi oknál fogva szokás (és javallott) az első-medence elé egy nála kisebb „zagyos” aknát telepíteni, mert ennek a takarításával jelentősen elnapolható a fő-tározó hasonló munkálata. Ha pedig a gyűjtőfelület bizonyulna kevésnek, annak növeléséhez nem szükséges nagy-építkezés: kerti-pavilon, autó-beálló, ha tetőt kap máris befogható.

ii) Temperált-környezetet legegyszerűbben a földfelszín-alatti elhelyezés biztosít; a nyári hőingadozás alant töredéke a felszíninek. Emiatt a felszín alatt tárolt víz nyáron is viszonylag hűvös, télen pedig kifejezetten hideg de mégsem fagy be (bizonyos méretezés ennek elkerüléséhez azért szükséges) – ami akadálya lenne a téli-vízhasználat folyamatosságának.

iii) A tározó földfelszín alatti kialakítása egyben a fény kizárását is biztosítja.

iv) A tározóban ezekután csupán olyas reakciókkal kell számolni ami a betározott víz és a tározó fala közti kölcsönhatásból ered. Itt kell tehát átgondolni a tározó és fala anyagát. A Vízgazda alapállása itt is a Természetet minél hűbben utánzó beton-műtárgy. Ez mintázza a legjobban azt a barlang-struktúrát, amelyből a legtisztább ásványi-eredetű vízfajta, a forrásvíz érkezik.

Amennyiben szigorúbban vesszük, úgy nem titkolható el hogy a betonnal-kölcsönható víz kiold abból némi ásványi-anyagot (miközben másokat magába-vesz – többek között e módozattal pufferolja a víz pH értékét semleges-körülire, ha a beérkezéskor nem lenne az [pl. „savas” eső]). Ezek azonban nem indítanak be további-reakciókat, és a beoldódott-sók ionjai sem károsak az egészségre: Ugyanezeket (kérés nélkül) megkapjuk a kútból és a vezetékes-vízből is [rendszerint nagyobb-koncentrációban], minthogy azok is átestek geológiai-kontaktusokon (amely lényesesen hosszabb-idejűre tehető), ahol a betonnál oldékonyabb ásványfajtákkal is találkoztak.

A beton-műtárggyal szemben két alapvető elvárás van:

·     Állékonyság – ami statikai és erőtani méretezést igényel
(falak/födém vastagsága; vasalás),

·     Vízzáróság (víz se ki se be) –
amit a monolit-szerkezet kiöntésekor adalék-anyaggal lehet biztosítani.

(A termék fantázia-neve koronként változik;
szakembernél érdemes kérdezősködni, nem facebukon dumcsizni róla.)

Fel szokott merülni a vízzáróság kérdése körül, hogy kell-e és miféle szigetelés ehhez. A korrekt és mindenkori válasz erre negatív. Külső-szigetelést ugyan lehet alkalmazni de nehézkes, és vízzáróra-készített beton esetén fölösleges. A belső-szigetelőréteg pedig kifejezetten káros lehet.*

*Az egyetlen kivétel a belső-falfelület ásványi-anyaggal történő utó-vakolása (erős cementes-habarccsal). Erre akkor lehet szükség ha a tározó tesztelésekor pontszerű eresztés gyanuja merül fel, valamint ha a tározó nem monolit-szerkezetű (pl. beton zsalu-elemekből rakott/kiöntött fal).

A (szükséges és) hatékony pufferoláshoz bizonyos réteg-mélységig kell hatoljon a betonfalba a víz a cserefolyamat ágenseiért, ami a fal-felület lezárásával ellehetetlenül. Mindenfajta víz-taszító adalékanyag a hidrofóbitásánál fogva praktikusan lezárja a falat a kölcsönhatások elől. Ami méretes balfogás. A fal mikro-pórusainak a nemkívánatos lezárásán túl, az adalék (hidrofóbitásért-felelős) szénvázas-komponense táptalajt biztosít a vízben-jelenlevő mikro-organizmusoknak, amik felszaporodása ront a tárolt víz minőségén.

Ugyanez a táptalaj-jellegű fal-effektus lép fel a műanyag-tározók alkalmazása esetén (megtoldva az un. „lágyítók” kioldódásával), csak sokkal erőteljesebben. Ezek tehát kerülendők, mégha az építkezést „olcsóbbá” vagy egyszerűbbé is tennék.

Ami persze megint nem igaz; ha valaki megérti: a műanyag-tartályok falai csupán a térfogatában elférő víz súlyából adódó belső-erőhatások elviselésére lettek méretezve (1atm külső nyomás ellenében); a föld alatt eltemetetten a fellépő külső-nyomás igénybevételei elviselésére a hol-teli hol-leürülő tározók falai alkalmatlanok.

v) A tározó tisztíthatósága szintén nem elhanyagolható szempont. Időről-időre szükség lehet a kipucolására (a falak „megborzolása” [kefe, erős-szálú söprű] és az aljzati-üledék eltávolítása), hiszen az esővíz beérkeztetése ennél a mesterséges-kialakításnál sokkalta rövidebb útvonalú a Természetben zajló víz-vándorláshoz képest; emiatt több „sallangot” visz magával – aminek a felszaporodását megakadályozandó kell beiktatni ezt a munkálatot. A 10–30m3 hasznos-térfogatú 2–3m magasságú betonműtárgyakban ez kényelmesen elvégezhető [szerviz bebúvó-nyílás a födémen + alkalmi-létra vagy a falba-rögzített hágó-fokok]; aki viszont a műanyag-tározók alkalmazása mellett döntött, az takarításkor vakarhatja a fejét. Mivel az eltávolítandó üledékes-víz az aljzaton gyűlik, a kivehetőségét megkönnyíti a tározó-sarkában kialakított mélyedés [zsomp], ami felé terelni az üledéket annál könnyebb, ha az aljzat a zsomp felé enyhén lejt.

Ezzel a V.iii) körüli félelmek és bizonytalanságok remélhetőleg oldódtak.

2.) Mennyire szennyezett?

A V.i) vád hárítása jóval egyszerűbb.

Az esővízben ugyanis legfeljebb annyi szennyezőanyag lehet, amennyit a levegő az esőzés idején tartalmaz. Ahhoz hogy a levegőben annak normál-alkotóin felül jelentős-koncentrációban jelen legyen bármi egyéb is, katasztrófa-helyzet szükséges: ipari-baleset, vulkán-kitörés. Ezzel szemben a geológiai-rétegekből kitermelt vezetékes-víz összetételét nagyban befolyásolja hogy alant miféle kőzetekkel került előzőleg kontaktusba. Emiatt, még csekély-mértékű kioldódás esetén is jelentékenyen magasabbak abban az így előálló koncentrációk az esővízzel való összehasonlításban: vö. a kőzetekből kioldható komponensek fajlagos-koncentrációit (+ a víz föld-alatti tartózkodása kontakt-idejét) a levegőben előfordulható mikro-komponensek ppb alatti szintjével. A teljesség igénye nélkül csupán 3 példát hoznék az összevetésre:

·     Magas Ca/Mg/Na/K és szulfát/hidrokarbonát koncentráció esetén a felszín-alól kitermelt víz vezetékes-víz helyett „ásványvíz” minősítéssel kerül a piacra (palackozva, extra áron).

·     Ha ezekhez egyéb komponensek is járulnak, akkor speciális-termékként hasznosul a kitermelt víz: Igmándi keserűvíz; balneológia (kénes fürdők).

·     Ha még-további komponensekkel is bír a kitermelt víz, akkor rendszerint megalkuvás tárgya a teendő: Mn és Fe nagyobb koncentrációi esetén utótisztításra van szükség (ami szerencsére megnyugtatóan megoldható); arzén esetében viszont nincs a gyakorlatba-vihető kifizetődő metodika a kiiktatására. (Ilyenkor jönnek a mesüge „megoldások”: engedékenység a megengedhető határértékben [régebben]; „hígítással” (de honnan?) orvosolni a problémát [nesze-semmi fogdmeg-jól].) [DE: Láss csodát Bucsú(s)zó 1.) esetében.]

Vitathatatlan, hogy az említett esetek egyike felléptével sem kell számolni az esővízben.

Tehát: Ha a belekerülő nemkívánatos-anyagok okán valami gondos/módszeres utótisztítást kíván, akkor az sokkalta-inkább a jelenlegi vezetékesvíz-ellátás alapját képező geológiai-eredetű és felszíni-víz, semmint az égből desztillált-víz minőségben aláhulló esővíz, amibe korlátozott-mértékben belekerül egynémely légköri-szennyező.

Nézzük ezekután az esővizet érinthető (minor) problémákat.

A levegőben annak normál-alkotóin felüli anyagok háromféle fizikai-formában lehetnek jelen:

i) gáz-állapotban,

ii) a légköri apró vízcseppekben oldottan,

iii) szállópor felületén adszorbeálódva.

i) A gázként jelenlehető vegyületek száma erősen limitált: a szükséges illékonyság miatt ezek kis-molekulasúllyal kell bírjanak. A számításba-jöhető molekulák: CO, NOX, NH3, H2S, SO2, (CN)2, (Hlg)2, Freonok, könnyű-benzinpárlat, némely ipari-oldószer.

·     Ezek közül a CO gyakorlatilag nem oldódik vízben, a Freonok és benzinpárlatok pedig rendkívül-mérsékelten. Amennyiben ezekkel számolni kell az adott-környezet légtérében, az nem az esővizet fogja szennyezni, hanem közvetlen-belégzéssel okoz kárt az emberi-szervezetben (ahol csapdába jutva fejti ki a hatását).

·     (CN)2, (Hlg)2, H2S, NH3 (és nagymennyiségű SO2), valamint benzinpárlat és ipari-oldószerek csakis ipari-folyamatok baleseteként kerülnek a levegőbe. Furcsa látásmód lenne az, ami ilyenkor az esővíz-használat tiltásában keresi a vész elhárítását.

·     Határozott de kismértékű NOX és SO2 koncentráció állhat elő a levegőben magas-kéntartalmú szén/olaj erőművi-feldolgozásakor [ha az még nincs kiegészítve a kéntelenítő zárólépéssel], valamint a magas-hőfokon dolgozó szemétégetők tevékenységeként.

Ezek a nagy-vízoldékonyságú gázok* ha az esővízbe jutnak, a beton-tározó falávak kölcsönhatásban semlegesítődnek; legalábbis annyiban hogy a savasságuk eltűnik.

Ezek semlegesített-formái viszont már nem egészségkárosítók: a szulfát semmiképpen, a nitrát-veszély pedig inkább a vezetékes-vízre lehet jellemző [az elnitrátosodó talajvizek okán].

* Az NOX gázokból az NO nem kimondottan vízoldékony; légköri oxidációval ha NO2-vé alakul, annak oldódása [a formális (4) egyenlet szerint] HNO3 mellett HNO2-t eredményez (ahol a HNO2 tovább-oxidálódik HNO3-vá).

2*NO2 + H2O = HNO3 + HNO2     (4)

A beoldódásukkor keletkező H2SO3 ill. HNO3 erős ásványi-savakat a beton-falból kioldódó Ca2+ és Mg2+ [a vízben-oldott O2 általi lassú oxidációval] semleges szulfát és nitrát ionokká tompítja. Ezek közül az SO42– szervezet-semleges (van belőle a vezetékesvízben is), az NO3 koncentrációja pedig az adott légköri-viszonyokból eredően nem-számottevő.

Balkézről említem, hogy ameddig az eső nem mossa ki a levegőből ezeket a komponenseket, addig onnan belélegezve tényleges kárt okozhatnak a szervezetünkben: az oldódásukkal képződő erős ásványi-savak pufferolására az élőszervezet ugyanis nem rendelkezik kielégítően-hatékony mechanizmussal.

ii) A mikroszkopikus vízcseppekben oldottan ugyanazokkal a vegyületekkel lehet számolni amiket a gáz-állapotúak diszkutálásakor már körbejártunk; így új tényezőt ez az állapot nem hordoz. A két állapot közti különbség csupán annyi, hogy ebben az esetben a nemkívánatos-komponens már fogva van, érkezése a tározóba holtbiztos.

iii) A szállópor felületén adszorbeálódott anyagok sokrétűek lehetnek.

Minden kis és nagyobb molekula, amely ilyen vagy olyan természeti-folyamat ill. ipari-processzus révén a légtérbe jut, amint kontaktusba kerül a szelek-szárnyán hosszabb-rövidebb távra utazó szállóporral*, megkapaszkodik annak felületén ha köztük a kölcsönhatás ereje ehhez elegendő [adszorpció].

* Ha a szállópor semmi egyéb mint a feltalajról a szél által elragadott ásványi-anyagú kőzetmorzsa**, akkor is egészség-károsító.

A kőzetmorzsa levegőbe-emelkedését előmozdítja a talaj eróziós-állapota: csökkenő humusz-tartalom esetén ugyanis megszűnik az ásványi-részecskék közt a humusz által létesített kohézió; ebből-adódóan a levegőbe-ragadott ásványi-por felülete javarészt „meztelen”.

A légzéssel a tüdőbe kerülő hányadával a szervezet nem tud mit kezdeni, ellenben blokkolja az ellátandó normál-funkciókhoz szükséges tüdő-felületet.

A veszély tehát a légtérből leselkedik ránk, nem abból ha ezek a porszemcsék az esővízbe kerülnek.

A légköri koncentrációjuk csökkentése tehát elemi-fontosságú lenne.

A kezelhetőség kulcsa pedig nem más mint a talajerózió visszaszorítása.

Ami viszont visszavezet a talaj humusz-szintjének a tudatos-növelésén keresztül a Vízgazda vonatkozó elveire és gyakorlatára.

Ha viszont a szállópor valamilyen ipari-folyamatból előálló önálló kémiai-entitás [pl. fém-por], akkor az megintcsak inkább a légtérből leselkedő veszély (a tüdőben további sajátos elváltozásokat indíthat be).

Ami a szállóporon adszorptíve-kötötten utazó komponensek általi veszélyt illeti, abból az esővízre vonatkozók a következők: Csak azokkal a komponensekkel szükséges az esővíz-használatkor számolni, amelyek leoldódhatnak a semlegesre-pufferolt vízben az esőzéssel magával-ragadott szállópor szemcséiről. A szállópor-szemcsék ugyanis (a rajta megkötötten maradó adszorbeált-anyagokkal együtt) méretük folytán a legegyszerűbb fizikai-szűréssel is közel 100%-os hatékonysággal eltávolíthatók. [Továbbiakról majd alább, a szűrési-lehetőségek taglalásánál.]

S pusztán amiatt, mert jelenleg az esővíz-használat ül koholt-indokokkal a vádpadon, ejtsünk legalább 1-2 szót arról is, hogy a légkörben [az esőzések előtt/után] keringő/maradó/megújuló szállópor veszélyei mifélék. Nos, a légvétellel beszívott szállópor is igyekszik utat találni befelé. Aki ezt az alapfunkciót tátott-szájjal intézi, az több sanszot ad a szállópor mélyebb-traktusokba kerüléséhez mint aki orron át veszi a levegőt. Az orr-nyálkahártyán (és férfiaknál az orr-szőrzeten) megtapad a szállópor túlnyomó hányada, s a felhalmozódó réteg idővel irritálja a szervezetet, s arra készteti hogy ürítsen [tüsszentés, orrfúvás, orr-öblítés]. A szállóporral utazó anyagok ugyanis átnyergelhetnek a szállóporról ha más aktív-felülettel is kontaktusba kerülhetnek, amennyiben a kialakítható új-adszorpció ott kedvezőbb: erősebb megkötődés, ill. további kölcsönhatásokra alkalmat-adó [reakció kezdeményezése a szervezet védvonalával].

Aki tehát a szállópor miatt vinnyog az esővíz-használat ellen, az két ivás közt szüntesse be a légvételt, hogy elkerülhesse az abból-adódható ártalmakat.

Annyiban persze jogos a szállópor-hordozta szennyezésekkel foglalkozni, hogy akad köztük 3 kiemelten-veszélyesnek minősített vegyületcsoport: PCB [poli-klórozott bifenilek], Dioxinok [O‑atomos heterociklust is tartalmazó poliaromás-vegyületek], PAH [poliaromás szénhidrogének]. Mindhárom vegyületcsoportot bőven ontják a hulladékégető-művek – amennyiben azokban műanyag égetése is folyik. Mivel a mai-társadalom óriási-volumenben használja és eldobja a legkülönfélébb-műanyagokat, és mert ezek [a speciálisan-tervezetteken kívül] a Természetben gyakorlatilag lebonthatatlanok, az egyetlen szabadulás tőlük az energia-termelő elégetésük. Ami viszont az említetteket bőségesen termeli s köpi a levegőbe – hacsak [a fosszilis energia-hordozók vég-gázainak megoldott kéntelenítése mintájára] megfelelően-átgondolt és kialakított utóégetés nem redukálja e komponenseket a távozó füstgázokban marginálisra.

Az igazság szerint az említetteknél sokkal többfajta anyag kering a levegőben, ám a koncentrációjuk oly csekély hogy emiatt tudásunk róluk és viselkedésükről úgyszólván semmi, merthogy a vizsgálatuk emiatt átkozottul-nehezített. Ide tartoznak a feromonok és a pollenek, de az un. „légköri-humuszanyagok” és prekuzorai is. A feromonoknak a talajra ki nem-ülepedő hányada – miután ezen illat-anyagok betöltötték a szexuális-inger közvetítését a pár-kereséshez a rovar és állat-világban – a szállóporon adszorbeálódik; s hasonló a sorsa a különféle polleneknek is. Az élővilág „leheletéből” (növényi illat és állati szag-anyagok) származó ezernyi apróbb szénvázas-molekula [jobbára alkoholos, aldehid, keton és amin funkciókkal] a légkörben egymással kombinálódva nagyobb-molekulákat is alkothat [ezeket nevezi Gelencsér András bombasztikusan „légköri humusznak”], amik vagy önálló-részecskévé nőve vagy szállóporon adszorbeálódva vannak a légtérben jelen. Ezen „légköri-humusznak” további prekuzorai azok a kisebb szénvázas-molekulák is, amelyek az erdő-tüzekből és avar-égetésből, a dohányfüstből, valamint a szemétégető-művek kéményeiből kerülnek a magasabb légtérbe. Mindezen anyagok közül a legutóbbi az amelyik nem-természetes eredetű [bár a dohánylevelek fojtott (azaz elégtelen) oxidációja is emberi „lelemény”]; a többihez az egészséges élőlény így-úgy de szokva vagyon.

Beleértve, hogy minden állat ha teheti menekül az erdőtűztől, és egyik sem tanyázik kedvtelve a füstölgő parazsak közelében, kivéve az avar-égető homo sapienst, aki vellájával úgy kotorja a szél-alóli oldalról a füstölgő kazlat hogy annak az átka a szomszédba szálljon.

Szerencsésnek mondható, hogy ezen légköri-humusz képződmények vízoldékonysága molekula-súlyuk nagysága folytán kizárt. Így, ha a szállópor mellett a tetőről be is kerülnek az esővíz-tározóba, nem okoznak ott galibát: a később-tárgyalandó utószűréssel ugyanis a nagyobb konglomerátumok kiszűrhetőségének a hatékonysága is 100%.

3.) Stabilitási-tényezők

Az előbbiek ismeretében a V.ii) támadási-pont hárítása már gyerekjáték.

Attól ugyanis, hogy a levegőminőség drasztikusan és előnytelenül megváltozik (pár-napos havária-esemény következtében), a gyűjtött esővíz minősége nem követi le ezt az előnytelen változást, merthogy:

a) ha a légköri havária-állapot felszámolódása/eloszlása alatt nem hull eső
akkor a már betározott-víz minősége egyáltalán nem érintett,

b) ha viszont hull akkor a kapott nemkívánatos szennyeződés felhígul
a már betározott vízben [amit későbbi normál-esőzések tovább-hígítanak].

A különbség érzékeltetéséül: Ha egy havária-esemény a vezetékesvíz-ellátást érinti (szennyvízcsatorna cső-törése; heves zápor következtében kanális-kiöntés), akkor az azonnali-hatással van a szolgáltatott-víz minőségére [aminek az elkerülésére sürgősségi átmeneti-állapotok bevezetése szükséges].

És ennek kapcsán érdemes még szót keríteni arra ami voltaképp V.i) alá tartozna: Gyógyszerek és metabolitjaik kizárólag a vezetékesvíz-ellátás vizében fordulhatnak elő: forrásuk pedig a szennyvíztelepek felszíni-vizekbe bocsátott végvizei – merthogy a telepek „tisztításnak” emlegetett procedúrái ezek eltávolítására/semlegesítésére teljességgel alkalmatlanok. Ezzel szemben, az esővíz ettől a problematikától teljességgel mentes.

Az esővíz-használat elleni ÖSSZES vád ALAPTALANSÁGA ezzel tisztázva lett.

 Az Esővíz használatba-vételi stratégiája

1.) Alapok és ijesztgetések

Marad hát annak megválaszolása, miként lesz az esővíz alkalmas ivóvíznek – márhogy a finnyás és kétkedő kultúrember számára; merthogy sem a romlatlan-ízlésű pórnép sem a természeti-alaptörvényekkel tisztában-levő alany ennek a lehetőségében nem lát komoly akadályt.

Az, hogy egyéb-célú használati-víznek alkalmas az esővíz úgy ahogy van, nem lehet kérdés. Azoknak legalábbis nem, akik élvezettel pancsikáltak már akár a Balatonban akár egy úszómedencében.

Ám hogy utána még-tisztábbnak érezzék magukat, lezuhanyoztak a geológiai-rétegekből vett vezetékes-vízzel – aminek összetevői fentebb már alaposan taglaltattak, az esővízzel való összehasonlításban is.

Ivóvíz célra pedig a begyűjtött esővíznek mindössze egy töredék-hányadát kell tisztábbá tenni. Ez célszerűen úgy rendezhető el, hogy a háztartás vízvezetékének csupán 1-2 kifolyóját kell alkalmassá tenni arra hogy belőle ivási/főzési célra magkívánt-minőségű víz jöjjön. Országh József szóhasználatával: a használati-víz egy kis-részét szükséges csak éltető-víz minőségűre alakítani.

Ha valaki túljutott az esővíz-használat ellen felsorakoztatott [fent sorolt & cáfolt] vádakon és ráérzett az esővízben rejlő potenciál kiaknázására, azt már csak az ijesztheti el – vagy verheti irdatlan/folyamatos költségekbe – ha tájékozódási-vágya eredményeként belebotlik azokba a tolakodó-reklámokba amik a legkülönfélébb szűrő-betétek és rendszerek szükségességét sulykolják a leselkedő-veszedelmek specifikálatlan felnagyítása mellett, portékáik ajánlásával egybekötötten. Az erre szakosodott cégek és oldalak sora végeláthatatlan; rövid gyűjtés a következőket hozta: Prímavíz, Víztisztító Market, Éltetővíz, Deltoid Water, Víztisztító készülék, Homewater, Wellnet Minőségi Ivóvíz, Vizetiszom. Az ezekbe betévedtet azután eluralja a félsz és a bizonytalanság, miáltal nyomban alkalmas alannyá válik ahhoz, hogy bármit akármilyen-áron a nyakába varrjanak. Ráadásul bármiféle érdemi-garancia vagy konkrét-eligazítás nélkül. Ritka az az oldal amelyik erre is kitér; ám hogy az mennyit ér, tükrözi az egyik ilyen vállalkozás „kisokosa”, amely a fogódzókat ekként kínálja:

A Tisztavíz Üzletház hirdetéséből letölthető Az 5 leggyakoribb hiba amit te is elkövethetsz című brosúra ezekkel a tanácsokkal oszlatná a ködöt:

1) Nem figyelünk a szűrőcsere esedékességére

2) A készüléket nem fertőtlenítjük időközönként

3) Nincs rendszeresen karbantartva a berendezésünk

4) A szűrőcserét nem szakemberrel végeztetjük

5) A víztisztító készüléket önállóan vagy nem erre szakosodott szerelővel
helyezzük üzembe / javíttatjuk

Mindegyik pont mögött vannak még mondatok, amiket odalapozva bárki elolvashat. Azonban annyi már ezekből is nyomban világos, hogy az első három pont is csak akkor ér valamit ha a 4) és 5) pontokhoz igazodást [ami a további függőség és kiszolgáltatottság Trójai Falova] nem mulasztja el a felvilágosított. Akinél a kiokosítás részletei nyomán feloszlik a köd, az megkíméli magát attól hogy itt tovább-olvasson.

Nincs az a rákos-daganat amelyik lépést tudna tartani a vízszűrést kínálók szaporodó garmadájával. Miért? Mert „könnyű” terep: a higiénia-mánia ellenőrizetlen meglovaglása, visszaháramló-felelősség nélkül. Bezzeg az Alomszék-komposzt nagybani racionalizálásán és Alomátitató-telepeken történő ürülék-feldolgozás körül meg se próbál ügyködni senki.

Tisztaszar Üzletház, mint becsalogató, hogy hangzik?

Mivel az évek során felmerült és visszatérő kérdésekből tapasztalnom kellett hogy a Vízgazda-rendszer iránt érdeklődők is rendkívül-tanácstalanok az esővíz szűrése ill. tisztítása módjai és szükségessége tekintetében, s emiatt teljességgel-kiszolgáltatottak a jószerivel semmitmondó viszont a veszélyeket szándékosan-felnagyító céges-oldalak horribilis-árú termékeinek, ezért alább megkísérlek világosságot teremteni ott, ahol a boltos-szűrőmatyik legfeljebb csak a portékáikat tolják simaszőrű-hadova kíséretében.

 2.) A „szűrések” fajtái, mibenlétük – általánosságban

A szűrés szó hallatán a mindenkiben-felötlő kép a következő lehet: Felűről töltjük egy korlátos-térfogatú, speciális-aljzatú, alul kivezető-csonkkal ellátott eszközbe a darabosabb-anyagokat tartalmazó folyadékot, ahol annak aljzatán mint fizikai-akadályon a darabosabb-rész fennakad, míg a folyadék az aljzat apró-résein átjutva megszabadul a darabos-alkotóktól, azaz a szűrlet tisztább lesz.

·     Ennek a fizikai-folyamatnak a hajtóereje a gravitáció:
emiatt ilyenkor fontos a fent és lent megkülönböztetése.

·     A tisztulás pedig a szűrőfelület lukainak a pórusméretén múlik:
Amely részecske annál nagyobb, az a szűrőfelület fenti-oldalán visszatartódik
(rá nézve tisztul a szűrlet); amely viszont kisebb a szűrőanyag pórusméreténél,
arra nézve nem realizálódik tisztulás.

Ha csupán a fizikai-szűrési elrendezés lenne a víz tisztábbá-tétele eszköze, akkor arról már ennyiből is szinte mindent tudunk: amint birtokába jutunk a vásárolt/alkalmazott szűrőanyag pórus-méretének, és ismerjük a kiszűrendő részecskék fizikai-méretét.

Tájékozódásul áll (innen-onnan összeszedve) az 1.táblázatban a szűrési-nevezéktanhoz párosított pórusméret, Ångström-ben (1Å=10–10m) is megjelölve – ami segíthetne megítélni hogy egy adott vegyület molekulája ill. egy molekuláris-szerveződésből felépülő mikroorganizmus vajon átfér-e az adott póruson (tudva hogy a szénvázas-vegyületekben a legrövidebb C–H kötéshossz ~1,09Å, míg a többi ~1,5Å).

1.táblázat:   a fizikai-szűrők nevezéktana

Egy másik áttekintés[9] az 1.táblázatban szerepelt tételeket kissé másképp láttatja: 1.ábra.

1.ábra:   a méret-szerinti szűrés áttekintése

Az összevetésből kiviláglik, hogy a találomra megvett gyári-szűrő esetén nem a hivalkodó név az útbaigazító, hanem a pórusmérete – amennyiben felderíthető; merthogy nem gyakori hogy ezt is a vásárló orrára kössék. Ezen zsákbamacska-effektuson túl még a következőkre érdemes némi figyelmet szánni:

Felszínesen szemlélődve látszólag egyszerű döntés születhet: Mivel az RO feltüntetett szűrési-képessége minden egyéb szűrési-módot überel, ezért alkalmazása látszatra minden mást feleslegessé tesz. Egyelőre tekintsünk el attól hogy az RO a fentebb-leírt szűrési-elrendezéstől több alapvető-vonásban eltérő valami [amit majd lentebb taglalunk], s csupán szemlézzünk néhány intelmet – és hallgassunk a józan eszünkre.

a) Vegyük előszöris észre [és emlékezzünk rá a későbbi-megfontolásoknál], hogy az összes fenti elrendezésnél egy felületi-réteg az, amin áll vagy bukik a tisztulás sikere. Ezért a józanész azt mondatja, hogy ha a szűrendő-víz különféle-szennyezőkkel erősen-terhelt, akkor nem célszerű a nanoszűrő bevetése, merthogy a korlátos-méretű szűrő-felület rendkívül-hamar annyira eltömődhet hogy a szűrés [amely a kis pórusméret következtében alapból is lassú-ütemű] ellehetetlenül, leáll. Vagyis: ilyen esetben egy nagyobb-pórusméretű szűrővel végzett elő-szűrés javallott. (Látni fogjuk, az RO ebben a tekintetben is különleges-státuszú.)

b) Ha netán ismerettel rendelkezünk az RO szűrőfelület anyagáról, akkor kevésbé döbbenthet meg bennünket hogy bizonyos jelenlevő/kiszűrendő mikroorganizmusok galibát okozhatnak.[10] A felület anyagi-minőségétől függően azt elkezdhetik kóstolgatni – aminek következményeként az egykori szűk pórusok helyén méretesebb-lukak kezdenek tátongani. Innentől kezdve pedig az RO-szűrő nominális-hatékonyságának leáldozik; mi több: az időlegesen-megakasztott mikroorganizmus átjut a szűrőn, bekerül a szűrletbe. Ennek megelőzésére azonban a méret-szerinti előszűréstől eltérő módszerre, specifikus eliminációra van szükség – amit kémiai-jellegű kölcsönhatás képes biztosítani. Ez vezet el a másik alapvető tisztítási-elrendezéshez, az adszorpciós [töltetes] „szűréshez” [amit később ismertetünk].

c) Aki tovább mazsolázik, eljuthat efféléhez is: „Ultrafiltration is an excellent alternative to reverse osmosis[11] és a meggyőzetéshez sorol egy talicskányi általa kiszűrhető anyagot – aki viszont szembesítené azokat a fentebb felsoroltakkal, rájöhet hogy több-talicskányit meg kihagy. Ez tehát a bújtatott reklám – amit nem mindig könnyű felismerni, kiváltképp ha a szövegkörnyezet egyébként több megkérdőjelezhetetlenül igaz állítással is megspékelt. Egy másik ajánlás ezzel él: „A high-quality carbon filter is often more effective than a low-end reverse osmosis system.[12] És ez nem is vezet igazán félre; az aktívszén-töltetű adszorpciós oszlop sok-tekintetben hatékonyabb a legmenőbb szűrőfelület által kaphatónál.

A kavarodás terepe tehát adott, bizonytalanságokkal alaposan megspékelve. Ahhoz tehát, hogy helyesen lehessen a fordított-ozmózisra (RO) vonatkozó kijelentéseket [is] megítélni, szükséges megismerkedni az RO mibenlétével.

A fordított-ozmózisról

Legyen a 2.ábra „félig-áteresztő” hártyája „szűrést” meghatározó pórusa akkora, hogy azon a vízmolekula átfér, az annál nagyobb-méretű alkotó pedig nem. Ha egy ilyen hártya két oldalán levő nyitott-tartályba pl. tiszta ill. szennyezett vizet helyezünk, akkor a magára-hagyott rendszerben a következő figyelhető meg: A szennyezett-vizet tartalmazó tartályban lassanként megemelkedik a víz-magasság, majd egy szinten rögzül. A dolog nyitja (precízebben: folyamat hajtóereje) abban áll, hogy a rendezetlenség mindig növekedni igyekszik [hacsak nem dolgozik ellenében valami]. Mivel a pórusméret okán csak a víz-molekula képes oda-vissza áthatolni a hártyafalon, erre egyetlen mód adódik: több H2O molekula diffundál át a szennyezett-vízbe mint tér vissza onnan a tiszta-vizes tartályba. Ezáltal ugyanis egy kissé rendezetlenebbé válik a szennyvizes-tartály tartalma, hiszen abból immár azonos-merítéssel kevesebb szennyezőt lehet kifogni. A folyamat persze megáll, amint egyensúly jön létre a rendezetlenség felé hajtó erő [ozmózis-nyomás] és a kiépülő vízszint-magasságok okán fellépő vízoszlop-magasság [hidrosztatikus-nyomás] között.

A fellépő hígulás mértéke csakis a szennyező-centrumok számával arányos, azok méretétől független. Tehát, minél-nagyobb koncentrációban van jelen a szennyeződés, annál nagyobb a fellépő ozmózis-nyomás (és a kiépülő vízszint-magasság a két tartály között).

2.ábra:   Ozmózis (felül)   és   Fordított-ozmózis (alul)

Ahhoz hogy ezen ozmózis-jelenség létrejöttét megakadályozzuk, a vízszinteket az eredeti-értékükön kell tartani. Ami azáltal érhető el, ha a szennyvíz-tároló tartály lefedése mellett annak tetejére a szennyező-anyag koncentrációjából számolható ozmózis-nyomással azonos-nagyságú külső-nyomást alkalmazunk.

És mi történik akkor, ha az alkalmazott külső-nyomás ennél nagyobb? Hát megfordul a folyamat: több vízmolekula diffundál át a szennyvizes-tartályból a tisztavizesbe mint onnan vissza, vagyis a befektetett-munkával a rendezetlenség ellenében dolgozva a felállás a szennyezett-víz egy részéből tiszta-vizet termel. Ez az eljárás kapta a fordított-ozmózis elnevezést. Néhány fontos dolgot szükséges itt még észlelni:

·     A folyamat jellegzetesen-más mint a fentebb-sorolt fizikai-szűrések: RO esetén a hártya fizikai-akadályára nem rakódik rá a „megszűrt” szennyeződés – tehát a pórus-eltömődés veszélye itt jóval csekélyebb.

·     Emiatt kifizetődő RO esetén az előszűrés. Az RO eljárás ugyanis elsősorban oldott-anyagok eltávolítására alkalmas (ha azok mérete meghaladja a vízmolekuláét), míg a fizikai-szűrők választéka erre (nagyjából) képtelen: a visszatartott (=kiszűrt) anyagok a szűrőfelületen rétegződnek; méretük folytán pedig jobbára diszpergált [azaz nem oldott-állapotú] részecskék.

·     Észre kell ugyanakkor venni azt is, hogy fix alkalmazott nyomás esetén a tisztulási-folyamat egy ponton leáll: a megnövekvő szennyezőanyag-koncentrációhoz már az alkalmazottnál nagyobb ozmotikus-nyomás tartozik. Ha tehát a cél további tisztavíz kinyerése, akkor:

a) vagy meg kell növelni a külső-nyomást,

b) vagy csökkenteni szükséges valamiként a szennyezőanyag-koncentrációt
a szennyvizes-tartályban.

Ha a) szerint járunk el egy idő múltán ismét platót érünk, a szennyezőanyag megnövekvő koncentrációjával együtt emelkedő ozmotikus ellennyomás miatt. Így b) megvalósítására kell lehetőséget biztosítani, ami pedig a következőképp történhet: A koncentrálódott szennyvíz kontrollált-elengedése mellett ugyanannyi eredeti-koncentrációjú szennyezett-víz bevezetésével tartjuk állandó-szinten a szennyvizes-tartályban a szennyezőanyag koncentrációját. Ezáltal az alkalmazott fix külső-nyomás mindig a kezelendő szennyezett-víz ozmotikus-nyomása fölött marad, vagyis a tisztavíz-termelés üteme folyamatos.

Az RO ezen aspektusának a gyakorlatot-érintően van egy rendkívül-fontos hozadéka: a szűrés veszteséggel jár. Ahol a veszteség mértéke a szűrendő-víz ozmotikus-potenciálja és az alkalmazott külső-nyomás különbségétől függ, azzal kvázi fordítottan arányos. Ez a családi-házas RO viszonylatban (ahol a vezetékes-vízhálózat által biztosított túlnyomás 2–3 bar) a kezelendő betápra nézve [az eltávolítandó szennyezők koncentrációjától függően] úgy alakul, hogy 1 liter szűrt-vízre 3–20liter elbocsátandó jut. Ekkora veszteség nehezen tolerálható víz-szűkében álló helyszíneken. Az esővízzel gazdálkodó család – amennyiben ragaszkodna az RO alkalmazásához – természetesen élhet azzal hogy ezt a veszteség-vizet is hasznosítsa, hiszen az nem-rosszabb minőségű mint az a szürkevíz aminek szintúgy hasznos szerepe van a ház körül, a kertben.

A veszteség minimalizálása hatalmas külső-nyomás mellett lehetséges.

Ezt alkalmazzák a tengervíz-sótalanító ipari-berendezések; amire ott szükség is van: a tengervízben a szennyezőnek-számító ionok koncentrációja jóval magasabb, s emiatt a legyőzendő ozmózis-nyomás is nagyobb. A veszteség pedig akármennyi is alig számít, hiszen a partközelség miatt a betápnak akadálya nincs, a tengervíz pedig bőséggel rendelkezésre áll.

Az RO eljárás lelkét adó féligáteresztő-hártya mibenlétéről viszonylag kevés konkrétum lelhető fel, gyártásuk és molekuláris-tulajdonságaik rendszerint szabadalmakkal titkosítottak. A célra leginkább alkalmazott alapanyagának a Wikipédia a poliamidot említi.[13] De ez nudli ahhoz hogy bármiben is eligazodjunk. Elérkeztünk hát ahhoz a ponthoz, hogy ha valamit is meg akarunk érteni a sorolt szűrésekről [miként mennek végbe, mik a limitációi, mire nézve lehetnek elégségesek], akkor időt kell szakítanunk a szűrőfelület tulajdonságainak a pontosabb megismerésére.[14]

3.) A „szűrések” specifikusságát biztosító membránokról

A leendő megvalósításra tekintettel az irányadó szempont a következő:

A membránon keresztüli szűrés sebessége fordítottan-arányos a membrán vastagságával.

[Ld. lejjebb (4) egyenletben az l tényezőt.] Ezért ahhoz hogy a membrán-elválasztási eljárások elegendően-nagy sebességgel folyjanak, a membrán-réteg vastagsága a lehető legkisebb kell legyen.

A modern gyártási-folyamatokkal létrehozható mechanikailag is stabil szűrőhártya rétegvastagsága 20 mikron körüli. Főbb fajtáikat a 3.ábra szemlélteti.

3.ábra:   Membrán-fajták

i) Az izotróp mikroporózus membrán összefüggő üregrendszere* a járat-szűkületek méretéhez igazodóan biztosítja a vele kontaktusba-kerülő oldat/szuszpenzió részecskéi számára az áthaladást ill. visszatartást, mégpedig úgy hogy az eredményre nézve a szűrési-irány közömbös [izotrópia].

* A síkbeli-metszettel történő ábrázolás némileg megtévesztő: A szűrő-membrán nem egymás-melletti (széthullható) szemcsék egyvelege, hanem térben-összefüggő struktúra. A képen izolált-szemcsék rakásának mutatkozó üreges-polimer egy parányival-odább képzett metszetén e „szemcsék” random-módon összekapcsolódnak, az ottani síkmetszet képe pedig alakot-vált és ennek-megfelelően más-elrendezésű üregrendszert mutat.

ii) A nemporózus (sűrű) membrán felépítése és viselkedése szintén izotróp. Az előzőtől viszont meglehetősen különbözik, amennyiben a pórusai [ha egyáltalán annak lehet nevezni azokat] olyannyira kisméretűek hogy a membránon való áthatolás nem ezeken a lukakon (mint merev-méretű kapukon) történik. De akkor hogyan?

Ehhez a konkrét molekulaszerkezet ad fogódzót. Ha a membrán vázát adó polimer szerkezete merev (üvegszerű–glassy), akkor abban csak fix-méretű kapuk/pórusok vannak. Ha azonban nem-merev (gumiszerű–rubberlike) akkor abban kapuk nyílnak és záródnak a hőmozgással folyamatosan (másképp szólva: tágulnak és szűkülnek), ami módot ad bizonyos anyagok átjutására. Ilyen helyzet akkor alakulhat ki, ha a polimer-vázban vannak olyan szerkezeti-elemek amelyek szabad forgással/elfordulással bírnak [rendszerint sp3 hibridizációs-állapotú un. sC–C kötések körül] és az elfordulás realizálódására is van hely [a polimer sűrű, de nem „tömött”]. Ekkor a polimervázba a befurakodás lehetősége adott, bár a sikeresen-befurakodott anyag/molekula áthaladása némiképp lassított a „kapuk” véletlenszerű nyílása-csukódása miatt.

Itt azonban számolni kell egy másik effektussal is. Ilyen intim közelségben ugyanis a membrán-váz anyaga és az áthaladni-kívánó részecske felülete közt már fellépnek a kémiai-jellegű kölcsönhatások gyengébb-fajtái is. Amennyiben a kölcsönhatás energetikailag kedvező, úgy kialakul köztük a laza-kapcsolat [reverzibilis adszorpció], máskülönben nem. A laza-kapcsolattal behatoló anyag-részecske azután lassanként beljebb kerülhet a kapuk nyílásával, ami egy idő után a részecske átjutásához vezet. A folyamat nagyban hasonlatos az oldódáshoz (kivéve hogy az oldás szerepét betöltő mátrix váza itt szerkezet-tartó), ahol diffúzió révén halad tovább a (rubberlike) mátrixban az oldott-anyag. És pontosan ebből a párhuzamosításból érthető meg az ilyen-típusú szűrés szelektivitása is, a hasonló hasonlót old elv alapján.

iii) és iv) Anizotróp-típusú membrán, más-más felépítéssel. Mivel a pórus-jellegen alapuló szűrés annál hatékonyabb minél kisebb-méretű részecskék maradnak a szűrletben, mindkét-típusú membránra a képen-mutatott irányból kell érkeztetni a megszűrendőt. iii) esetén a szűrési-feladatot az anizotróp-állomány apró-pórusú felső-rétege végzi, iv) esetén pedig az izotróp makro-porózus polimervázhoz kémiailag-kötött kompozit-réteg szupervékony „pórus-mentes” hártyája [a ii) alatt leírt mechanizmus szerint].

Megfigyelendő, hogy mindkét esetben a vastagabb makroporózus-állag biztosítja az effektív-szűrőréteg számára azt az alátámasztást, ami szükséges hogy az igénybevétel ellenére a vékonyka munkavégző-réteg ép/sértetlen maradjon. (Ami nem teljesülne ellenirányú használatkor.) Az elrendezés további hozadéka hogy az alátámasztó-réteg nemigen tömődik el, hiszen amely részecske a mikropórusos szűrőrétegen már átjutott, az már ritkán találkozik akadállyal az alatta-levő rendszerint szélesebb-járatokban.

Az anizotróp felépítés előnye tehát az, hogy a tényleges szűrési-funkcióval bíró réteg rendkívül-vékony, és emiatt a kis pórusméretűnek is viszonylag csekély az áramlási-ellenállása; ugyanakkor a vastagabbik hordozó-réteg biztosítja a membrán mechanikai ellenállóképességét.

v) Az ionos funkciós-csoportokkal bíró polimerváz viszont nem a pórusméretei hanem az elektromos-töltései révén fogható be az előzőekétől egészen-eltérő „szűrési” elrendezésekbe. Az ilyen polimer membrános-alkalmazása például az RO-nál is hatékonyabb módot kínál az ipari tengervíz-sótalanításra, bár a szükséges elrendezés meglehetősen rafinált [elektrodialízis].

A polimer granulált-őrleménye pedig az ion-cserés eljárás
kolonnás-elrendezéséhez adja a töltetet.

4.) A membránok pórusmérete és visszatartási-mechanizmusa házatáján

Tudatában kell lennünk annak is, hogy szinte bármely membrán ill. annak aktív szűrőfelülete pórusai korántsem egyöntetű-méretűek, hanem nagyságbeli méreteloszlással jellemezhetők. Ami azzal jár, hogy bár a legnagyobb-pórusnál is nagyobb részecskék 100%-ban kiszűrhetők és emellett a legkisebb-pórusnál is kisebb részecskék átjutása előtt nincs különösebb akadály; a köztes-méretű részecskék visszatartása azonban részleges, emiatt a szűrletbe is jut belőlük bőven. Hatékony szűréshez tehát minél-szűkebb pórus-eloszlású membrán szükséges, máskülönben membrán-szűréssel csak a rendkívül-eltérő méretű részecskék tökéletes-elválasztása oldható meg.

Mielőtt továbblépünk, szükséges lesz megismerni még néhány alapfogalmat, és nem árt kissé alaposabban körbejárni azt sem amiről már felületes-információkat mutatott az 1.táblázat és 1.ábra. Így a 4.ábra szemlélteti az alap-szűrésfajták nevezéktani osztályozását a hozzájuk-rendelt pórusméret-tartománnyal, valamint néhány kiszűrendőt/molekulát a méretével. Az egyes szűrés-típusokat megvalósító konkrét szűrőmembrán póruseloszlása természetesen az ábrán feltüntetett széles tartománynak rendszerint csak egy része, amely jellemzően a iii) és iv) típusú anizotróp membránok effektív-szűrőrétege esetén lehet szűkebb. A kiszűrendő anyag részecskéinek a mólsúly-szerinti nagysága mellett fontos-tényező az alakja is: egy jobbára lineáris-konfigurációjú hatalmas-makromolekula mint a kígyó átcsusszanhat még a kisebb pórusokon is, míg egy lényegesen-kisebb mólsúlyú ám (belső [rendszerint H-hidas] összetartó-erők miatt) gömbalakot-formázó [globuláris] részecske fennakad a vele-azonos méretű póruson.

4.ábra:   Szűrés-fajták és méretek

A membrán effektív-szűrőrétege* pórusméretének két fontos vonzata van.

* Izotróp szerkezet mellett ez a membrán teljes vastagsága,
anizotróp felépítés esetén viszont csupán annak a szűkebb-pórusokat tartalmazó rétege.

Míg a pórus-nagyság alapvetően determinálja a méret-szerinti szűrő-képességet, addig a szűrőn való áthatolás ütemét (permeabilitást) a szűrő-membrán vastagsága is befolyásolja. A permeabilitástól függő produktivitás tekintetében a következő a helyzet: Azonos-porozitású ám eltérő-pórusméretű 3db szűrő-membrán felülnézetét szemlélteti az 5.ábra [egységnyi-szűrőfelület/Spórusfelület=konstans] ahol legyenek (egyelőre) az egyes pórusokhoz tartozó járatok a 6.a)ábra szerintiek. Ekkor levezethető, hogy a kapható szűrlet fluxusa [J] a pórusátmérő [d] négyzetével arányos:

ahol Δp az alkalmazott nyomáskülönbség, ε a porozitás, l az effektív szűrést meghatározó-méretű pórus hossza (a 6.ábra t értéke szerint) [vagyis a szűrő-membrán l vastagsága], η pedig a szűrendő-folyadék viszkozitása.

Mivel a 4.ábra szerint a mikroszűrő és az RO-membrán (effektív-szűrést végző) pórusai közti méretbeli-redukció ~1000-szeres, adódik hogy az RO-szűrés a többi pórus-szerinti szűrésfajtákhoz képest hihetetlenül-lassú, rendkívül-kevéssé termelékeny.

A kialakítandó RO-eszköz tehát ezt a korlátozó-tényt is figyelembe kell vegye: emiatt szokásos-tartozéka a rendszernek a tározó-tartály – ami viszont az elrendezés következményeiként utólagos-teendőkre kényszerít.

5.ábra:   Azonos-porozitású eltérő-pórusméretű (d) szűrő-felületek

6.ábra:   A pórusjárat kanyargóssága (t)

Mivel a szűrés folyamán l és η konstans, a fluxus állandósága d és ε változatlanságán múlik – ami viszont a szűrés előre-haladtakor már rendszerint nem teljesül, hiszen a kiszűrt anyagok/részecskék így-úgy de eltömik a szűrő-pórusok és járatok egy részét.

A szűrő-képesség vonatkozása megítélésében pedig ezek a meggondolások segíthetnek:

Az alábbiak egyarán állnak a mikro- és ultra-szűrésekhez alkalmazott membrán-típusokra. Az izotróp és anizotróp membránok eltérő szűrési-mechanizmusát szemlélteti sematikusan a 7.ábra.

7.ábra:   Felületi-szűrés és mélységi-szűrés

A permeabilitást csökkentő szűrő-eltömődések a kétféle membrán-típus eltérő szűrési-mechanizmusból adódóan másképp jönnek létre, és más következményekkel járnak. A 8.ábra az eltömődés lehetőségeit szemlélteti: felületi-eltömődés () és pórus-eltömődés () az anizotróp membránokra jellemző felületi-szűréskor; elektrosztatikus-jellegű adszorpció (), Brown-diffúzió ellehetelenülése áramlási „szélcsend” miatt (), ütközés-következtében kialakuló megtapadás (), fennakadás a szűkületben () a mélységi-szűréskor.

8.ábra:   A membrán-eltömődés fajtái   a) felületi-szűrés;   b) mélységi-szűrés

A jobbára felületi-szűréssel dolgozó anizotróp membrán felületi-eltömődése súlyosan érinti a permeabilitást, ami ezzel zéró-közelire is csökkenhet. Emiatt fontos megérteni a mibenlétét, és ésszerű kontrollálási-lehetőségekkel élni. A direkt-szűrés hozadékaként a membrán felületén rétegesen-felhalmozódó iszap a megszűrendő közeg összetételétől függően igen vegyes lehet: kolloid-méretű szervesanyagok, koaguláló Fe(OH)3, kicsapódó CaCO3, aprószemcsés oldhatatlan-részecskék, alga. Ezen többkomponensű iszap-elegy az idő során összedolgozódik, és a felületen mind-erősebben megtapad. Ennek elejét veendő, időközönként tisztítási-procedúrákkal kell megszakítani a szűrést.

A tisztítási eljárás a membrán-modulok recirkuláltatott átöblítéséből áll, amit áztatási időszak követ, majd egy második öblítés, és így tovább; vagy a visszafelé-öblítés gyorsabb (de bonyolultabb lerendezést kívánó) metodikájával élnek. Az alkalmazott vegyi-ágensek: savak, lúgok, kelátképzők, detergensek, sterilező-hatású vegyületek.

N.B.: A házi-vízrendszerével bíbelődő egyed azonban effélére nem képes berendezkedni; számara marad ilyenkor a szűrő-csere.

A még nem-konszolidálódott felszíni-iszapból eredő eltömődés tehát megfelelő kezeléssel reverzibilissé tehető [a nagybani alkalmazásoknál]. A jelenség kontroll alatt tartásának egyéb módozatai:

·     A legkisebb praktikus Δp mellett végezni a szűrést,

·     Gondoskodni a membrán-felület fölött mértéktartó turbulenciáról,

·     Hidrofób helyett hidrofil membrán előnyben részesítése.

Súlyosabb eset áll elő ha a kialakuló felszíni-iszaprétegbe ágyazódott baktériumok ott szaporodásnak indulnak, táplálékot találva a kiszűrt-anyagokban, vagy éppen tápláléknak tekintve a membrán anyagát. Előbbi eset csupán az (eltávolítandó) iszapréteg megvastagodásához vezet, az utóbbi-esetben viszont a membrán-szerkezet sérül: nagyobb lukak képződhetnek rajta, miáltal funkcionálisan lesz alkalmatlan a deklarált-szintű szűrésre.

Ahhoz hogy a membrán lehetséges biodegradációja ellen védekezhessünk, valamint hogy előnyben részesíthessük a hidrofil-fajtákat, ismernünk kellene a membránt felépítő anyag vegyi-összetételét – és ki kellene ismerni magunkat valamennyire a kémia és a mikrobiológia világában.

A felépítésről annyi tudható, hogy az alkalmazott vegyületek köre meglehetősen széles: A hagyományos cellulóz-acetát/cellulóz-nitrát alapú korai membránokon túl ma poli-amidokat, poli-olefineket, poli-vinilkloridot, poli-vinilidénfluoridot, poli-tetrafluoro-etilént, poli-akrilnitrilt és kopolimerjeit, poli-szulfont (és ki tudja még mit) alkalmaznak.

Azonban a legritkább eset, hogy a mezei vízhasználó orrára kötné a viszonteladó [aki rendszerint nem ért semmit csak profitál] hogy az adott szűrő éppen miből készült. De feltehető az is, hogy a tudás is hiányzik [mindkettőjükből] ahhoz, hogy annak ismeretéből tovább okosodjon.

Így (bár a dolgok fenti láttatása nem lehet haszontalan) mindez nem hasznos mint segítség. Szerencsére (mint a végén látni fogjuk) nem is lesz ezek zömére igazán szükség.

Az időben-észlelt és kezelt felületi-eltömődéssel szemben a mélységi-eltömődések () irreverzibilisek. A mélységi-eltömődések okozta kár mindenféle szűrő-membránt érint, de a kár hatása annál később jelentkezik minél nagyobb a membrán eltömődhető vastagsága. Voltaképp ebben áll az izotróp-membránok előnye: A kapacitásuk a szennyezők megkötésére többszöröse az anizotrópokénál.

A szűrési hatékonyság tekintetében érdemes különválasztva tárgyalni a mikro/ultra/RO szűrésre alkalmazott membránokat.

5.) A szűrés-fajtákról konkrétabban

Mikroszűrésre általában mélységi-szűrőket használnak. A mélységi-szűrés változatos retenciós-módjai [] elegendően-vastag membrán esetén azt eredményezik, hogy az átlagos-pórusméreténél [ami mikroszkóposan vagy un. buborék-pont teszttel meghatározható] jóval-kisebb részecske hatékony kiszűrésére is képes. Így, ref.14 szerint az 5 m átlagos-pórusmérettel jellemzett mikroszűrő 100%-ban képes volt kiszűrni a tized-akkora szemcseméretű részecskéket. Azt, ami a 0,5m pórusméret körüli anizotróp szűrő testhezálló házifeladata lenne – ám amely a felületi-szűrés következtében hamar eltömődhet [ld. 9.ábra ; vö. 7 & 8.ábrák].

9.ábra: Azonos 0,45mm nominális-pórusméretű mikroszűrők

Ezért az átlagos-pórusméret helyett szokás az alábbi-konvenció szerinti jellemzés is: a membránszűrő 0,45 m-osnak mondott ha teljes retenciót mutat 1cm2-re eső 107 S. marcescens baktérium terhelésre, és 0,22 m-osnak ha ugyanez igaz 1 cm2-re eső 107 P. diminuta terheléskor.

Az ultraszűréshez használatos membránok általában anizotróp felépítésűek. Adódik ez a végzendő szűrés permeabilitási-igényéből is, amit korlátozna ha a membrán teljes-vastagsága szűk-pórusú lenne. Az effektív-szűrést ekként a membrán kisebb-pórusméretű felső-rétege végzi, amelynek az eltömődését késleltetendő egy elékapcsolt mikroszűrő beiktatása szokásos. A felszíni-szűrés mechanizmusából adódóan itt a pórusméretnek meghatározó a szerepe: azon a pórusméretet meghaladó nagyságú részecske nem jut át. Ami pedig a kisebbeket illeti, az anizotróp-membrán alátámasztó-rétege méretesebb-pórusaiban az  retenciós-lehetőségek szerint valamennyire elakadhatnak, mégpedig a récsecskék-méretével csökkenő mértékben. Ebből adódik, hogy a szűrés méret-vágása itt sem éles. Egy 1970-es kísérlet[15] 4 db korabeli ultraszűrő-membrán visszatartási-hatékonysága (retenció) esendőségét szemlélteti a mólsúly és a részecske-rádiusz függvényében [amit 6 jól-ismert méretű/mólsúlyú globuláris-felépítésű részecske állít be]: ld. 10.ábra.

10.ábra:   Az ultraszűrés részecske-méret szerinti hatékonysága

Ahogyan a szűrésben-aktív pórusok mérete egyre kisebb, úgy lesz egyre fontosabb a szűrőegység használatakor a sterilitás tartása – értve ezen a membrán anyaga óvását az esetleges bakteriális-behatásoktól. Emiatt, ha az ultraszűrő-egység leválasztásra kerül, ügyelni kell arra hogy vízzel-borítottan maradjon*, benne ~0,5%-os formalin-oldattal véve elejét a baktérium-szaporodásnak.

* És vegyük észre, hogy a téma indításakor vázolt primitív szűrési-kép mindezen szűrésfajták esetén módosítandó. A szűrőréteg nemcsak felülről borított a szűrendő-közeggel, de a túloldala is ázik a szűrletben: levegőnek nincs egyik-oldalon se helye.

Az un. RO-szűréshez alkalmas, a 4.ábrán 2–25Å pórusméretűnek jelzett membrán effektív-szűrőrésze kialakítása már csakis a 3.ábra ii) „nem-porózus” változata lehet. A szükséges permeabilitás biztosítására azonban a (4) összefüggés miatt ez a membrán-réteg minél vékonyabb kell legyen. A hártya vékonyodásával gyengülő mechanikai-igénybevételt ezért egy nagy-pórusú [azaz kis szűrési-ellenállású] alátámasztó-réteggel szükséges kompenzálni. Ezek eredőjeként Az RO membrán felépítése kompozit jellegű: ld. 3.ábra iv).

Az áthaladási-mechanizmus 3.)ii) alatt részletezett „oldódási” jellegű; viszont a nem-oldott [kiülepedő, lebegő, kolloid-méretű] részecskék a hártya bemeneti-oldalán éppúgy okozhatnak gyorsan-kialakuló eltömődést ahogyan azzal a már tárgyalt anizotróp-membránok esetében is számolni kell: ld. 8.a)ábra. Ezért az RO-membrán védelme érdekében ezek előzetes kiszűréséről gondoskodni kell [mikro/ultra-szűrők előtte]. Ezekután, az oldatban maradó oldott nagyobb-molekulák már nem okoznak felületi-eltömődést, mert a diffúziós-mozgás általi energiájuk és a szűrés közbeni oldat-keveredés okozta minimális-turbulencia is elégséges ahhoz, hogy eseti-megülepedésük csak ideiglenes legyen. Marad azonban két megválaszolandó kérdés:

a) Hogy van az, hogy miközben a ~2Å „derékbőségű” H2O molekula átmegy az RO szűrő membránján, addig a fémkationok* hatékonyan visszatartódnak általa?

* Hiszen a vonatkozó ion-rádiuszok[16]: Fe3+0,7Å; Cu2+0,7Å; Mg2+0,85Å; Ca2+1,2Å; Na+1,2Å; K+1,5Å; Clanion 1,67Å

b) Miként történhet meg, hogy a H2O molekulánál sokkal nagyobb mólsúlyú molekulák közt is akad olyan amelyik vajpuhán áthalad az RO szűrő membránján?

Az a) kérdésre a válasz a víz egyedi-tulajdonságában rejlik. A H2O molekula a szerkezeti-elemeinek a tetraéderes elrendeződése folytán [ld. 11.a)ábra] nemcsak erőteljes dipólus-momentummal bír, de egyszerre rendelkezik elektron-donor képességgel (az O atomja magános elektronpárjai révén) és elektron-akceptor képességgel is (a víz O atomja elektronszívó-hatása által erősen lemeztelenített H atomjai protonjai „buknak” a legcsekélyebb elektron-sűrűségre is [ld. a víz kvázi-polimer szerkezetét: 11.b)ábra]). Emiatt a kis-átmérőjű ám határozottan pozitív-töltésű kationok köré annyi H2O molekula tülekedik az O-atomjával, amennyit csak a térállás [pontosabban: a koordinációs-viszonyok] megenged. A kationok a vizes-oldatban tehát nem „meztelenek”, hanem a köréjük-sereglett és irányba-állt vízmolekulákkal elektrosztatikus-jellegű kölcsönhatásban azok burkában, un. szolvatált állapotban vannak – ami miatt a vízben szolvát-burokban jelenlevő kationok mérete is nagyobb [ld. 11.c)ábra]. Hasonlóképp szolvatált-állapotúak a vízben az anionok is: ekkor a H2O molekulák orientációja más, a víz d+ töltésű H atomja kap az anion negatív-töltése után. (Azt nem is érintjük, hogy az elsődleges-szolvátburok körül kialakul egy lazább második is…)

11.ábra:    a H2O molekula tulajdonságai és a szolvát-burok

A szolvatált-állapot stabilitásának és a szolvatáció mértékének megfelelően az RO-hártyák visszatartási-erőssége a következő:

Kationokra: Fe3+ > Ni2+ » Cu2+ > Mg2+ > Ca2+ > Na+ > K+        (5)

Anionokra: PO43 > SO42 > HCO3 > Br > Cl > NO3 ~ F         (6)

A sorrend a fellépő térerősségen múlik. Ami nagyobb ha azonos ion-rádiusz mellett a centrum nagyobb töltéssel bír [Ca2+>Na+]; nagyobb ha azonos töltés kisebb centrumban koncentrálódik [Cu2+>Mg2+>Ca2+, Na+>K+]; és értelemszerűen nagyobb ha a kisebb centrumban több töltés halmozódik [Fe3+>Cu2+]. (Az anion-sorrend értelmezése hasonló, csupán ismerni kell a térszerkezetüket.)

A b) kérdésre pedig a globuláris kontra elongált részecske/molekula-formákra 4.) alatt adott magyarázat adja a kulcsot ahhoz, hogy az RO alkalmatlan pl. a benzinpárlatoktól megtisztítani a vizet. Amiből máris adódik, hogy ha minden eshetőségre fel kell készülni, akkor az RO szűrő-egység után is szükséges alkalmazni valamiféle szűrőt. De vajon mifélét? A piac-kínálati RO-egységek erre a célra aktívszenes szűrőbetétet alkalmaznak.

Ha már itt tartunk, érdemes egy pillantást vetni a szokásos RO-egység felépítésére, ami 5db sorba-kapcsolt szűrőféleség szekvenciájából áll. A sematikus-képet a 12.ábra szemlélteti:

12.ábra:    az RO-egység felépítése

Az előszűrők részint fizikai-védelmet biztosítanak az RO feladatát végző membrán-hártyának [ülepítő-funkció, rendszerint 2 db, a nagyobb és a kisebb szemcséjű részecskék felfogására: mikro+ultra-szűrő kombináció a szokásos] részint csökkentik a felületi-elszennyeződés veszélyét [ez megint (csudamód?) aktívszenes töltetű], az utószűrő pedig a kígyó-szerűen átcsusszant szennyezőktől hivatott megszabadítani az RO-szűrt vizet.

Ebből már a laikusnak is feltűnhet, hogy az aktívszén valami olyasmit tud amit a többi alkalmazott szűrő nem, valamint, hogy azt „töltetként” alkalmazzák, szemben az eddig-tárgyalt szűrők membrán-technológiájával. Mindkét eltérés [hihetetlenül-fontos] szerepe megvilágítást fog kapni alább.

6.) Egyebek az RO technika körül

Az RO-technika megértése után nem árt ha tudunk arról is, hogy az RO-szűrés nem a háztartási-vizek pilinckázása kedvéért született meg. Elsődleges cél vele a tengervíz sótalanítása volt, hogy ivóvizet állítsanak vele elő olyan helyeken ahol az másképp nem áll rendelkezésre. Mivel a tengervíz sótartalma átlagosan ~3,5%, a leküzdendő ozmózis-nyomás ~350 psi [24 atm]. Ahhoz hogy az eljárás termeljen is, az elbocsátandó nagyobb-sótartalmú víz ozmotikus ellennyomásánál nagyobb nyomás alkalmazása szükséges. Ez a mai permeabilitású membránokkal ~800–1000 psi [54–68 atm] mellett ad kielégítő fluxust. A tengervíz ivóvízzé alakítása akkor sikeres, ha az RO-technika szűrési-hatékonysága eléri a 99,3% só-visszatartást [azaz ~245 mg/l a maradó sótartalom]. A különböző kémiai-szerkezetű hártyák némelyike ennél többet is tud: ld. 13.ábra.

13.ábra:    Membrán-anyagok RO hatékonysága tengervízre
(840 psi [57 atm] & 25oC)

Az RO technika másik széleskörű alkalmazása a nanotechnológiai-ipar szükségleteihez igazodó ultra-tiszta víz előállításához kötődik. Ennek betápja rendszerint a hálózati vezetékes-víz, amelyre a 100–200 ppm körüli sótartalom a jellemző, és ahol a kationok többségét a kétvegyértékűek teszik ki. A cél itt a 98–99% közötti NaCl és a 99,5% feletti kétvegyértékű-kationok eltávolítása. Ez a feladat a kiindulási-vízminőség kisebb ozmózis-nyomása miatt már 100–200 psi [7–8 atm] üzemi-nyomás mellett racionálisan végrehajtható.

A membrán gyártási-technológiája terén elért fejlesztésekkel egyre-megbízhatóbban sikerült megcélzott-pórusméretű RO-jellegű hártyák készítése, s a valamivel-tágabb pórusú hártyák tesztelésekor kiderült hogy jószerivel azok is alkalmasak a sótartalom jelentős redukciójára, mégpedig kisebb üzemi-nyomás mellett is nagyobb termelékenységet biztosítva a nagyobb permeabilitásuk okán. Ezek a hártyák, amelyek tehát lazább-feltételű RO-jellegű szűrésre képesek, alacsony-nyomású RO-membránok ill. nanoszűrők néven lettek ismeretesek, és alkalmazási-területük egy adott felhasználási-pontban megejthető víztisztítás. Jellemző rájuk, hogy csakis alacsony-sótartalom mellett elegendő a szelektivitásuk: 1000 ppm fölötti sótartalmú víz kezelésére már alkalmatlanok. Mivel hazánkban a legtöbb helyen a vezetékesvíz sótartalma ennél alacsonyabb, a háztartásoknak kínált RO-berendezések RO szűrő-eleme valójában nanoszűrő – amely működtetéséhez már elegendő a ~30–50 psi [2–3,4 atm] hálózati víznyomás is. A nanoszűrő szerényebb képességeit összevetésben szemlélteti a 14.ábra. Fajtától függően a nanoszűrő 20–80% hatékonyságú a NaCl kiszűrésére, és 200–1000 molekulasúlyig engedi át az oldott szerves-molekulákat.

14.ábra:   Jóminőségű kereskedelmi (RO-típusú) membránok visszatartási-hatékonyságai

A Kínálatról

Megtapogatandó a vegyem vagy ne vegyem dilemmát a vajon mit tud és az alkalmas-e arra amire szükségem lenne szempontokon keresztül, teszteljünk most le a fenti-tudásra támaszkodva néhány piaci-kínálatot. Elsődlegesen tekintsünk körbe a „mindent-tudó” RO-szűrő házatáján – ami (már láttuk) kapcsolt szűrőarzenál nélkül nem is képzelhető el.

A https://eltetoviz.hu/ webáruház legolcsóbb és legdrágább árkategóriájú portékáját tapogatjuk meg: ld. 2.táblázat. Mindkét RO összeállítás 5-lépcsős – ahol az RO munkafázis kivételével a többi szűrő hozzávetőleg azonos (tehát a teljesítőképességük azonos kell legyen). Ezért elegendő csupán az RO szűrőbetét valamint a deklarált teljesítési-adatok és tennivalók vizsgálatára szorítkoznunk.

Megfigyeléseink a 2.táblázatban rögzített tényezőket és paramétereket illetően a következők:

i) A pénzemért megoldást elvárókat elfoghatja némi csalódás, ha észlelik az utolsó-előtti sorban a tételt, miszerint a cucchoz „előírt kiegészítő” is szükséges még; és néhányukon úrrá lehet a bizonytalanság is azt illetően hogy vajon mi-minden egyéb kellhet a „tuti-biztonsághoz” még.

ii) Aki a cuccba invesztál, annak le kell nyelnie a „Karbantartásként” javallott költségeket is.

Az ott megjelölt csere-időtartamokon persze hatalmasat boríthat ha időközben a közüzemi-hálózatban csőtőrés volt, mert a vízáram újraindításakor szerencsétlen-esetben lökés-szerűen érkező trutyi-maradék szemvillanás alatt képes eltömni az RO-membrán előtti ultraszűrőt.

A javallott „fertőtlenítés” körül találgathat majd a cucc boldog birtokosa – akinek ehhez adtunk némi illuzórikus-támpontot a 8.ábra alatti szövegben. Ami a „visszasózást” illeti, visszatérünk rá.

iii) A működést illetően Δp>3 bar hálózati-nyomással csupán domborzatilag-tagolt településeken lehet számolni (bár ott is védeni szokták leszabályozással az alsóbb-fekvésű ingatlanok hálózata csatlakozásait a túlnyomás igénybevételétől).

A jellemző hálózati-nyomás inkább csak valamivel 2 atm fölötti. Síkvidéken ez beiktatott házi nyomásmérő nélkül is megállapítható: a „víztorony” magassága 20 méter körüli.

Így az olcsóbb RO-készülék névleges-kapacitásakor inkább a napi 160 liter alatti értékkel kell számolni. Ez azt jelenti, hogy még ha meg is van a 3 bar hálózati-nyomás a 12 literes tartály 1,8 óra alatt telik meg, amit az ivóvíz-igényű intenzív konyhai-műveletek tervezésekor muszáj figyelembe venni.

A háromszor-drágább cucc átfolyós-megvalósítása ennél kedvezőbbnek tűnhet – hacsak valaki végig nem gondolja, hogy ugyanahhoz az intenzív konyhai-munkához ami az előbbinél 12 liter vizet igényelt, itt 12 percig kell csurgatva felügyelni a csapot. Vagy ennél jóval tovább…

Meg kell ugyanis kockáztatnom a kijelentést, miszerint az 1,2l/min a Δp=7 bar esetére lett megadva. Amit a ~2–3 bar nyomáson dolgozó közületi-hálózat mellett legfeljebb a termékleírásban megpendített „nyomásfokozó szivattyú” biztosíthatna – bár nem szokványos dolog hogy egy pendítés garancia-számba megy; pláne nem, ha alább ott a kitétel: „Δp és szennyezettség függésében”.

És most ebben a kitételben vegyük kissé jobban szemügyre a másik bújtatott tételt: Ugyan mivel lehet számolni a „szennyezettség függésében” kapcsán?

2.táblázat:    Két piaci RO-készülék közzétett jellemzői

A politika-tudományoktól eltérően ugyanis az ozmózis-nyomás explicite kvantifikálható. Bevallom nem jártam utána hogy a mai középiskolákban tanítják-e vagy sem, de a képlet a következő:

π=(n/V)*R*T       (7)

A (7) képlet egyébként éppen olyan mint az általános-gáztörvény, azzal a különbséggel hogy itt a gáz-térfogat szerepét az oldat-térfogatban levő oldott-részecskék száma [n] tölti be (ahol tehát a V térfogatban n/V a jelenlevő részecskék moláris-koncentrációja). Példaképp: 0,001mólos NaCl oldatban [ami a NaCl 58-as molekulasúlyának megfelelően 58,5mg/l koncentráció] 0,002 mólnyi részecske van, mivel a NaCl vegyület az oldatban 100%-os mértékben kettő db ionra [Na+ és Cl] disszociál. Így a 10–3 mólos konyhasó-oldat ozmózis-nyomása 25oC-on: π=0,002*8,3*298kPa=5kPa=0,05atm.

Egy reális vezetékes-víz ozmózis-nyomása megbecsülése tehát gyerekjáték – amennyiben rendelkezésre állnak a főbb összetevők koncentrációi. Állítólag ez mindenki számára elérhető a víz-szolgáltatója adatlapjairól, de meglehet hogy a helyzet mára ebben is változott. Mivel a sajátomat egyéb-ügyekből kifolyólag ismerem*, számoljuk ki erre.

* A vezetékesvíz minősége (nálam [Dégen], akkreditált):
Ca 47, Mg 53, Na 48, K 2, klorid 12, szulfát 20 mg/l
mellett 725
mS/cm vezetőképességű (és pH=7,6).[17]

Az összetételben szereplő kationok mg/l koncentrációiból [az atomsúlyaikkal osztva] adódó moláris-koncentrációik összege (1,17+2,21+2,09+0,05)*103mól/l=5,52mmól/l. Az anionokból ugyan rendszerint csak a Cl és a SO42 koncentrációja ismert [ami esetemben 12 ill. 20mg/l], ennyi viszont nem elegendő a számításhoz; azonban tudvalevő hogy az oldat elektromosan-semleges, amit rendszerint a méretlen HCO3 anion koncentrációja biztosít. Ezért kielégítő egyszerűsítés a jelenlevő összes kation pozitív-töltésével azonos-számú egy negatív-töltésű anionnal számolni [hacsak nem mértéken-felüli a két-töltésű SO42 jelenléte] A becsülhető anion-koncentráció tehát:

(2*1,17+2*2,21+2,09+0,05)*103=8,9mmól/l.

Amiből π=(5,52+8,9)*10–3*8,3*298=35,6kPa=0,35bar.

Akinél a só-koncentráció ennek a duplája, az hozzávetőleg dupla-ekkora ozmózis-nyomással kell számoljon. Viszont korábbról már tudjuk, hogy fix üzemi-nyomás mellett az RO-szűréssel nyerhető víz fluxusa csökken ha a legyőzendő ozmózis-nyomás emelkedik (hiszen ezzel csökken a Δpπ nagyságú hajtóerő).

A hasznos fluxusnak az igényeket-korlátozó csökkenésével párhuzamosan növekszik az elbocsátandó melléktermék is, azaz az „elfolyás” mértékére megadott 1:3 arány is inkább csak eufemisztikus.

Nem mindegy tehát hogy a termék-brosúra feltüntetett fluxus-adatai mögött [rejtetten!] mekkora só-koncentrációjú oldat áll; a „hibátlan” termék tartogathat e téren is kellemetlen meglepetéseket.

iv) A termék működését ugyan nem befolyásolja ha annak „RO jellemzője” GPD [gallon per day] értékkel megadott, csupán felveti a kérdést hogy a nemzetközi SI rendszer ellenére miért hajbókolunk az angolszász gallon [1 gallon»3,8 liter] űrmérték előtt. Az effajta majomkodás közben lassanként észre se vesszük hogy már lábban mérjük a kezünk hosszát.

Még az a tódítás sem befolyásolja a terméket hogy az RO membrán jellemzőjeként megadott pórusméret 0,0001μm [ami 1Å – ezen még a víz-molekula sem juthatna át] – csupán megingathatja a hitet azokban akiknek ez a méret hazaszól, és elkápráztatja azokat akiknek fingjuk sincs az egészhez [azaz a fogyasztóvá-lebutított gondolkodni-rest többséget].

v) Végezetül nézzünk egy kissé a „hatásfok” mögé, bár ezt csak a drágábbik (tehát jobb?) RO-készülékre lett specifikálva. A rendkívül-laza megfogalmazás ellenére annyi számítható, hogy a várható só-visszatartás ((700–100)/700)*100»86% körül lehet. Ekkor viszont a 14.ábra értelmében a termék RO-szűrőjébe épített membrán legfeljebb nanoszűrő minőség lehet. Ez tehát egy váratlan átba… átpalizás. Amire mellesleg szükség is volt ahhoz, hogy a nanoszűrő általi nagyobb permeabilitással a termék legalább a jelzett fluxust képes legyen hozni [mármint a legkedvezőbb esetben].

A visszatartás értéke egyébként megbecsülhető a fenti ismeretek segítségével is. Az ivóvíz-célzattal szolgáltatott vezetékes-vizek közös jellemzője ugyanis hogy bennük az anionok zömét az íz-indifferens HCO3 anion adja [amennyiben másféle anion is emelkedett-koncentrációban van jelen, az már ásvány- ill. gyógy-víz, vagy éppen balneológiai-célzatú]. Mivel a csapvizemre jellemző kation-eloszlás országosan eléggé elterjedt, kíséreljük meg kiszámolni mekkora lenne az 14.ábrán jelzett képességű nanoszűrő só-visszatartása a csapvizemre. Ehhez szükségünk lenne a csapvíz kationjai HCO3 sóira* mért visszatartásra.

* De miért a sóira számolunk, amikor a sók disszociált-állapotban, ionként vannak jelen? Azért mert az elektro-neutralitás nem borulhat: a membrán két felén a töltések ki kell egyenlítsék egymást. Így pl. a nanoszűrőn könnyebben áthatoló Na+ átjutása gátolt ha töltés-paritásban már csak SO42 van mellette.

Az (5) és (6) retenció-sorrendek alapján vitathatatlan hogy a NaHCO3 visszatartása a NaCl és a Na2SO4 visszatartása közé kell essék, értékét így a 14.ábra adatai alapján azok középértékének vesszük: 79. Ugyanez a megfontolás ad Mg(HCO3)2-ra a 94 visszatartási-értéket. A Mg2+>Ca2+ retenció-sorrend miatt a Ca(HCO3)2-ra vonatkozó érték valamivel kisebb: legyen 90. A jelenlevő KHCO3 viszont oly csekély, hogy nem követünk el jelentős-hibát ha NaHCO3-ként kezeljük. Ezen becsült só-visszatartási értékekkel a súlyozott-közép:

(1,17*0,90[Ca]+2,21*0,94[Mg]+(2,09+0,05)*0,79[Na+K])/(1,17+2,21+2,14)=0,87

Ami meglepően jó egyezés a tétován-deklarált visszatartásból leszármaztatott 86%-kal.

Még egy gondolat erejéig érdemes lehet visszatérni arra, hogy a „szennyezés mértéke” miként befolyásolja a fluxust [a megadott (alig-elégséges) értékekhez képest], s általa a termék használhatóságát. A csapvizem totál só-koncentrációja [a joggal feltételezett/alkalmazható HCO3 anion helyettesítés mellett] mg/liter értékben: (47+53+48+2)[mg/l]+8,9[mmol/l]*62[mg/mmol]=693mg/l. Eszerint a csapvizem épp azon a felső-határon van ahol a termék deklarált visszatartása még 86% körüli. Máris felmerül a kérdés: országosan vajon milyen a csapvíz összetétele? Sajnos, az ombuds-világunk megannyi tájékoztatási-kötelezettsége ellenére sem találhatni erre-vonatkozó megböngészhető adatbázist – hová is lenne akkor az akkreditációs-mérések biznisze… Részleges információt ugyan összekaparhat aki erre teszi fel az életét, de eléggé ingatag az a talaj ami azokból összetákolható. Jobb híján azonban mi is ennél maradunk.

A Fejérvíz honlapjáról[18] a Dégi ízóvízminőségre kiolvasható adatok közt nem szerepel sem a Ca2+ sem a Mg2+, mindössze a Na+=81mg/l (2024.04.15-i mérés), a Cl=13mg/l, SO42=23mg/l és vezetőképesség=648 mS/cm segítheti a régebbi-adatokkal az összevetést. Az országos kompendium szerint[19] pedig a Dégi ivóvízben a Na+ paraméter (időbeli) átlaga 76mg/l értékkel jelenik meg.

Ha félreteszünk minden kételkedést, ez jelentős Na-szint emelkedést jelezne a 2018-as akkreditált-mérés 48mg/l értékéhez képest. Mivel az valószerűtlen hogy a mélyből-származó víz összetételében szelektív-eltolódás jöjjön létre a kationok arányait illetően mindössze 6 év alatt, ha fizikai-okot keresünk a megemelkedett Na+ koncentrációra akkor az arra lehetne jelzésértékű hogy odalenn a víz némiképp betöményedett – ami bár nem hangzik rosszul az aszályos-évek sorozatára mutogatva, hidrogeológiailag mégis valószínűtlen. Ha viszont a papíron keressük a hibát, akkor a 84 irodai-gépelési transzformációja 48-ra feloldást hozhat a rejtélyre, merthogy a 81/48~1,7-szeres töményedésnek alaposan ellentmont a 6 évre elkülönülő két mérés kvázi-azonos vezetőképességi értéke [hiszen a vezetőképesség a jelenlevő ionok összesített elekrtomos-töltésével arányos].

Országos-viszonylatú adatokat mindössze a szolgáltatott-víz un. keménységére vonatkozóan sikerült fellelnem: ld. 15.ábra. Ezen szín-kódolás segíti az eligazodást [a sötétebb színárnyalat magasabb keménységi-értéket jelez]; néhány régióra jeleztem a számszerű-adatokat is. Amennyiben annál az egyszerűsítésnél maradunk hogy a vízbeli egyedi só-koncentrációk egymáshoz-képesti arányai nagyjából azonosak, akkor a víz-keménység mögötti Ca koncentráció adatai azt jeleznék hogy a szolgáltatott vezetékes-víz só-koncentrációja hazánk ~70%-nyi területén legalább olyan magas mint Dégen, 30–40%-án pedig annál is magasabb. Ez utóbbi területeken lakók elvárásaira nézve tehát a 700mg/l só-koncentrációra megadott ~86%-os RO-hatékonyság irreleváns, amennyiben nem ismeretes a 700mg/l fölötti RO-teljesítőképesség. A sorolt megfigyelésekből nemsokára levonjuk majd a legfontosabb következtetéseket, de előtte folytassuk a további termékek áttekintését.

15.ábra:    Országos víz-keménység térkép[20]

Ha az egyéb szűrési-lehetőségekre nyitottan nézünk körbe ugyanitt, a következőket észlelhetjük:

A Fordított ozmózis vízszűrők szűrőbetétei nevet viselő oldalon levő összes szűrőbetét a 201mm tartományban vethető be, tehát igencsak limitált az általuk nyerhető tisztulás, hiszen ez a mikroszűrő kategória. Mindenesetre választék az van bőven, innentől már csak arra kell ügyelni hogy a betét és a szűrő-tok passzoljon, ha már a használat célja kiderítése a böngésző-bóklászó vásárló fantáziájára és képzelgésére van bízva.

Ultraszűréshez mindössze két kínálata van: mindkettő 0,02mm [azaz 200Å] pórusméretűnek deklarált. A csere-betétek ára 8000 ill. 11,000 Ft, a maximális szállítási-kapacitásuk 2l/min, a cseréjük 12 havonta ill. 5000 liter víz után mondott szükségesnek, a felhasználási javallatban pedig ez áll: „csak vezetékes ivóvíz tisztítására használható”. Két megfigyelés kívánkozik ide:

·       Az olcsóbbik betét árát véve alapul a szűrő által kezelt víz köbméterenkénti ára 1600Ft-tal emelkedik: 400Ft/m3 vízdíj mellett ez kb. 5-szörös (önként bevállalt) ár-emelkedés.

·       Ha ennek a 200Å pórusmérettel jellemzett ultraszűrőnek a szállítási-képessége 2l/min, akkor vajon mekkora lehet a kínált RO-egység RO membránjának a nominális pórusmérete ha arra 1,2l/min szállítási-kapacitás van megállapítva? Félő hogy még nanoszűrőnek is gyenge.

Ha valaki a zuhanyzáshoz szeretne magának biztosítani tisztább vizet, annak az ehhez szükséges szűrőtartók (~9000–20,000Ft) egyikébe a betét 2000Ft-ba kóstál (aminek a cseréje 3 hónap után vagy 2500 liternyi víz elzuhanyozása után javallott), míg egy másikba 5000Ft (aminek a cseréje 12 hónap után vagy 30,000 liternyi víz elzuhanyozása után javallott). Ezek töltete nem illetve homályosan specifikált; annyi kivehető hogy a töltet jelentős-hányada aktívszén, míg némelyikben K2SO3 is említett, valamint Zeolitra felvitt Ag-kolloid. A sikeresen eltávolított komponensek sorában központi-súlyt kap a klór említése. Ha most is elvégezzük a számításokat, kiderül hogy itt már gondoltak a luxus-kategória mellett a fapados-igényekre is: 800 vs. 167Ft/m3 vízdíj-áremelkedés mellett tusolhat a félős-fürdőző. Jegyezzük meg az aktívszén és a zeolit összetevőket az alkalmazásban; a K2SO3 [redukáló-szer] szerepe az oxidatív-hatású Cl2 hatástalanítása, az Ag+ pedig az antibakteriális-hatásáról ismert.

Ha valaki pedig az egész vízhasználatra kiterjedő előtisztítással szeretne élni, annak egy nagykapacitású aktívszenes-szűrő a javallat: 13,500Ft-ért 15l/min maximális szállítási-kapacitással bír, a cseréjére pedig 12 havonta ill. 100,000 liter víz után szükséges sort-keríteni. Aki ezt választja, annak már csak 135Ft-val emelkedik a vízdíja, és semmi gondja nem lesz a szállítási-kapacitással, valamint az egész mögött nem áll más-egyéb mint az aktívszén. Hát akkor efelett jó lesz tovább-gondolkodni. Rögtön meg is tesszük, csak előbb levonjuk a beígért következtetéseket.

Némely meggondolandó következtetés

Ha emlékezetünkbe idézzük a kiindulási célt, akkor most már könnyű helyzetben vagyunk ahhoz hogy megítélhessük: Szüksége van-e a Teleső szerint gyűjtött esővízzel gazdálkodóknak RO egységre az ivóvizük biztosításához?

Elevenítsük fel, hogy az RO elvű tisztítás igénye a tengervíz sótalanítása felől merült fel, ahol a ~3,5% sótartalom ~99,3%-a kell eltávolíttassék [vö.: 13.ábra] ahhoz hogy az ivóvíz lehessen. Tudva hogy a tengervíz sótartalmának a túlnyomó-hányada NaCl [és ez a komponens az amit nagyobb-koncentrációban az emberi-szervezet nem tolerál], ez azt jelenti hogy az ilyen-eredményességű RO kezelésen átment vízben már (legfeljebb) csak 245mg/l NaCl maradt, ami 101mg/l Na+ koncentráció. Annak ismeretében hogy Dégen a szolgáltatott ivóvíz Na+ szintje átlagosan79mg/l, mostantól megnyugodhatok – ha eddig aggódtam volna. És tehetik ezt országos szinten is, mert ugyan a 15.ábra adataiból számszerűsíthető Na+ szint pl. Tolna esetében 79*325/139=185mg/l lenne; ámde ref.19 vonatkozó-adatai szám-értékei megnyugtatóak lehetnek a többi település számára is: Na+~30 [míg szulfát~163, Cl~40, vezetőképesség ~1047]; láthatóan az előző kalkulációkhoz feltételezett Ca2+/Na+ arány nem merev. Szóval, ami a hazai vezetékes-vizek Na+ tartalmát illeti, a túlzott Na+ miatti aggodalomra nincs ok. A NaCl által várható ízhatástól pedig mégkevésbé kell tartani, hiszen ahhoz a Na+ mellé még Cl ion is kell: ami pedig Dégen 13 de Tolnán is csak 40mg/l (vagyis a Tolnai vezetékes-vízben is csupán 58*40/35=66mg/l konyhasó ízével kell számolni.

Akadhat persze, akire még az RO-nak hazudott gyengus kereskedelmi nanoszűrő általi sókoncentráció-csökkentés is úgy hat mintha ezen múlna az élete. Ő lehet az, aki alkalmazkodóan meg fogja vásárolni még a visszasózó-cserepatront is, anélkül hogy észrevenné a kettős átverést.

Kell-e valakit még figyelmeztetnem arra, hogy ez a kisózom-visszasózom ciriburi a csapvíz esetén éppolyan agyi-bukta, mint tudatosságot mímelve enni a kiherélt [lájt, hidroponikás] és kihipózott [zsírmentes, koleszterin-szegény] élelmiszereket [a beléjük rakott művi-kiegészítőkkel] és venni hozzájuk tucatszámra az étrend-kiegészítő labdacsokat (pl.kocsonya vagy körömpörkölt zselatinja helyett pirulában nyelni le a bio-glükozamidot), vagy mint a szarjunk csak bátran a cső-végen a vízbe, majd a cső túlsó-végén a Szennyvízipar elrendezi a dolgot zászló-érdemrendekkel kitüntetett nagyobb-vállalkozás.

Az íz-hatás rombolásánál még szóbajöhető Fe3+ és Mn2+ ionok eltávolításáról a szolgáltató képes gondoskodni; egyedül a hosszú-időn át fogyasztva káros-hatásokat előidéző arzén kiszűrése ténylegesen problematikus (mármint azon kevés régióban ahol ez idehaza előfordul).

Úgy fest hát, a hazai vezetékesvíz-használatnál nem indokolt az RO készülék bevetése.

Már amiatt sem mert mint láttuk, a nem-ionos kisebb-molekulák kiszűrésére alkalmatlan. Amiket viszont a szimpla aktívszén-töltetes szűrő képes visszatartani – és mint láttuk olcsóbban is, felesleges korlátokat sem állítva.

Mindez persze NEM vonatkozik az Esővízre:

Abban ugyanis sem Na+

(Ca2+ és Mg2+ is csupán az a rendkívül kevés
csak amennyi a tározás korlátos időtartama alatt beleoldódik a beton-tározó falaiból)

sem Fe/Mn, arzén pedig végképp semmi.

Ki akar még RO-készüléket? Először, másodszor, harmadszor…

Mivel az RO-készülék elvethetőségére adott fenti magyarázat sok már becsábultnál keserű-szájízű ellenkezéssel találkozhat, valamint amiatt is mert ez a váratlan konklúzió a lassanként-beágyazódó gyakorlattal homlokegyenest ellenkező-értelemben foglal állást, ajánlatosnak látom röviden megismételve összébb-foglalni a hozzá-vezető bizonyítás szálait – nehogy az állítás sorsa ugyanaz legyen, még a Vízgazdával élők közt is, mint a vízbeszarás szerteágazó-következményeit a forrásnál-kezelő Alomszék-használaté, a megrögzötten csőbe-szaró többségtől.

1.) Észlelni szükséges az RO elv és a forgalmazott RO készülék közti különbséget.

2.) Az RO zseniális elvét semmi nem képes pótolni. Szükség azonban csakis ott van rá,
ahol az oldatban-levő anorganikus-ionok koncentrációja drasztikus-redukciója a cél. Mint:

i) A 3,5%-os [ihatatlan] tengervíz sótartalma erőteljes [>99,3%-os] csökkentésére,

ii) Ultra-tiszta vízhez a félvezető- és nano-technológiák számára.

Ahol az olykor mono-molekuláris rétegvastagságú kristály-szerkezet
megkívánt-homogenitása nem biztosítható másképp,
csakis a vízben-oldott ionok minél-tökéletesebb eltávolításával.

3.) Ivóvíz esetében a 100–1000 mg/l sókoncentráció az emberi-szervezet számára indifferens.

Ha lenne benne akár technológiai-eredetű [Pb-csövek]
akár geológiai-származású [As] mérgező ion,
annak kiszűrése a csapvízből a Szolgáltató feladata.
Ld. ennek eseteit a Bucsú(s)zó fejezetben.

4.) A tényleges védelmet az RO készülékben is csak a vég-szűrőként alkalmazott aktívszenes-egység biztosítja.

(Említettük már: a lineáris-alkatú szénvázas-molekulák [pl. benzin-párlatok]
átcsusszannak az RO-membrán hártyáján.)

5.) Az RO-készülék RO membránja eltömődése elkerülése érdekében a védelmét elé-kapcsolt mikroszűrő és ultraszűrő biztosítja – ezek értelemszerűen drágítják a készüléket, a cseréjükkel való gondolkodással is bonyolítva az alkalmazást.

6.) A felületi vs. mélységi szűrésnél elmondottakból – kiváltképp ha hozzávesszük a rögtön lejjebb részletezett töltetes-szűrés alattiakat – kiviláglik hogy az aktívszenes-kolonna képes átvenni a mikroszűrő és az ultraszűrő szerepét. (Legfeljebb a fokozottabb-igénybevételtől valamivel-hamarabb merül ki a visszatartó-képessége.)

7.) A mérlegeléskor végül az is a kosárba kell essék, hogy [mivel 3.) értelmében mutatós visszatartási-hatékonyságra nincs csapvíz esetén valós szükség] a forgalmazott RO-készülék membránja nem RO-kategóriájú hanem csupán nanoszűrő – aminek az észlelését aki elmulasztotta vissza kell lapozzon a már megtett érvelésekhez.

Azok felé, akik ezekután is azt kérdezgetik, hogy „de akkor miért ajánlgatják oly nagy elánnal az RO-készülékeket” (a vezetékes-víz utó-tisztítására):

Akik még mindig nem értik a modernkori-piacgazdaság örökmozgó-lendítőkerekét: A profit-maximalizálás módja amely a gazdaGságot a csillagos-égig növekedő-pályán tartja nem más, mint igényt támasztani és keresletet generálni a vásárlóra-degradált értelmű egyedben arra, hogy olyan portékákra költsön keresményéből amire valójában semmi szüksége – még akkor sem, ha netán a kütyü képes teljesíteni a specifikációit.

Némileg távoli a párhuzam, de talán segíti az értelmezést: A sugárzásos-halál elkerülésére hatékonyabb-módszer értelemmel-belátással invesztálni az atomháború elkerülésébe, semmint költekezve vért-pisálva dacosan élni a kínálattal hogy berendezkedj privát atombiztos-bunkerral, meg alternatív-opcióként pót-rakétákkal is ellátott kilövő-állomással, s bízni abban hogy semmit nem felejtettél ki a túlélés érdekében – nem úgy mint a többi oktondi, aminek következtében a dolgok lecsengése után nagy-boldogan egyedül önmagadnak gratulálhatsz.

A töltetes szűrésről

A megelőző diszkusszióban már néhányszor felmerült az aktívszén-töltet – aminek már az elnevezése is sugallja hogy az nem valami membrán-szerű rétegszűrő, miként az összes előzőleg tárgyalt szűrési-mód, amely a feladatot úgy oldja meg mint egy ritkább vagy sűrűbb szövésű lepedő. Rá kell akkor térjünk arra, hogy a szűrési-elrendezés bennünk felidéződő képét lecseréljük egy általánosabbra: arra amely a betáplált szűrendő-közeg inputja és outputja között hoz létre érdemi-változást, azáltal hogy az inputban levő (oldott) komponensek minél-nagyobb hányadától mentesíti az outputot. Ezzel a bővítéssel jutunk el az adszorpciós-elven működő „szűréshez”. Ami jellegzetesen egy jelentékeny-vastagságú rétegen keresztül lezajló áthatolás alatt történő megkötődések és csapdázások eredménye. Ami nemcsak messze hatékonyabb a [minél-kisebb réteg-vastagságú] membrán-elvű szűréseknél, de természetesebb elrendeződés is. A Természetben szinte sehol sincs lepedő-szerű szűrés, ellenben majd-mindenütt fellelhető a rétegeken-áthatolással kapcsolt adszorpciós-elv. Ezen a módon képződik a talajvíz nagy része: az eső lassan a mélybe-hatol a több-tízméteres (változó-összetételű) talajrétegen át, s akkor is megtisztul a lefele-vándorlás során a talajjal-való kölcsönhatásban a szennyeződésektől ha éppen tehénfosra érkezett. És ugyanezen az elven tisztul a folyókból-származó hálózati-víz is, midőn azt a folyóágy mélyéről néhány-méternyi vastagságú természetes-homokpadon keresztül-áramoltatva veszik ki szivattyúzás által.

Ha tehát ezt az elvet akarjuk tisztításra befogni a háztartásban, akkor egy alul-felül zárelemmel bíró üres hengert [szaknyelven: kolonna – amelynek a hossza legalább a belső-átmérő ötszöröse] kell megtöltsünk olyan anyaggal amelyhez kellő affinitása van a kiszűrendőnek, s a szűrendő-közeg áramoltatása ezen az oszlopon keresztül zajlik. A kolonnában a töltet a kolonna-teret úgy kell kitöltse hogy abban a töltet-részecskék már ne mozdulhassanak el. A töltetet adó granulátum szemcse-mérete szabja meg az adott-hosszúságú kolonna hidrodinamikai-ellenállását. Azaz, a folyadék áthaladási-sebessége a granulátum szemcsemérete és a kolonnahossz megfelelő választásával a rendelkezésre-álló nyomáshoz igazítható. A fluxus [szállítási-teljesítmény] pedig az áthaladási-sebességgel és a kolonna keresztmetszetével arányos. Ami praktikusan azt jelenti, hogy relatíve kis nyomásesés mellett is lehet generálni viszonylag-apró szemcseméretű granulátummal is elegendő-mennyiségű ivóvizet ha az alkalmazott kolonna eléggé bő.

A laikusban felmerülhet, és joggal, hogy ugyan mitől tisztul a kolonnás-elrendezéssel a víz, ha az csupán átcsorog a granulátumok közti réseken? Hát amiatt, mert a granulátum össz-felülete meglehetősen nagy, és ha a felület [kölcsönhatás révén] visszatartólag hat az adott szennyeződésre, akkor az bizony tisztulás. Tanulságos lehet az összevetéshez a 16.ábra, amely egy külsőre kolonna-kinézetű műtárgyban levő membránszűrő felépítését mutatja*: a rafinált-hajtogatással kis-térfogatban elhelyezett nagyobb-méretű vékony-membrán teljes-felülete közel-azonos lehet az ugyanakkora kolonnába pakolható töltet granulátum-szemcséi felszínével. De ez még csak egál-szagú lenne.

16.ábra:   Kereskedelmi membránszűrő betét felépítése

* Tájékoztató-érték szerint 1m2 felületű 5mm pórusméretű membrán ~200m3 csapvíz megszűrésére alkalmas [mielőtt eltömődne], és a 10–20US$ árú kereskedelmi ~25cm hosszúságú hengeres szűrőelemben ~0,3–0,5m2 az aktív membránfelület.[21] Azaz egy ilyen szűrőt 60–100m3 csapvíz után szükséges cserélni. Ha ennek tükrében nézzük az „Éltetővíz” webáruház hasonló termékeit, akkor efféléből négyet találunk. Ezekből 3 db betét, amikre egyöntetűen 6 havonta írja elő a cserét; míg a negyedik 6bar-t kívánó „in-line” egység 6m3 után cserélendő. Mind a négynek a szűrő-anyaga polipropilén. Ha ref.14 adataival számolunk, akkor ezek a betétek 10–16m3/hó fogyasztású háztartást is képesek kiszolgálni – bár zavaró hogy az RO-készülék tartozékaiként említtetnek, mint annak előszűrőihez szükséges betétek. Ekkor viszont a napi-igénybevétel legfeljebb csak 160 liter (a tározósnál), és ennél csak akkor több az átfolyósnál ha 2,25 óránál tovább van nyitva naponta az RO-t szolgáló vízcsap. Ezt véve alapul legfeljebb 29m3 a vízhasználat azon 6hónap alatt miután a szűrő-betét cseréje javallott. Így feltehetően ez a szűrő nem az a szűrő; amit alátámaszthat ezek olcsóbb ára is: 900–1500Ft. Más kérdés nincs – mert amúgy sem lenne rá válasz.

Az igazán fáin töltet azonban egyben porózus is: azaz a granulátumnak a kölcsönhatásokra alkalmas tényleges-felülete sokszorosa a szemcsék geometriai-méretéből számolható felületénél. És ezzel a tulajdonsággal rendelkezik pl. az aktívszén is**. A töltetes-kolonnán a tisztulás tehát úgy képzelhető el, hogy amikor a víz csak a szemcsék között jár akkor gyorsabban halad ám csak mérsékelten tisztul, amikor viszont a szemcsék szűkebb pórusaiba jut onnan ugyan lassabban vergődik ki de alaposabban tisztul. Mivel pedig a kolonna hossza mentén haladva mindkét szcenárió számtalanszor megismétlődik, a tisztulás hatalmasat halad előre mire a víz a kolonna végéhez érkezik.

**Szemcsemérettől és aktválási-foktól függően 1 gramm aktívszén felülete 100–3000m2.[22]

Tájékozódásul két alaposan-eltérő szemcse-méretű (és permeabilitású) termék:

szemcse-méret (átmérő)

10 – 20 mm

1 – 3 mm

fizikai-felület (gömbként)     m2/g

0,2 – 2

~0,001

tényleges-felület (a pórusokkal)     m2/g

     700 – 2500

900 – 1200

A kíváncsibbaknak sok részletet találhatnak meg mind a tulajdonságaira, mind a visszatartás módozataira, több szennyező-molekulára végzett konkrét és alapos vizsgálatokon keresztül egy 2006-os tanulmányból.[23]

Ha innen visszatekintve kívánunk összehasonlítást tenni a membrán-szűrők és a töltetes aktívszén tisztítási-képességei közt, és a szűrési-mechanizmus alapvető-különbségeitől eltekintünk [membrán: jellegzetesen fizikai-szűrés; aktívszén: jobbára (adszorpciós kezdőlépésű) kemiszorpció], akkor a „szűrésben” szerepet-vivő felületek nagysága adhatja meg ehhez az alapot. Fentebb láttuk, hogy egy 25cm hosszú és 2,5cm átmérőjű hengeres-kialakítású szűrő-betétben legfeljebb 0,5m2 membrán-felülettel kell számolni. Ennél alig-nagyobbnak vehető a teljes szűrőfelület ha a membrán anizotróp-szerkezetű, míg az izotróp-membrán esetén az effektív-szűrőréteg vastagsága miatt a felületének a 10–20-szorosával is lehet számolni [ld. a 7. 8. 9.ábrákat]; ami tehát az 1–10m2 tartomány. Ezzel szemben egy ugyanekkora-méretű kolonnába [V=(1,25)2*3,14*25=122cm3] a ~0,8–1,2g/cm3 fajsúlyú aktívszénből minimum 98 gramm pakolható; ami még az igen-szerény 500m2/g fajlagos-felülettel számolva is 49,000m2, közel 5-ezerszerese a membránszűrőre számolt maximális-felületnek. Erről tehát nincs több mondandóm. A 17.ábra kétféle aktívszén mikroszkópos-képét szemlélteti.

Anélkül hogy belemennénk annak részletezésébe hogy a kemiszorpció pontosabban miként is idézi elő az egyes szennyezők megkötődését, legyen elég annyi hogy rendkívül-sokféleképpen. Merthogy az aktívszén felülete nem egy homogén-valami, hanem sokféle funkciós-csoport van rajta változatos egymáshoz-képesti szomszédságban. Ami megfelelő garancia arra nézve hogy ezen a kombinatorikai-bőségszarun mindenfajta szénvázas-vegyülettel bíró részecske [ekként a mikroorganizmusok is] fennakadjanak. Az (esővízből vagy csapvízből származó) ivóvíz minőségét illetően pedig EZ hozza az igazi/kívánt tisztulást, nem a só-koncentráció [szükségtelen] csökkenése. Emellett joggal számolhatunk a nehézfém-ionok hatékony kiszűrődésével is (beleértve a Fe3+ iont), mert ezek [részlegesen-üres] d pályáik okán olyan koordinációs-állapotúak, ami miatt többfogú-kelátba kötődve rögzülhetnek az aktívszén felületén adódó funkciós-csoportok geometriai-közelségén.[24]

További-részletezés nélkül tenném még hozzá, hogy másféle töltetek is léteznek, másféle megkötési-mechanizmusokkal. Ezek közül a legelterjedtebbek az ásványi-alapúak: kerámia-féleségek, zeolitok. Aki tehát „holtbiztos” tippet óhajt, az használjon sorba-kapcsolt aktívszén + kerámia szűrőt – úgy méretezve az ellenállást hogy a fluxus elégséges legyen. Mindkettőt készen is veheti, de maga is elkészítheti ha megértette a fentieket, valamint ha van barkács-hajlama és egy kis technikai-érzéke.

17.ábra:   Aktívszén és porozitás [forrás: ref.23 Fig.1]

Ez utóbbiak számára említem meg a töltet-regenerálás lehetőségét. Az aktívszén nagyipari regenerálásának a leírt módja a nitrogén-áramban történő magasfokú hevítés. [Oxigén jelenlétében 200oC felett elégne a termék.] Ennek során ugyanis a megkötött szénvázas-szennyeződések pirolizálódnak [ez olyan mélyreható változás, amely során az eredeti-molekula(szerveződés) felismerhetetlenné alakul], ahol a keletkező illékony-fragmensek eltávoznak a gázárammal, a nem-illékonyak pedig váz-módosítóként stabilan hozzákötődnek az aktívszén felületéhez. (Ezzel ugyan valamelyest csökkenhet a pórustérfogat és a fajlagos-felület, viszont a megmaradt funkciós-csoportjaik módosítják-gazdagítják a rendelkezésreálló-felületet.) Az alkalmazandó hőmérséklet elég magas kell legyen a pirolizálódáshoz, de nem túl magas mert a fokozódó-elszenesedéssel csökkenni fog a megkötésben szerepet-vivő funkciós-csoportok száma és változatossága. A házilagos-kivitelezésnek vannak tehát korlátai: a ~400–500oC-os hőmérséklet előállítása és tartása már önmagában odafigyelést kíván, az O2 mentes környezet biztosítása pedig méginkább kihívás. [A porszerű frakciótól meg nem szabadított aktívszén ekkor be is robbanhat.] Ugyanez a pirolitikus regenerálás a kerámia-szűrők esetében gond-nélküli: Itt az O2 egyenesen kívánatos, a hőfok pedig lehet akár 1000oC feletti is: merthogy minden megkötődött szénvázas-vegyületet célszerű CO2-vé alakítva eltávolítani – miközben a kerámia felülete/szerkezete [ezen a hőfokon] nem károsodik.

Búcsú(s)zó

Számos bevállalt fejtágítás kényszer-kanyarja után,

mert szükséges lehet a kínált háttér-ismeret ahhoz hogy lássa az aggódó-érdeklődő:

i) vajon lemaradt-e valamiről,

ii) okosabb lesz-e tőle,

iii) megértse hogy a termékeiket kínálók hablatyolásai mögött
nem feszül tudás csak eladási-érdek

ezzel el is érkeztünk Országh József azon tömör megállapításához – amit nemcsak zokon-vesz a magát szakmaibbnak képzelő vízügyi-középkáder és gyülekezete de hiányosnak és hibásnak is állít be – miszerint a Teleső-vel nyert esővízzel nincs sok tennivaló ahhoz hogy az iható legyen. Szemben a szolgáltatott vezetékes-vízzel – amiről rögvest ejtek egypár szót.

Előtte azonban említenék még egy pontot, éspedig ugyanazzal az egyértelműsítő-szándékkal amely Országh József fenti tanácsát is jellemezte. Ha a Teleső-rendszer kialakításakor leírt tennivalóknak eleget tett valaki, utána szükségtelen méricskélnie bármit is, mert legfeljebb felizgatja magát esetleges értelmezhetetlen mérési-eredmények adataival, ami mögött gyakorta egy költséges eszköz hibás műszer-válasza áll.

Hogy értsük, miről is szólok: Rettenetesen ritka az a (kommersz) műszer, amely a valóságot mérve a jelenséghez valós-tartalmú megjelenítést rendel. Konkrétabban: Míg a régimódi higanyos-manométerrel működő vérnyomásmérőről leolvasott adat nem lehetett valótlan (legfeljebb akkor mutatott rossz értéket ha rossz helyen mérték: felkar helyett a fejbőség mentén), addig a mai elektronikus-szerkentyűk az észlelt-valóságot több-módozattal átkonvertálják, majd ehhez számot rendelnek, amit a kijelzőn a valósággal megegyezőnek hiszünk. Ám ha ennek a konverziónak bármely mozzanatában elhangolódás történik valamely alkatrész fáradása okán, előáll a semmiből a művi/képzelt betegség – a hozzá-rendelhető gyógyszer-fogyasztással.

Ma szinte minden (gagyi) mérőeszköz a mérendő-valóság többször-transzformált jelét köpi a szemünk közé, ami csak akkor lehet megfelelő-paritásban a mérendővel ha a hibátlan-műszer rendszeres-kalibráláson is átesett.

Akkor most illusztrációképp vegyük azt a segéd-kütyüt, amit TDS mérőként igyekeznek minden tudatos vízhasználó nyakába varrni. Itt az előbb elmondott általánosabb-vetületen túl még az is áll, hogy nem is azt méri amit állít, és amit mér még az sem egyértelmű. Merthogy a Total Dissolved Solids [teljes oldott (szilárd) anyagmennyiség] helyett szimpla vezetőképességet mér, és ezt „fordítja” le a boldogtalannak, aki a kijelzőn mutatott számokat áhítattal TDS értéknek nyalja be. Vezetőképességet ugyanis csak az oldatban szabadon-mozgó töltéssel-bíró részecskék adnak, töltéssel viszont csak az oldódáskor ionjaikra-disszociáló sók szolgálnak. Ezért egy sótlan oldat amely dugig van nem-ionos (szénvázas) vegyületekkel mint víz-szennyezőkkel, zéró vezetőképességet mérve nulla TDS-ről informál. De még a só-koncentrációról is eléggé összevissza képes csak tájékoztatni, ha az többféle sóból ered. Így azonos moláris-koncentrációjú Ca2+ és Mg2+ vezetőképessége azonos, viszont súlyuk g/l-ben különböző – melyikre legyen hát beállítva/kalibrálva a műszer mutatója? Vagy az azonos moláris-koncentrációban jelenlevő Mg2+ vezetőképessége kétszerese a Na+ ionnak, míg a g/l szerinti súlyaik csaknem azonosak – most mit mutasson a műszer?

És vegyük ezekhez hozzá a termékhez[25] kínált „felvilágosítások” színvonalát:

Akinél ezek bejönnek, annak mindössze 22 ezer forintjába kóstál a kütyü kínálta tapasztalat.

Akkor most gyönyörködjünk el néhány esetleírásban[26], amik megkönnyíthetik a képalkotást arról, miféle segítségeket és helyzeteket képes teremteni a „szakma” a szolgáltató-szektorban. Ahhoz hogy ne legyen elviselhetetlenül-komor a lefestendő-kép, egyszersmind megelőzendő hogy Olvasói melankolikus-búskomorságba essenek, az alább-tárgyalandó eseteknek színt adandó ott és akkor csinálok hülyét abból aki és ahol arra tetteivel rászolgált.

1.) Első helyszínünk Banglades. Szegény ország, nagy népsűrűséggel. Az Alomszék az eset idejekor még ismeretlen, a Szanitáció mágus-köpenye alól tolakodó Szennyvíz&Csatornázás monstrum pedig nem alkot ingyen, emiatt az elszarosodó felszíni-vizek helyett csőkutakat fúrtak a lakosság számára. Ahonnan azok hordják engedelmesen és isszák a magas arzén-tartalmú vizet.[27] A fúrásokkal az UNICEF és a Department of Public Health Engineering jeleskedtek az 1970-es években. A több-milliónyi általuk-fúrt kútból fogyasztott vízről aztán 1993-ra derült ki hogy arzénes (akár 1000 mg/l As felett), ami 1995‑re vetett nagyobb publikus hullámokat. Kiderült az evidens: a csőkutak vize az emberbaráti-projektelők által nem lett bevizsgálva arzénra. Erre már nem futotta a „segítségből”.

A grátisz-mulasztással segítők tevékenységét finanszírozó Világbank 2005-ös Bangladesh - Country water resources assistance strategy[28] beszámolója a tényálladék tekintetében így fogalmaz: Arsenic contamination is threatening to undo past achievements in safe water coverage. Vagyis: „Az arzénszennyezés azzal fenyeget hogy megsemmisíti a biztonságos vízellátás terén elért korábbi eredményeket.” Tehát nem a felületes-fajankók a felelősek a 20 éven át tartó tömeges arzén-mérgezés előidézéséért, hanem a Föld méhe, amely (többek között, itt-ott) arzént is rejt. Amit később megtold ezzel: The lack of people’s awareness of the seriousness of the arsenic problem and the need to address it is also impeding mitigation activities. Magyarul: „Hátráltatja a megteendőket, hogy az emberek nincsenek tisztában sem az arzénprobléma súlyosságával sem a kezelés szükségességével.” Mindenesetre komolyan gondolhatja amit mond, mert az irományban 78 ízben fordul elő az arsenic szó. Később ezek a segítő-ágensek külsős (esmég külföldi) szakértőket alkalmaztak a probléma elhárítására, akik olyan tisztító-berendezéseket javasoltak amelyek:

i) nem megfelelőek a körülményekhez,

ii) rendszeresen meghibásodtak, vagy

iii) nem távolították el az arzént.[29]

A „szakma” tehát megmutatta az (irdatlan, manikűrözött, mű-) körmeit.

A probléma adekvát-kezelésére megalkotott hatékony-eljárás fejlesztéséről és visszamenőleges eredményeiről – amit végül Banglades szülötte[30] alkotott meg – egy 2007-es cikkből[31] tájékozódhatunk.

Ha most azzal az aprólékossággal fognék neki a talált eljárás magyarázatának amit a Tudomány megkíván – ám amire kétségeim vannak hogy az Akadémián belül bárki is felkapná a fejét ha valaki az orruk alá dugná: rendkívül elfoglaltak ugyanis (vagy mégsem) a saját, személyre-szabott bejáratú témáik ápolgatásában, ahol galacsinmódra gyúrják egyre a publikációkat – akkor biza további oldal-regimentnyi száraz-szöveg elolvasása kényszerével nehéz-választás elé állítanám a (remélem) felcsigázott Olvasót. Emiatt rövidebbre fogom, mégha a témában a sülthal aktivitását mutató felkentektől lesújtó pillantások is kísérnének.

A dolog az arzén-mentesítés körül úgy áll, hogy annyit már igen-régóta ismer a tanult vegyész, hogy a vas-arzenát vízben oldhatatlan, azaz az AsO43 anion Fe3+ kationnal a vizes-oldatból [csapadékként: ez a kémiai szakzsargonban (jobbára) kristályos-állapotot jelent] leválasztható. Alkalmazzák is ezt az ipari-folyamatokban, vég-tisztításképp. Csakhogy minden csapadék valamilyen-szinten oldható, azaz: a leválasztás sohasem tökéletes, a leválasztandóból valamennyi mindig marad az oldatban. Ebben az esetben ~500mg/l As – míg a kívánalom ivóvízhez 10mg/l As alatt lenne. Ez ugyan némileg tovább-csökkenthető ha a leválasztó-reagenst a sztöchiometriás-aránynál jóval-nagyobb feleslegben alkalmazzuk [erről (is) szól az un. tömeghatás-törvénye], de jelen esetben ez a (még mindig elégtelen) beavatkozás azt eredményezné hogy akkor most vas-mentesítéssel kellene folytatni a víz-tisztítást. Ha maradunk az alapreakciónál, akkor ide valami ravaszabb ötlet kell még.

Nos, egy effélét dolgozott ki Hussam. Nyers vasreszeléket alkalmazott két állandóan-nedves homok-réteg között. [Figyelünk? Itt is réteg.] Ezen átfolyatva a magas arzén-tartalmú vizet azt tapasztalta, hogy az átfolyt vízben könnyedén 10mg/l alá csökken az As koncentráció. Persze, ez a vasreszelék tartalmazott egy kevés mangánt is, meg előzetesen valamiképp aktiválva is lett, és mindezek titkát szabadalom fedi. Ennek ellenére a lényeg megragadható: A homokréteg közti szilárd vasreszelék felülete a vízzel [az elektronegativitásának megfelelően] reakcióba lép. A víz kisfokú öndisszociációja miatti igen-alacsony H+ koncentráció következtében a reakció lassan halad előre, és ezen lassúságnak kétféle hozadéka van: egy kevéske vas oldatba megy Fe2+ formában, míg a változáson-átesett többi vas-atom a Fe-mátrixhoz kötve marad részlegesen hidroxid/oxid funkcionalizált állapotban. Mivel ez utóbbi kötött-vashidroxid éppúgy képes az arzenát befogására miként az oldatban-kószáló (H2O-val szolvatált) Fe3+ ion, a csapadék ezúttal rögtön a vasreszelék felületén keletkezik (és ott is marad). Mégpedig nyilvánvalóan eltérő sztöchiometriával [ld. 18.ábra], hiszen a kötött-állapotú oxidált Fe geometriai-környezete más mint a magányos Fe3+ ioné.

18.ábra:   Az arzenát rögződési-lehetőségei szilárd-fázisú aktív Fe-centrumokhoz[32]

Amihez természetesen más oldékonyságok is tartoznak. De ez még nem minden. Ugyanis a sikeresen leválasztott As(V) [arzenát, AsO43] mellett az arzénes-vizekben As(III) [arzenit, H3AsO3] jelenlétével is számolni kell, ami a teljes arzén-mentesítés sikeréhez előzetesen As(III)ÆAs(V) átalakítást kíván. Nos, ez itt segítség nélkül, „magától” megy végbe. Szerző értelmezése szerint, midőn az oldatba-került Fe2+ a vízben jelenlevő oldott oxigén-molekula hatására Fe3+ ionná oxidálódik, az így aktívabbá vált oxigén (több-lépésben) arzenáttá oxidálja az arzenitet – amely folyamatot katalizálja a vasreszelékben levő csekély mangán.

Az elrendezést Bangladesben kiegészítőkkel együtt forgalmazzák [miáltal az az arzén-mentesítésen túli tisztítási-funkciókat is képes ellátni]. A kinézetre primitív termék óránként 20–30 liter ivóvíz-minőséget képes produkálni igen-magas As-tartalmú vízből is, önjáróan, minden külső segítség (áram, nyomás) nélkül. Egyelőre 5 évnyi megszakítás-nélküli eredményes-működés demonstrált, és bárminemű regenerálás [a folyamatok kémiájából következően] szükségtelen. A képződött arzenátos-vas pedig nem-toxikus: belőle az As kioldhatóságának a mértéke ~2mg/l.

Hussam sikere után meglódultak a próbálkozások, de az eltérő és egzotikus elképzelések meg sem tudták közelíteni a módszere eredményességét. Mi viszont felvethetjük: miért nem próbálkozott Banglades kormánya a tengervíz (már rég) bevált RO sótalanításával ivóvízhez juttatni a lakosságát, ahogyan tették/teszik az Öböl-menti arab országok? Ja, Bangladesnek nincs olaja hogy finanszírozza az ehhez-szükséges beruházást. Rábízták hát magukat a fúrásokkal-jeleskedő nemzetközi-segítőkre.

2.) Az Ontario-beli Walkerton község vezetékesvíz-fogyasztó lakosságát 2000-ben érte utol a sors.[33] Mint a vizsgálatok során kiderült, magas-szintű E.Coli fertőzés került a vízhálózatba, 2000 fölötti megbetegedést okozva 7 haláleset mellett a ~5000 lélekszámú községben. A háttérben (hogy összébb-fogjam a bőlére eresztett történetet) a víz-szolgáltatást adó 3 db fúrt kút egyike áll, meg az hogy a közeli magasabb-fekvésű földeken nyers állati-trágya beművelésével dolgozó agrárvállalkozás tette a dolgát. Amibe belepisált egy jókora zuhé: Az április 22-én a nedves-földbe betárcsázott bőséges friss tehéntrágyára május 8 és 12 között 134 mm csapadék érkezett. Ez utóbbi ugyan áldás lett volna bármely Teleső-rendszert alkalmazó számára, de a mindössze 5–7 méternyi mélységből a talajvizet a hálózatba pumpáló kútnak (ami felé szaladt az erodált talajon a tehénfos-csurgalék) ez betett. Már amiatt is, mert az ilyen helyzeteken átsegítő fertőtlenítő-klórozás nem volt erőssége a rendszer két kezelőjének: se végzettségük se tudásuk nem volt ekörül (se) – viszont [bűnbánó vallomásaikból kiderült] volt sör a munkahelyi hűtőben. Minderre persze csak azután derült fény, miután beütött a krach. Végül közösségi-károkozás jogeset címén vádalkuval (mentesítve így az egyéb felelősöket) az egyik nyakába 1 év letöltendő börtönt varrtak, míg a másikuk 9 hónap háziőrizetre ítéltetett. Az ügy kezelése komolyságához tartozik, hogy a hivatalból-eljárók közt olyanok is szerepeltek mint a Zöld-gondolati-Előretörést nevébe-szublimáló hatékonyságot előrejelző Multiple Ministry of the Environment [ez az Óperencián-túli nagyzási-hóbort talán ahhoz a rangkórsághoz lenne hasonlítható, mint ha valakit ideát Ő-báró-gróf-főhercegségének kellene titulálni megszólításkor], valamint hogy az esetet felgöngyölítő per-sorozat 2004-ig tartott. Arról viszont nem szólt a fáma, hogy mindezek-után maradt-e az 5 m mélyről szivornyázó kút továbbra is szolgálatban, vagy hogy ennek szakmai irracionalitását bárki is megpengette volna – sem egyetem sem begyedem szinten.

3.) A Michigan állambeli Flint[34] városában 2011-ben előállt Önkormányzati pénzügyi-válság keretében a testület amellett határozott, hogy a vízszolgáltatás költségein fog spórolni: a Huron tóból addig kapott vezetékes-víz helyett inkább a városukat átszelő Flint folyócska vizére fognak támaszkodni. A 2014 áprilisi átállást követően azonban lakossági-panaszok kezdenek érkezni: a víz zavaros, szaga van, íze rossz. A városatyák mismásolnak, de szeptemberre koliform baktériumot mutatnak ki a vízben, így figyelmeztetésül a lakosságnak a víz előzetes felforralását javasolják. Feltehetőlen ennek következményeként intenzívebb klórozást rendelnek el – amit az igazol vissza hogy a General Motors helybeli autóüzeme lekapcsol a víz-hálózatról, mert a víz annyira korrozívvá vált hogy károsította a motoralkatrészeket. 2015 elejére az is kiderül, hogy a csapvíz ólom-tartalma magas: az oknyomozásra felkérik a terület specialistáját, Marc Edwards-t.

Marc Edwards[35] neve már ismerősen csengett a Washington D.C. vízellátását érintő magas ólom-szennyeződés felderítése kapcsán. Ott a probléma észlelése 2000 táján kezdett nyomasztóvá válni, 2010-re pedig abban tűnt nyugvópontra jutni hogy a CDC [Centers for Disease Control and Prevention: Betegségmegelőzési és Járványügyi Központok] megengedő kijelentést tett közzé arról hogy még mindig lehetnek ólom-mérgezésnek kitett rezidensek a városban, amire a megelőző-javaslatuk abban állt, hogy ivóvíz-vételezés előtt a csap 10 percen át nyitva tartandó*.

* A köztes-periódusban ugyan még csak 30 másodperc volt a kisegítő-javallat, ám Edwards vizsgálatai rámutattak hogy éppen ekkorra éri el a vezetékből kijövő víz a maximális Pb koncentrációt. A hússzoros-mennyiségű csapvíz elcsorgatása ugyan nehezen összebékíthető a vízkészletekkel való spórolás kívánalmának, viszont a racionáléja éppúgy kikezdhetetlen mint hazai-terepen Moldova parabolája: „a sorompó [10 perc helyett] 100 percen túl is zárva tartható”.

Időközben ugyan érték kellemetlenségek, mint az hogy 2004-ben az EPA [Environmental Protection Agency: Környezetvédelmi Ügynökség] felmondta a felderítési-projekt vele-kötött szerződését (s így saját zsebből fizette a munkatársait és a vizsgálatokat), valamint hogy a CDC arcátlan adat-hamisítása kapcsán nekik-szegezett kérdésére tőlük azt a választ kapta hogy „megvizsgáltuk a szerepünket a tanulmányban és nem találtunk benne etikátlanságra utaló bizonyítékot[„We have examined CDC's role in the study and have found no evidence of misconduct.”], de a stressz-helyzeteket sikerült kihevernie – igaz, kórházi ágyon.

Érdemesnek tartom röviden megszakítani utunkat hogy elmélázhassunk a vele 2016-ban készített interjú[36] egyes kijelentései felett – akkor is ha már utaltam effélékre más írásaimban, saját tapasztalataimból szűrve le hasonlókat:

i) the systems built to support scientists do not reward moral courage and that the university pipeline contains toxins of its own — which, if ignored, will corrode public faith in science.

a tudósok számára létrehozott rendszerek nem jutalmazzák az erkölcsi bátorságot, valamint az egyetem kanális-hálózata sajátos méreganyagokat keringet – amelyek figyelmen kívül hagyása rombolja a tudományba vetett hitet, annak publikus megítélését.

ii) We’re all on this hedonistic treadmill — pursuing funding, pursuing fame, pursuing h-index — and the idea of science as a public good is being lost.

Mindannyian [(a kutatást életcéllá tevő) választásunk okán akaratlanul is] ezen a hedonista futószalagon vagyunk – hajszolva a finanszírozást, hírnevet, hivatkozási-indexet – és eközben a közjót előmozdítani hivatott tudomány mint cél a semmibe enyészik.

iii) Science should be about pursuing the truth and helping people. If you’re doing it for any other reason, you really ought to question your motives.

A tudománynak az igazság kereséséről és [ezzel kapcsolatosan] az emberek megsegítéséről kell szólnia. Akinek más-egyéb lebeg a szeme előtt, annak tisztáznia illenék a szándékát.

iv) We are not skeptical enough about each other’s results. What’s the upside in that? You’re going to make enemies. People might start questioning your results. And that’s going to start slowing down our publication assembly line. Everyone’s invested in just cranking out more crap papers.

Nem vagyunk elég szkeptikusak a már megszületett eredményeket illetően. Mi lehet a bukfenc ebben? Ha feltárod, ellenségeket fogsz szerezni. Amint az emberek elkezdik megkérdőjelezni az eredményeket az lassítani fogja a publikációs-ipar futószalagját. Márpedig ma mindenki abba fektet és azon munkál, hogy a kurblizása egyre több vacak cikket termeljen.

Témánkhoz szorosabban tartozik Edwards azon kijelentése amely óvatosságra inti az Újvilágban próba-szerűen megvalósuló Rainwater Harvesting törekvést*.

* Rainwater Harvesting=Esővíz-gyűjtés.

A módszert kezdeményező mozgalmárok szemléletbeli-korlátai miatt azonban ez távol áll a Vízgazdai-koncepciótól. Ők a gyűjtött esővizet WC‑öblítésre, takarításra és hasonlókra használják – az iváshoz továbbra is a csapvízre bízzák az életüket.

Rámutat, hogy annak használatakor pangásra van ítélve a vezetékes-vízhálózat csöveiben levő víz, miáltal mind az eseti kioldódási-problémák mind az esetleges baktérium-elszaporodás súlyosbodhat. Ennek a kijelentésnek persze csak a hibrid-vízhasználat eseteiben van értelme; amikor az adott fogyasztási-helyen mindkét-féle vízhasználattal élni kívánnak. Edwards ilyen miliőben nem jutott el odáig hogy felismerje a tiszta Teleső-rendszer előnyeit ebben a tekintetben is: Hosszas cső-hálózat ugyanis abban nem lévén, a rövid vezetékben pangással nem kell számolni. Milyen kár, hogy Országh József életműve máig nem került még angol-nyelven kiadásra…

A lefolytatott-vizsgálat a probléma eredetét a Flint folyó eredendően-magas klorid-tartalmában jelölte meg. Rámutatva, hogy az már önmagában is annyira korrozív, hogy a vízvezeték-hálózat részét képező régebbi ólomcsövekből meglehetős-mennyiségű ólmot visz az oldatba. (A háztartások érintettsége így aszerint variál hogy kihez melyik al-hálózaton érkezik a víz.)

Ami azért figyelmeztető: egy rutin elővizsgálattal az egész herce-hurca elkerülhető lett volna. Persze, akkor a sötétben maradtak volna a későbbi megállapítások.

Említést érdemelhet még, hogy a terminus alatt fellépni látszott a Legionella-baktériumos fertőzés is, aminek azonban sem kiváltó-oka sem a háttere nem kapott tisztázást. Ami az utóvizsgálatok[37] során bizonyosságot nyert, az a nagyfokú hanyagság volt a városi-tisztítómű üzemmenetében (amit ripsz-ropsz fogtak hadra, hosszú szünetelés után) – beleértve a reagensek adagolását és a monitorozó-elemzéseket. Ehhez veendő hozzá még, hogy a Flint folyó nem csak Cl ionokkal volt erősebben terhelt, de a benne-levő szervesanyag összmennyisége is magasabb volt a szokásosnál: TOC»10mg/l. Laza üzemvitel mellett a tisztítás biztonsága ekkor csak álom.

Innen inkább arra hívnám fel a figyelmet, hogy feszes üzemvitel mellett is mi-mindennel jár egy hasonló tisztító-telep működése: a Flint-i telep vázlatos-szekvenciáját a 19.ábra szemlélteti. Ha csak a procedúrák egymásutánjának a számát és az egyes-lépésekben adagolt vegyszer-féleségeket vesszük számba, máris képet kapunk afelől hogy ezek [megengedett-szintű] maradékaiból mi kerül az ivóvízzel a gyomorba.

19.ábra:   A Flint-i víztisztító-mű vázlata [kép forrása: ref.37]

Emiatt 2015 októberében a város visszakapcsolni kényszerül a megelőző, Huron tó-i szolgáltatóhoz. Edwards-t pedig felkérik a váltás monitorozására. A monitorozással párhuzamosan felmerül a földalatti vezeték-hálózatban az elhantolt ólomcsövek cseréjének a szükségessége. Térkép azonban erről (már?) nincs, az 1901–1920 között a könnyebb-megmunkálhatóság miatt ólom-vezetékekből készült hálózat ismereteiért egy nyugdíjas-szakit kérnek fel hogy kurkásszon az emlékezetében. Amit 2016 őszére felvált egy „machine learning model” amely ~80%-os hatékonysággal leli meg a régi ólomcsöveket. Közben a városba látogató Barack Obama is kortyint bíztatásképp Flint város vizéből egy TV-show keretén belül, majd Elon Musk is megajándékozza a helyi iskolákat 478 ezer $ értékben UV-szűrőkkel [hogy az vajon mit képes csinálni a Pb atomokkal, afölött hadd ne poénkodjak e jótét-lélek rovására]. Miközben perek zajlanak jobbra-balra, s a politikai-leszámolások mellékszálain Edwards helyi megbecsülése is megjárja a poklokat.

Edwards eredményeiként azonban felvetődik hogy államok-közi szinten is szükség lenne a jelenség vizsgálatára, hiszen mintegy 3000 olyan lokáció ismeretes az USA-ban ahol a Pb helyzet legalább kétszer súlyosabb mint Flint-ben találtatott. A felhívás lényegi elemét képezi hogy a hosszútávú ólom-fogyasztás jelentékeny-mértékben csökkenti az IQ-t. Ami ekként sok-mindent tisztáz a mai Amerika szellemi-potenciálja körül: az egykor világ-élvonalbeli fejlesztések az ivóvíz-hálózat körül szépen megágyaztak az eljövendő degenerációnak…

Zárójelben: egy a jövőnket beárnyékoló neuralgikus „megágyazás” lett volna elkerülhető,
ha 2000-től idehaza nem a Vidék erőltetett végigcsatornázása zajlott volna,
hanem
(legalább kísérleti-szinten) a Vízgazdai-átállás.

Aki még további adalékokat szeretne annak mérlegeléséhez hogy átálljon-e az esővízre vagy maradjon a vezetékes-víznél, az fakultatíve olvasgathatja a ref.26 alatt sorolt többi esetet. Vagy előveszi a 2017-ben már közreadott írást[38], amelynek záró-tételeként ott fényeskedik a Milwaukee-i víz-szolgáltatás esete, ahol az elementáris balfékség a plebsből 400 ezer egyedet sújtott, míg a történet körül páváskodónak az 1993-as év legrangosabb környezetvédelmi kitüntetését hozta. A degeneratív jelenségre – ha jól emlékszem – bátorkodtam javasolni a Stockholm-szindróma megjelölést…

Dég,           2024. december 24.    Fuggerth Endre

Vissza a Tartalomra…


[1] online: Eautarcie (http://www.eautarcie.org/hu/index.html),
könyv-alakban:
Országh József: A Víz és Gazdája (2019, Ekvilibrium) ISBN 978-963-88213-7-9

[7]Mycoplasma genitalium… is thought to be the smallest known organism capable of independent growth and reproduction. With a size of approximately 200 to 300 nm…” (https://en.wikipedia.org/wiki/Smallest_organisms )

[8]The viral particle is about 30 nm in diameter with icosahedral symmetry” (https://en.wikipedia.org/wiki/Poliovirus )

[9] Sunil J. Wimalawansa:  Purification of Contaminated Water with Reverse Osmosis: Effective Solution of Providing Clean Water for Human Needs in Developing Countries International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Volume 3, Issue 12, December 2013 75-89pp

[10]Reverse osmosis can remove microorganisms. However, it is not recommended for that use (i.e., only coliform-free water should be fed to the system) because membrane deterioration can occur due to the bacteria, and contamination may occur through pinhole leaks.” (https://extensionpubs.unl.edu/publication/g1490/na/html/view )

[13] https://en.wikipedia.org/wiki/Semipermeable_membrane

Ugyanitt információ lelhető fel az RO hártyák regenerálására is.

[14] Amihez remek forrás: Richard W. Baker: MEMBRANE TECHNOLOGY AND APPLICATIONS
(Wiley 2004, ISBN 0-470-85445-6)
(letölthető:
http://aulanni.lecture.ub.ac.id/files/2012/01/MembraneTechnologyApplication1.pdf )
Magam is ebből merítettem számos illusztrációt.

[15] Baker, R. W., & Strathmann, H. (1970). Ultrafiltration of macromolecular solutions with high-flux membranes. Journal of Applied Polymer Science, 14(5), 1197–1214pp. doi:10.1002/app.1970.070140508

[17] Fejérvíz vizsgálati-jegyzőkönyv, mintaszám: 2018/06068 (akkreditált; Varga Gábor)

[18] https://www.fejerviz.hu/dijak-vizminoseg/  oldalról település-név választással.

[21] Ld. ref.14 295-296pp

[23] Interface Science in Drinking Water Treatment - Theory and Application, G. Newcombe and D. Dixon (editors) 2006 Elsevier Ltd. Chapter 8. Newcombe, G. (2006). Removal of natural organic material and algal metabolites using activated carbon. 133–153pp doi:10.1016/s1573-4285(06)80077-3

[26] Innen történt a válogatás: https://en.wikipedia.org/wiki/Drinking_water , Examples of poor drinking water quality incidents

[29] Az erről számot-adó beszámoló a New Scientist folyóiratban (sajnos csak előfizetés ellenében: https://www.newscientist.com/article/mg19025450-600-drinking-at-the-wests-toxic-well/ ) olvasható el.

[30] Abul Hussam, Virginiában dolgozó kutató-vegyész (https://en.wikipedia.org/wiki/Abul_Hussam )

[31] Hussam, A., & Munir, A. K. M. (2007). A simple and effective arsenic filter based on composite iron matrix: Development and deployment studies for groundwater of Bangladesh. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 42(12), 1869–1878pp. doi:10.1080/10934520701567122
(Összefoglaló:
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/10934520701567122 )

[32] Waychunas, G. ., Rea, B. ., Fuller, C. ., & Davis, J. . (1993). Surface chemistry of ferrihydrite: Part 1. EXAFS studies of the geometry of coprecipitated and adsorbed arsenate.
Geochimica et Cosmochimica Acta, 57(10), 2251–2269pp. doi:10.1016/0016-7037(93)90567-g

[37] Konkrétabb részletekkel szolgál: Masten, S. J., Davies, S. H., & McElmurry, S. P. (2016). Flint Water Crisis: What Happened and Why? Journal - American Water Works Association, 108, 22–34pp. doi:10.5942/jawwa.2016.108.0195 (teljes cikk: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5353852/ )

A tanulmány a Flint folyó klorid-tartalmán túl magas-értékeket jelöl meg szerves-komponensek tekintetében is (amik a folyóba a környék ipari-vállalkozásaiból kerülnek bele).

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése