W ostatnich latach odwrócona osmoza stała się jednym z najpopularniejszych sposobów uzdatniania wody pitnej.
Trudno się temu dziwić. Technologia RO może bardzo skutecznie ograniczać obecność wielu substancji rozpuszczonych w wodzie. W czasach rosnącej świadomości dotyczącej jakości wody możliwość jej bardzo dokładnego oczyszczenia wydaje się rozwiązaniem idealnym.
Ale czy najbardziej oczyszczona woda zawsze oznacza wodę najlepszą do codziennego picia?
To pytanie staje się szczególnie ważne, gdy spojrzymy nie tylko na to, co proces odwróconej osmozy usuwa z wody, ale również na to, co pozostaje w niej po zakończeniu procesu uzdatniania.
Membrana RO nie zatrzymuje wyłącznie substancji niepożądanych. Proces znacząco obniża również zawartość naturalnie występujących w wodzie składników mineralnych.
Właśnie dlatego warto zadać pytanie:
Czy woda bardzo niskozmineralizowana jest optymalnym wyborem do codziennego spożywania przez wiele lat?
A jeżeli po głębokiej demineralizacji stosuje się mineralizator, pojawia się kolejne pytanie:
Czy dodanie wybranych minerałów po procesie ich wcześniejszego usunięcia jest tym samym co zachowanie naturalnego profilu mineralnego wody?
To nie są pytania wymyślone na potrzeby marketingu jednej czy drugiej technologii. Znaczenie składników mineralnych w wodzie oraz potencjalne konsekwencje długotrwałego spożywania wody o zmienionym składzie mineralnym były przedmiotem analiz naukowych.
Raport World Health Organization Nutrients in Drinking-water dotyczy między innymi znaczenia składników mineralnych w wodzie oraz zagadnień związanych z wodą, której skład został zmieniony poprzez procesy usuwania lub dodawania minerałów.
Minerały w wodzie – dlaczego ich obecność ma znaczenie?
Naturalna woda nie jest chemicznie czystym H₂O.
W zależności od swojego pochodzenia i warstw geologicznych, przez które przepływa, może zawierać między innymi wapń, magnez, sód, potas, wodorowęglany, siarczany, chlorki oraz różne pierwiastki występujące w mniejszych ilościach.
Skład mineralny różnych wód może być bardzo odmienny. Dlatego nie każda woda dostarcza takich samych ilości poszczególnych składników.
W wodzie składniki mineralne występują w postaci rozpuszczonych jonów. Oznacza to, że nie muszą być wcześniej uwalniane ze złożonej struktury pokarmu, zanim znajdą się w środowisku przewodu pokarmowego jako rozpuszczone składniki dostępne do procesów wchłaniania.
Badania nad wapniem i magnezem obecnymi w wodzie są istotne właśnie dlatego, że woda może stanowić realne źródło tych pierwiastków. W zależności od składu konkretnej wody i całkowitego sposobu żywienia jej udział w podaży minerałów może mieć znaczenie. Przegląd amerykańskiej National Research Council link do badania wskazywał między innymi, że woda pitna może dostarczać istotnych żywieniowo ilości magnezu u osób z marginalnie niedostateczną jego podażą, szczególnie tam, gdzie stężenie magnezu w wodzie jest wysokie.
Dlatego skład mineralny wody nie powinien być traktowany wyłącznie jako kwestia smaku, kamienia w czajniku czy twardości.
To element rzeczywistego składu chemicznego wody i jeden z czynników, które warto brać pod uwagę, wybierając wodę do codziennego spożywania.
Co mówią badania dotyczące dzieci?
Jednym z badań przywoływanych w dyskusji o wodzie niskozmineralizowanej jest publikacja dotycząca dzieci w wieku szkolnym.
Badacze analizowali zależność pomiędzy spożywaniem wody o niskiej zawartości minerałów a wybranymi parametrami wzrostu i zdrowia zębów.
W badanej populacji autorzy zaobserwowali związek pomiędzy spożywaniem wody niskozmineralizowanej a gorszymi wynikami dotyczącymi wzrostu oraz częstszym występowaniem próchnicy. Link do badania
Publikacja stawia jednak ważne pytanie:
Czy długotrwałe ograniczenie zawartości minerałów w wodzie można uznać za całkowicie obojętne dla organizmu?
Woda niskozmineralizowana a kości i zęby.
W 2023 roku opublikowano przegląd zatytułowany „The Role of Low Mineral Water Consumption in Reducing the Mineral Density of Bones and Teeth”. Link
Autorzy przeanalizowali publikacje dotyczące możliwych zależności pomiędzy spożywaniem wody o niskiej zawartości minerałów a mineralizacją kości i zębów.
Przegląd omawia potencjalne mechanizmy i dostępne wyniki badań dotyczących tego zagadnienia.
Temat wymaga dalszych badań, ale pokazuje coś bardzo ważnego:
Nie można oceniać jakości wody wyłącznie przez pryzmat liczby usuniętych z niej substancji. Równie ważne jest pytanie o jej końcowy skład.
Odwrócona osmoza – skuteczne oczyszczanie, ale co z minerałami?
Odwrócona osmoza ma niezaprzeczalną zaletę: jest skuteczną technologią separacji.
Dyskusja zaczyna się wtedy, gdy wodę przeznaczoną do codziennego spożywania oceniamy wyłącznie według zasady:
Im mniej czegokolwiek pozostanie w wodzie, tym lepiej.
Naturalna woda nie jest czystym laboratoryjnym H₂O. Jej skład jest wynikiem kontaktu ze środowiskiem i warstwami geologicznymi, przez które przepływa.
Proces RO znacząco ten skład zmienia.
Dlatego w wielu systemach stosuje się późniejszą remineralizację.
Trzeba jednak zaznaczyć, że systemy RO różnią się między sobą, a skład końcowej wody zależy między innymi od wody wejściowej, zastosowanej membrany, konfiguracji urządzenia oraz sposobu remineralizacji.
Nie każda woda po RO ma więc identyczny skład.
I właśnie dlatego zamiast oceniać wodę wyłącznie na podstawie nazwy technologii, warto sprawdzić jej rzeczywisty skład po zakończeniu całego procesu uzdatniania.
Czy remineralizacja odtwarza naturalny profil mineralny wody?
Proces remineralizacji może zwiększać zawartość określonych składników mineralnych w wodzie.
Nie oznacza to jednak automatycznie odtworzenia dokładnie takiego samego profilu jonowego, jaki miała konkretna woda przed procesem demineralizacji.
Końcowy efekt zależy od konstrukcji systemu, zastosowanego medium mineralizującego, czasu kontaktu, przepływu wody i innych parametrów technicznych.
Dlatego zamiast pytać wyłącznie:
„Czy system ma mineralizator?”
warto zapytać:
„Jaki jest rzeczywisty skład wody po przejściu przez membranę i mineralizator?”
To znacznie bardziej konkretne pytanie.
Co mówi literatura o wodzie demineralizowanej?
Raport WHO Nutrients in Drinking-water powstał między innymi w kontekście pytań o długotrwałe spożywanie wody, której skład mineralny został zmieniony przez procesy usuwania lub dodawania minerałów.
Publikacja „Demineralization of Drinking Water: Is It Prudent?” omawia problem długotrwałego spożywania wody demineralizowanej oraz biologiczne znaczenie minerałów obecnych w wodzie pitnej.
Sam fakt prowadzenia takich analiz pokazuje, że:
Skład mineralny wody jest rzeczywistym zagadnieniem naukowym, a nie jedynie argumentem marketingowym.
Pomijany aspekt RO: co dzieje się wewnątrz systemu?
W reklamach odwróconej osmozy uwaga jest zwykle skupiona na skuteczności usuwania zanieczyszczeń.
Znacznie rzadziej mówi się o tym, że na jakość końcowej wody może wpływać również stan techniczny i higieniczny całego systemu.
Instalacja RO to nie tylko membrana.
W zależności od konstrukcji system może zawierać filtry wstępne, membranę, obudowy, przewody, złączki, zbiornik magazynujący, filtr końcowy oraz inne elementy pozostające przez długi czas w kontakcie z wodą.
Woda i stale wilgotne powierzchnie tworzą środowisko, w którym — przy odpowiednich warunkach i niewłaściwej eksploatacji — może dochodzić do rozwoju mikroorganizmów i tworzenia biofilmu.
Biofilm i biofouling membran RO
Zjawisko kolonizacji mikrobiologicznej powierzchni membran jest dobrze opisane w literaturze jako biofouling.
Mikroorganizmy mogą osadzać się na powierzchni membran i elementów dystansowych, namnażać się i tworzyć biofilm. W literaturze dotyczącej technologii RO link biofouling jest uznawany za istotne wyzwanie eksploatacyjne, a przeglądy naukowe opisują jego mechanizmy, skutki oraz metody kontroli, w tym przygotowanie wody, monitoring i czyszczenie chemiczne. Link
Trzeba tutaj podkreślić ważne rozróżnienie:
wysoka zdolność membrany do zatrzymywania określonych mikroorganizmów nie oznacza automatycznie sterylności całego urządzenia przez cały okres jego użytkowania.
Biofilm nie jest po prostu warstwą luźnych bakterii, którą można łatwo wypłukać wodą. Jest strukturą mikroorganizmów osadzonych na powierzchni i związanych z wytwarzaną przez nie macierzą pozakomórkową. Literatura dotycząca RO opisuje tworzenie biofilmu jako wieloetapowy proces wpływający również na funkcjonowanie membran. Link, Link
Oznacza natomiast, że temat biofilmu, higieny i rzeczywistego stanu całego systemu nie powinien być pomijany przy ocenie jakości wody końcowej.
Czy membrana może sama uwalniać związki do wody?
To nowszy i bardzo interesujący kierunek badań.
W 2024 roku opublikowano badanie, w którym naukowcy przeanalizowali pięć komercyjnych membran RO pod kątem obecności PFAS i potencjalnego wymywania tych związków.
W badanych materiałach wykryto związki z grupy PFAS oraz zaobserwowano ich potencjał wymywania w warunkach eksperymentalnych. Link
Nie można na podstawie jednego badania powiedzieć, że każda membrana RO zanieczyszcza wodę PFAS.
Można natomiast powiedzieć, że wyniki otwierają ważny obszar badań nad materiałami, z których wykonane są elementy systemów uzdatniania wody, oraz nad substancjami potencjalnie uwalnianymi z tych materiałów podczas kontaktu z wodą.
To prowadzi do szerszego pytania:
Czy oceniając urządzenie do uzdatniania wody, wystarczy analizować tylko to, co urządzenie usuwa, czy powinniśmy również badać cały system i materiały pozostające w długotrwałym kontakcie z wodą?
Czy istnieje inne podejście do uzdatniania wody?
Nie każda technologia uzdatniania wody opiera się na głębokiej demineralizacji.
Jednym z innych podejść jest połączenie filtracji i elektrolizy.
W takim systemie woda jest najpierw filtrowana, a następnie poddawana procesowi elektrolizy.
Celem nie jest wcześniejsze usunięcie praktycznie wszystkich rozpuszczonych składników mineralnych.
Obecność rozpuszczonych jonów ma znaczenie dla przewodnictwa elektrycznego wody i przebiegu elektrolizy.
Najpierw filtracja, później elektroliza
Jonizatora nie należy przedstawiać jako urządzenia, które po prostu „podnosi pH kranówki”.
Pierwszym etapem jest filtracja.
Zakres redukcji konkretnych substancji zależy od konkretnego urządzenia, zastosowanego filtra, jakości wody wejściowej i warunków użytkowania.
Po etapie filtracji woda trafia do komory elektrolizy.
Na czym polega jonizacja wody?
Podczas elektrolizy zachodzą reakcje elektrochemiczne prowadzące do powstawania dwóch strumieni wody o odmiennych właściwościach fizykochemicznych.
Przy katodzie zachodzą reakcje prowadzące między innymi do powstawania wodoru molekularnego H₂.
To zasadnicza różnica pomiędzy technologiami.
Odwrócona osmoza jest przede wszystkim procesem membranowej separacji.
Jonizacja wykorzystuje wcześniej przefiltrowaną wodę zawierającą rozpuszczone jony i poddaje ją elektrolizie.
Nie są to więc dwie wersje tego samego procesu, lecz dwa odmienne podejścia technologiczne.
pH to nie wszystko
W rozmowach o wodzie jonizowanej bardzo często cała uwaga skupia się na pH.
Sama wartość pH nie opisuje jednak pełnej charakterystyki wody.
W zależności od celu analizy można brać pod uwagę między innymi:
- pH
- stężenie rozpuszczonego wodoru H₂
- ORP, czyli potencjał oksydacyjno-redukcyjny
- przewodność elektryczną
- całkowitą zawartość substancji rozpuszczonych
- skład jonowy
- stabilność parametrów w czasie.
Dlatego porównywanie dwóch wód wyłącznie na podstawie jednego odczytu pH może prowadzić do nadmiernych uproszczeń.
Test z CO₂ – co naprawdę pokazuje?
Podczas prezentacji różnych rodzajów wody często wykonuje się doświadczenie z wydychanym powietrzem.
Przez słomkę do próbki wprowadza się wydychane powietrze zawierające CO₂.
Dwutlenek węgla rozpuszczony w wodzie wpływa na równowagę kwasowo-zasadową i może powodować zmianę pH.
Różne próbki mogą reagować na taki test inaczej, między innymi ze względu na różnice w ich składzie i zdolności buforowania.
Jest to demonstracja właściwości fizykochemicznych próbki wody, a nie badanie medyczne i nie dowód działania wody na organizm człowieka.
ORP – czym jest potencjał oksydacyjno-redukcyjny?
Kolejnym parametrem używanym do porównywania próbek wody jest ORP, czyli potencjał oksydacyjno-redukcyjny.
Elektroliza może prowadzić do uzyskania wody o ujemnym ORP.
Sam pomiar ORP nie powinien jednak zastępować bezpośredniego pomiaru stężenia wodoru molekularnego ani być przedstawiany jako samodzielny dowód korzyści zdrowotnej.
Dlatego w badaniach nad wodą wodorową szczególną uwagę zwraca się na wodór molekularny H₂.
Wodór molekularny – rozwijający się kierunek badań.
Wodór molekularny jest przedmiotem badań laboratoryjnych, badań na modelach zwierzęcych oraz badań z udziałem ludzi.
Wyniki części badań są interesujące, ale powinny być interpretowane w odniesieniu do konkretnej populacji, dawki, czasu obserwacji i projektu badania.
Jednym z badań dotyczących wody bogatej w wodór było 24-tygodniowe, randomizowane, podwójnie zaślepione badanie kontrolowane placebo u osób z zespołem metabolicznym.
Badania nad H₂ rozwijają się, ale istnienie literatury naukowej nie oznacza, że wodzie wodorowej można przypisywać właściwości leczenia chorób.
Dwa różne podejścia do wody
Po przeanalizowaniu obu technologii widać, że reprezentują one odmienne filozofie uzdatniania.
Odwrócona osmoza koncentruje się na głębokiej separacji wielu substancji rozpuszczonych w wodzie. W zależności od systemu może być następnie stosowana remineralizacja.
Filtracja połączona z jonizacją ma inne założenie: najpierw ograniczyć określone substancje niepożądane zgodnie z możliwościami konkretnego systemu filtracyjnego, zachować rozpuszczone składniki mineralne, a następnie poddać wodę elektrolizie.
Dlatego przed wyborem rozwiązania warto zadać sobie więcej niż jedno pytanie.
Nie tylko: jak wiele substancji urządzenie usuwa?
Ale również:
Co pozostaje w wodzie po procesie uzdatniania?
Jaki jest jej rzeczywisty skład mineralny?
Jakie materiały mają długotrwały kontakt z wodą?
Jakie parametry ma woda, którą będę pić każdego dnia przez kolejne lata?
Zobacz różnicę na własne oczy
Nie zachęcam do bezkrytycznej wiary w reklamy, obietnice producentów ani pojedyncze wpisy internetowe. Zachęcam do sprawdzania, porównywania technologii, analizowania badań i mierzenia rzeczywistych parametrów wody.
I przede wszystkim — warto zadawać pytania nie tylko o to, co zostało z wody usunięte, ale również o to, jaka woda ostatecznie trafia do naszej szklanki.
Bo pytanie nie brzmi wyłącznie: „Jak czysta jest moja woda?”
Równie ważne pytanie brzmi: „Jaki jest rzeczywisty skład i jakość wody, którą piję każdego dnia?”