От ямки до цеолита: как очищали воду в древности

Сифоны, цеолит, бактерицидные семена – чего только не использовали люди в прошлом, чтобы получить чистую питьевую воду! Как выясняется, наши предки были весьма изобретательны в этом плане, а некоторыми из их находок мы пользуемся по сей день.

Люди довольно быстро поняли, что без воды им никуда – поэтому вполне можно говорить, что человеческая цивилизация сформировалась вокруг источников воды. Большинство древнейших городов выросло рядом с реками или озерами. Правда, качество воды долгое время оценивалось исключительно «на глазок» (и на вкус): считалось, что раз вода прозрачна и не имеет неприятного привкуса, она достаточно хороша для питья. С болезнями качество воды никто не связывал.

Поэтому первые методы водоподготовки были направлены ​​на улучшение эстетических качеств питьевой воды. Считается, что самым древним способом получить относительно чистую воду является рытье ямки рядом с водоемом или рекой – в углублении скапливается очищенная от взвеси вода. Описания других методов очистки встречаются в индийских и древнегреческих источниках. Уже около 6000 лет назад на санскрите составлялись инструкции, дошедшие до наших дней: «Нечистая вода должна быть очищается кипячением на огне, нагреванием на солнце или погружением в него раскаленного железа. Затем нужно дать остыть, также можно очистить воду путем пропускания через песок и крупный гравий». А в 2000 году до н. э. жители Индии фильтровали воду через древесный уголь и хранили ее в медных сосудах.

Весьма далеко в очистке воды продвинулись древние египтяне, основным источником воды для которых был Нил с его крайне мутными водами. Росписи на египетских гробницах 1500 г. до н. э. изображают мужчин, фильтрующих воду с помощью фитильных сифонов: вода перетекает из сосуда в сосуд по длинному куску полотна или веревки за счет капиллярного эффекта. Загрязняющие частицы при этом остаются в первом сосуде или оседают на «фильтре».

Еще больше впечатляет применение египтянами коагулянтов – веществ, связывающего взвешенные в воде частицы в более крупные хлопья, которые затем оседают на дне сосуда или водохранилища. В Древнем Египте использовали калиевые, натриевые и хромовые квасцы, а также квасцы аммония – с их помощью освобождают влагу от взвеси и на современных водоочистных сооружениях!

Большой интерес ученых также вызывает практиковавшийся египтянами способ очистки воды при помощи семян моринги масличной (Morínga oleiféra). Это быстрорастущее засухоустойчивое дерево хорошо растет везде, где нет заморозков и много солнца, и почти каждая его часть съедобна. В Древнем Египте измельченные семена моринги использовались для очистки мутной воды – в этой роли они почти так же эффективны, как химические коагулянты. Белок моринги по своей природе положительно заряжен, поэтому он обладает способность притягивать взвесь в воде, которая, как правило, заряжена отрицательно. Запускается процесс флокуляции, в ходе которого мелкие частицы слипаются в тяжелые хлопья, опускающиеся на дно сосуда или резервуара.

Лишь недавно исследователи обнаружили, что семена чудо-дерева очищают воду еще и от болезнетворных микроорганизмов. Белок в моринге содержит небольшую пептидную последовательность, которая действует как молекулярный нож, проходящий через стенку бактериальной клетки и убивающий ее. Пока доказано действие моринги как минимум для бактерий кишечной палочки. Эксперты считают, что Morínga oleiféra сегодня может стать настоящим спасением для развивающихся стран, заменив химические дезинфектанты в удаленных от цивилизации районах.

Еще одним откровением для ученых стал недавно открытый метод очистки воды, который практиковали древние майя. При изучении древнего города Тикаль, население которого достигало 45 тысяч человек в период расцвета (около 700 г. н. э.), археологи исследовали также его систему водоснабжения. Для хранения воды, которой пользовались во время засушливых сезонов, майя использовали ряд искусственных водохранилищ. Ученые извлекли отложения из них и были удивлены, обнаружив, что один из крупнейших резервуаров, Корриенталь, имеет значительно меньшее загрязнение тяжелыми металлами и выделяющими токсины водорослями, чем другие. Ученые предположили, что каким-то образом майя фильтровали воду Корриенталя.

Первым намеком на древний фильтр стало открытие кристаллов кварца на дне водоема. Ученые обнаружили четыре отдельных слоя в несколько сантиметров каждый, состоящих из коричневатых кристаллов миллиметрового размера. Такие песчинки кварцевого песка вполне можно использовать для фильтрации воды, однако они не улавливают всех вредных микробов. Однако при более тщательном изучении выяснилось, что каждая песчинка усеяна еще более мелкими кристаллами цеолита. Это вулканический минерал с очень высокими адсорбирующими свойствами – фактически, природный аналог активированного угля! Сегодня цеолит можно встретить даже на космических станциях: его используют в фильтрах, очищающих воздух от углекислого газа.

Об адсорбционных свойствах цеолита майя вряд ли знали, однако они могли заметить его очищающие качества. Например, благодаря источнику, протекающему в богатых цеолитом и кварцем горных породах в 30 км от города. Вода в нем прозрачна и приятна на вкус. Исследователи предполагают, что майя догадались добывать цеолитовую породу и делать из нее фильтры для своих водохранилищ. Например, слой цеолитовой крошки могли удерживать плетеными матами из тростника в русле потока, впадающего в Корриенталь. Такое сооружение время от времени смывало в резервуар во время штормов и наводнений, что объясняет слои песка, обнаруженные на дне водоема.

Увы, в Средние века, несмотря на рост городов, как власть, так и население пренебрегали накопившимся опытом в вопросах подготовки питьевой воды. Люди просто использовали доступную им воду из водоемов поблизости, зачастую сливая туда же сточные воды и отходы – это порождало порочный круг, из-за которого процветали болезни, передающиеся водным путем. Только в 1804 году в шотландском городе Пейсли специально подготовленная вода стала доступна населению благодаря инициативе владельца местного белильного цеха. Он установил у себя экспериментальный песочный фильтр и продавал землякам излишки очищенной H2O. В 1829 году в Лондоне появилась первая станция по фильтрации воды для населения на основе медленных песочных фильтров: вода проходила сквозь толщу песка сверху вниз. К непрерывному хлорированию воды для обеззараживания ее от микробов человечество пришло только в начале прошлого века. Пионерами в этом деле стали американцы: в 1908 обеззараживание растворами хлорида кальция стартовало на водохранилище Бунтон, снабжавшем Джерси-Сити.

К хлору у медиков сегодня есть вопросы. Он редко встречается в концентрациях, опасных для человека, однако соединения хлора с органическими веществами (хлорорганические соединения) опасны для здоровья, причем некоторые из них относят к потенциальным канцерогенам. К счастью, достижения в сфере очистки воды позволили создать бытовые фильтры, эффективно доочищающие водопроводную воду, в том числе от хлорорганических соединений.

Вода из крана, прошедшая через фильтр с активированным углем, гарантированно лишена хлора и хлорорганических соединений, а также пестицидов и гербицидов, которые могут попасть в воду из почвы. Этот мощный адсорбент способен даже удерживать радионуклиды в случае радиационного заражения. При этом в отличие от дистиллированной или полученной методом обратного осмоса воды влага из угольного фильтра будет содержать природный состав минеральных солей.

Помимо активированного угля, в современных проточных фильтрах могут применяться и другие материалы и механизмы очистки. Например, в популярной системе подготовки воды , вода очищается в 4 этапа: помимо активированного угля в процессе участвует ионообменная смола, задерживающая металлы и снижающая жесткость воды, и две мембраны – грубой и тонкой очистки. При своевременном замене картриджей с фильтрующими элементами у вас будет питьевая вода, в стабильности качества которой можно не сомневаться. Пожалуй, еще никогда в истории у человека не было доступа к такому дешевому и безопасному источнику влаги, в которой мы сегодня нуждаемся не меньше, чем десятки тысяч лет назад.

Протестируйте Vi-Tap у себя в офисе

Мы бесплатно привезем, установим и научим пользоваться.
В течение 2-х недель вы сможете оценить преимущества системы и объективно принять решение о дальнейшей аренде или покупке.

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности.