История фильтров для воды

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

История фильтров для воды — исторические сведения о фильтрах для воды.

Историю фильтров для воды можно проследить до самых ранних цивилизаций с письменностью[1]. На протяжении всей истории человечества фильтры для воды использовались для повышения безопасности и улучшения эстетических характеристик воды, предназначенной для питья или мытья[2]. В наше время они также широко используются в промышленности и торговле. История фильтрации воды тесно связана с более широкой историей улучшения здоровья населения[3][4].

Античность[править]

Древняя Индия и Египет[править]

В древних санскритских и египетских трудах описываются методы, которые использовались для поддержания чистоты воды для питья. В «Сушрута-самхите» (III или IV век н. э.) указаны различные методы, в том числе кипячение и нагревание на солнце. В тексте также рекомендуется фильтровать воду через песок и крупный гравий[2]. Изображения в египетских гробницах, датируемые XV—XIII веками до н. э., показывают использование различных устройств для очистки воды[5].

Греция[править]

Настенная роспись с изображением Галена и Гиппократа, XII век. Последний сконструировал простейший фильтр для воды.

Гиппократ проводил собственные эксперименты по очистке воды[2]. Его теория о четырёх гуморах организма привела его к мысли, что для поддержания здоровья необходимо поддерживать баланс четырёх гуморов. Он рекомендовал больным лихорадкой погружаться в ванну с прохладной водой, что помогало восстановить температуру и гармонию четырёх гуморов. Гиппократ считал, что вода должна быть чистой и непорочной.

Лучшей водой была дождевая, но её нужно было кипятить и процеживать перед употреблением, чтобы избавиться от «дурного запаха» и избежать охриплости голоса[6][7]. Он сконструировал грубый водяной фильтр, чтобы «очищать» воду, которую он использовал для своих пациентов. Позже известный как «рукав Гиппократа», этот фильтр представлял собой матерчатый мешок, через который можно было выливать воду после кипячения[2][6].

Для маскировки плохой воды использовались различные методы: Диофан Никейский в I веке до н. э. советовал добавлять в дождевую воду мацерат лавра, Паксамус предлагал погружать в воду с плохим вкусом толчёный коралл или толчёный ячмень в мешочке, а арабский алхимик VIII века Джабир ибн Афлах описывал различные сифоны для очистки воды, в которых использовались фитильные сифоны — для переливания воды из одного сосуда в другой[5].

Мезоамерика[править]

Классические майя в Паленке делали бытовые фильтры для воды, используя местный известняк, вырезанный в пористом цилиндре, который по принципу работы очень похож на современные керамические фильтры для воды[8][9].

Новое время[править]

Сэр Фрэнсис Бэкон в своём знаменитом сборнике A Natural History of Ten Centuries/«Естественная история десяти веков» 1627 года (Baker & Taras, 1981) обсудил опреснение воды и начал первые научные эксперименты по её фильтрации. Он считал, что если позволить морской воде просачиваться через песок, то она очистится от соли. Он полагал, что частицы песка будут препятствовать прохождению соли в воде. Хотя его гипотеза оказалась неверной, она положила начало новому интересу к этой области.

Эксперимент по фильтрации песка был проиллюстрирован итальянским врачом Лукасом Антониусом Портиусом. Он написал о методе многократной фильтрации песка в своём труде Soldier’s Vade Mecum и проиллюстрировал эксперимент по фильтрации воды с помощью трёх пар песочных фильтров[10].

Отцы микроскопии, Антони ван Левенгук и Роберт Гук, использовали только что изобретённый микроскоп, чтобы впервые наблюдать мелкие частицы материала, которые лежали во взвешенном состоянии в воде, заложив основу для будущего понимания патогенных микроорганизмов, передающихся через воду[11].

Песчаный фильтр

XIX век

Оригинальная карта Джона Сноу, показывающая очаги распространения холеры во время лондонской эпидемии 1854 года.

Первое документально подтверждённое использование песчаных фильтров для очистки воды относится к 1804 году, когда владелец прачечной в Пейсли (Шотландия) Джон Гибб установил экспериментальный фильтр, продавая его нежелательные излишки населению[12][13]. В последующие два десятилетия этот метод был усовершенствован инженерами, работавшими на частные водопроводные компании, и в итоге появился первый в мире очищенный общественный водопровод, установленный инженером Джеймсом Симпсоном для Chelsea Waterworks Company в Лондоне в 1829 году[14][15]. Эта установка обеспечивала фильтрованной водой каждого жителя района, а конструкция сети была широко скопирована по всей Великобритании в последующие десятилетия.

В XIX веке США начали применять химическое коагулирование воды — осветление и обесцвечивание сточных вод с использованием химических реагентов. Его применяли непосредственно перед фильтрацией[16]. Медленный песчаный фильтр был заменён на скорый.

Практика очистки воды вскоре стала общепринятой, а достоинства системы стали очевидны после исследований врача Джона Сноу во время вспышки холеры на Брод-стрит в 1854 году. Сноу скептически относился к господствовавшей тогда теории миазмов, утверждавшей, что болезни вызываются вредным «дурным воздухом». Хотя зародышевая теория болезней ещё не была разработана, наблюдения Сноу заставили его отбросить господствующую теорию. Его эссе 1855 года «О способе передачи холеры» убедительно продемонстрировало роль водопровода в распространении эпидемии холеры в Сохо, используя карту точечного распределения и статистические доказательства для иллюстрации связи между качеством источника воды и случаями заболевания холерой. Его данные убедили местный совет отключить водокачку, что быстро положило конец вспышке[17].

В промышленном масштабе в России первая установка скорых фильтров состоялась в 1900 году в Нижнем Новгороде[18], а в 1903 году в Москве открылась Рублевская фильтровальная станция[18].

XX век[править]

В XX веке активно развивались методы фильтрации. В 1924 году для повышения качества воды начали использовать порошкообразный активированный уголь, хотя древесный уголь применяли в аналогичных целях несколько тысячелетий[19].

Для очистки воды начали применять озонирование — метод, использующий озон, мощный окислитель. В 1970-х годах стала популярной технология обратного осмоса, которая позволила проводить фильтрацию воды в домашних условиях без дорогостоящих дистилляторов, химических веществ, опреснителей и электричества. Фильтры обратного осмоса быстро завоевали популярность и стали одними из самых распространённых бытовых фильтров, который и в наши дни является одним из самых популярных[20].

Современные системы очистки воды также включают такие методы, как хлорирование и озонирование[19].

Регулирование[править]

Закон о водоснабжении метрополии впервые ввёл регулирование деятельности водопроводных компаний в Лондоне, включая минимальные стандарты качества воды. Закон «предусматривал обеспечение метрополии чистой и полезной водой» и требовал, чтобы вся вода «эффективно фильтровалась» с 31 декабря 1855 г.[21]. Вслед за этим в 1858 г. был принят закон об обязательной проверке качества воды, включая всесторонний химический анализ. Это законодательство создало мировой прецедент для аналогичных государственных мер в области общественного здравоохранения по всей Европе. В то же время была создана Столичная комиссия по канализации, по всей стране была введена фильтрация воды, а выше Теддингтонского шлюза были установлены новые водозаборы на Темзе. Автоматические напорные фильтры, в которых вода под давлением прогоняется через систему фильтрации, были изобретены в Англии в 1899 году[13].

Ограниченные стандарты питьевой воды впервые были введены в США в 1914 году, но широкое применение федеральные стандарты питьевой воды получили лишь в 1940-х годах. В 1972 году через Конгресс прошёл и стал законом Закон о чистой воде, требующий от промышленных предприятий активного совершенствования процедур очистки отходов, чтобы ограничить влияние загрязняющих веществ на источники пресной воды. В 1974 году Закон о безопасной питьевой воде был принят всеми 50 штатами США для регулирования систем общественного водоснабжения в пределах их юрисдикции[22].

Первая в России Пермская земская санитарная станция была создана в 1872 году[23]. В станции проводились оригинальные научные исследования по использованию химических и бактериологических методов контроля качества воды. Декрет Совета Народных Комиссаров «О санитарных органах республики» 1922 года стал важным законодательным актом в регулировании качества питьевой воды[23].

Умягчение и ионный обмен[править]

К началу 1900-х годов эксперименты по очистке воды переключились с профилактики заболеваний, передающихся через воду, на создание более мягкой, менее минерализованной воды. Умягчители воды, использующие ионы натрия для замещения минералов, ужесточающих воду, впервые появились на рынке водоподготовки в 1903 году.

Теория ионного обмена предполагает замену нежелательных или потенциально вредных ионов на более желательные или безвредные. В бытовых системах водоподготовки это реализовано в виде умягчителей воды. Они удаляют из воды не только ионы кальция, но и свинец и другие тяжёлые металлы[24].

Примечания[править]

  1. ↑ История очистки воды — обзор главных вех рус.. Watwell. Проверено 4 апреля 2025.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Baker, Moses N. (1981). The Quest for Pure Water: the History of Water Purification from the Earliest Records to the Twentieth Century. 2nd Edition. Vol. 1. Denver, Co.: American Water Works Association.
  3. ↑ Матвеева В. Е., Степанова С. А. Анализ методов очистки воды в современных условиях // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2022. — № 2.
  4. ↑ Моисеева Е. Проблемы очистки сточных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2010. — № 12.
  5. ↑ 5,0 5,1 Spasandstuff.com | History of water filters.
  6. ↑ 6,0 6,1 Baker M. N. The quest for pure water: The history of water purification from the earliest records to the twentieth century. — American Water Works Association, 1949. — P. 5.
  7. ↑ Hippocrates. The genuine works of Hippocrates: Translated from the Greek with a preliminary discourse and annotations. — Printed for the Sydenham Society, 1849. — Т. 1. — P. 199.
  8. ↑ Environmental and Water Resources Milestones in Engineering History. — Tampa, Florida, USA: ASCE Publications. — ISBN 9780784471968.
  9. ↑ Maya plumbing: First pressurized water feature found in New World. Science Daily. Архивировано из первоисточника 8 января 2019. Проверено 6 марта 2014.
  10. ↑ История песчаных фильтров: от древних методов к современным применениям рус.. www.poolking.co. Проверено 4 апреля 2025.
  11. ↑ The Use of the Microscope in Water Filter History. Проверено 17 декабря 2012.
  12. ↑ Buchan, James. (2003). Crowded with genius: the Scottish enlightenment: Edinburgh’s moment of the mind. New York: Harper Collins.
  13. ↑ 13,0 13,1 «Filtration of water supplies», World Health Organization, <https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/ssf2.pdf> 
  14. ↑ History of the Chelsea Waterworks.
  15. ↑ Christman, Keith. (1998). The history of chlorine. Waterworld, 14 (8), 66-67.
  16. ↑ Diasel Коагуляция как метод очистки воды рус.. diasel.ru. Проверено 8 апреля 2025.
  17. ↑ Bazin, Hervé L'histoire des vaccinations. John Libbey Eurotext (September 9, 2008).
  18. ↑ 18,0 18,1 3.1. История развития технологии очистки воды рус.. StudFiles. Проверено 8 апреля 2025.
  19. ↑ 19,0 19,1 Решения, Инженерные. Система очистки воды.История. Проверено 8 апреля 2025.
  20. ↑ Технология обратного осмоса: история и основные компоненты технологии англ.. moskva.vagner-ural.ru. Проверено 8 апреля 2025.
  21. ↑ An Act to make better Provision respecting the Supply of Water to the Metropolis, (15 & 16 Vict. C.84)
  22. ↑ Outwater, Alice. (1996). Water: A natural history. New York: Basic Books.
  23. ↑ 23,0 23,1 В. Н. Болехан, Татьяна Ивановна Субботина, А. В. Кривцов, Е. Ф. Сороколетова, Ю. В. Ищук. История контроля качества воды в России. К 150-летию первой земской санитарной станции и 100-летию создания Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации (обзор литературы). Проверено 4 апреля 2025.
  24. ↑ Binnie, Chris, Kimber, Martin, & Smethurst, George. (2002). Basic Water Treatment(3rd ed.). London: Thomas Telford Ltd.

Литература[править]

  • 'Матвеева В. Е., Степанова С. А. Анализ методов очистки воды в современных условиях // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2022. — № 2.
Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «История фильтров для воды», расположенная по адресу:

—«https://ru.ruwiki.ru/wiki/История_фильтров_для_воды»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=История_фильтров_для_воды&oldid=2297725