di Gene Franks
La più grande sezione singola in “EPA Regulated Water Contaminants” pubblicata nella rivista Water Technology, è la sezione sugli Organici (inclusi i VOC, o “Volatile Organics”). In questa categoria l’EPA elenca 32 contaminanti chimici molto cattivi – molti con nomi familiari come benzene, 1,1 dicloretilene, tetracloruro di carbonio, diossina, stirene, toluene, cloroformio e cloruro di vinile. Per dare un’idea della vastità di questa lista, una sola delle 32 voci è “trialometani totali”, una categoria composta da sostanze chimiche ancora non contate, che si presume siano migliaia, che si formano quando l’acqua contenente materia organica (cioè, praticamente tutta l’acqua) è trattata con cloro. Il livello massimo consentito per i trialometani, che sono sospetti cancerogeni e sono presenti in quasi tutta l’acqua di rubinetto clorata, è solo 1/10 di una parte per milione. Per la categoria Organics, il trattamento primario in tutti i casi e l’unico trattamento raccomandato nella maggior parte dei casi, è il carbone attivo.
La categoria Pesticidi dell’EPA elenca 14 veleni familiari come Aldicarb, Chlordane, Heptachlor e Lindane. In tutti i 14 casi, il carbone attivo è l’unico trattamento raccomandato. Dei 12 erbicidi elencati (2,4-D, Atrazina, ecc.), il carbone attivo è l’unico trattamento raccomandato.
Per le sostanze organiche, i pesticidi e gli erbicidi, il trattamento standard, e nella maggior parte dei casi l’unico trattamento raccomandato, è il carbone attivo.
Quando si dice filtro per l’acqua, si intende più spesso un filtro a carbone di qualche tipo, perché da quando gli egiziani scoprirono che conservare l’acqua nel carbone di legna la rendeva più fresca e più gustosa, il carbone è stato una caratteristica standard nel trattamento dell’acqua. I suoi secoli di popolarità attestano la sua efficacia.
Quello che la filtrazione a carbone non fa può essere visto nelle altre tre categorie della lista dei contaminanti dell’EPA. Il carbone è menzionato come trattamento per uno solo dei quattro contaminanti microbiologici elencati: la torbidità. Non è raccomandato per la rimozione dei coliformi o per le cisti, anche se, ironicamente, alcuni dei filtri a blocco di carbone solido molto stretti ora sul mercato rimuovono i batteri (anche se i produttori raramente fanno questa affermazione) e le cisti come la giardia e il cryptosporidium abbastanza facilmente. I blocchi di carbone solido Multipure, infatti, sono stati il primo dispositivo di filtrazione certificato da NSF (la più prestigiosa agenzia indipendente che testa e certifica le prestazioni dei prodotti) per la rimozione del criptosporidio. Multipure e alcuni altri filtri a blocchi di carbonio molto stretti rimuovono le cisti semplicemente a causa della loro dimensione limitata dei pori. I blocchi Multipure sono filtri da 1/2 micron assoluti, rendendo gli organismi di criptosporidio circa dieci volte troppo grassi per passare attraverso i fori. Così, anche se altri tipi di filtrazione molto stretta potrebbero funzionare altrettanto bene, i filtri a blocchi di carbonio molto densi ora sul mercato sono molto efficaci contro certe forme di contaminanti microbiologici.
Lo stesso vale per la categoria Inorganica. Il carbone attivo stesso appare nella lista dell’EPA come trattamento preferito solo per il mercurio, ma i filtri a blocco di carbone possono anche essere progettati per rimuovere il piombo. Alcuni sono certificati NSF per la rimozione del piombo e dell’amianto. In generale, comunque, la rimozione degli inorganici è proprietà dell’osmosi inversa, dei distillatori e dei sistemi a scambio ionico.
Lo stesso è vero nella categoria finale, i radionuclidi, dove il carbone è inefficace e l’osmosi inversa (RO) e lo scambio ionico sono sicuramente i trattamenti di scelta.
Se state considerando un sistema di filtraggio dell’acqua a casa, ecco alcune cose da tenere a mente:
Il cloro non è stato considerato nella discussione precedente perché l’EPA non lo considera un contaminante dell’acqua. Anche se questo è palesemente assurdo, è anche politicamente conveniente e non è probabile che cambi presto. (Tenete a mente che tutti i valori massimi consentiti dall’EPA per i contaminanti sono cifre negoziate politicamente che non hanno necessariamente alcuna base nella realtà. Rappresentano un compromesso tra l’ideale e ciò che può essere fatto praticamente dagli impianti di trattamento delle acque). La rimozione del cloro è ciò che il carbonio fa meglio, e nient’altro eguaglia la capacità del carbonio di rimuovere il cloro.
Quando i venditori di distillatori o gli zelanti MLMers vi mostrano un grafico che indica che le unità di osmosi inversa (RO) non rimuovono il cloro o certe sostanze chimiche, tenete a mente che le unità RO contengono uno o più filtri al carbonio. Infatti, le unità RO a “film sottile”, il tipo più comune, devono rimuovere tutto il cloro dall’acqua come prima operazione, altrimenti la membrana dell’unità verrà distrutta. Tali affermazioni sono semplicemente dei colpi bassi pubblicitari che sono tecnicamente veri ma praticamente falsi. I distillatori, allo stesso modo, hanno grandi problemi con la rimozione del cloro e dei VOC. L’acqua del rubinetto dovrebbe sempre essere filtrata con carbone prima della distillazione, altrimenti i VOC e il cloro rientreranno nell’acqua distillata o saranno rilasciati nell’aria per essere respirati.
I contaminanti che la gente vuole più frequentemente rimuovere e che non sono facilmente rimossi dalla filtrazione a carbone sono fluoruro, nitrati e sodio. L’osmosi inversa e la distillazione rimuovono tutti e tre, quindi entrambi combinati con un filtro a carbone di alta qualità forniscono un trattamento completo. Tutti e tre possono anche essere rimossi da filtri selettivi, non a carbone, progettati per lo scopo. Per esempio, è possibile ottenere un doppio filtro con una cartuccia di fluoruro e una di carbonio se si desidera la rimozione del fluoruro.
Tutti i filtri a carbone non sono creati uguali. Alcuni funzionano molto meglio di altri, e alcuni sono progettati per scopi speciali selezionati. La performance dipende dalla quantità e dal tipo di carbone, dal modo in cui il filtro è progettato e dal tempo di permanenza dell’acqua. I blocchi di carbone in generale funzionano meglio dei filtri GAC (carbone attivo granulare), anche se molti di questi ultimi possono fare un buon lavoro. Il GAC ha di solito la consistenza dei fondi di caffè, quindi è soggetto a “incanalare” e “fluidificare”. Se non credete che l’acqua possa creare dei canali, guardate il Grand Canyon. I blocchi di carbonio solido mantengono il carbonio al suo posto e non lo lasciano lavare via.
Il carbone da filtro è un prodotto fabbricato. Anche se a volte viene erroneamente chiamato carbone, è in realtà un materiale di carbonio che è stato trattato con vapore e alta temperatura in assenza di ossigeno.
Ci sono molti tipi di carbone. La maggior parte del carbone da filtro viene prodotto dal carbone, ma vengono utilizzate anche altre sostanze come il legno e i gusci di noce. Il carbone di guscio di noce di cocco sta diventando popolare non solo perché è fatto da una risorsa rinnovabile, ma anche perché produce acqua dal sapore molto buono ed è particolarmente buono nella rimozione del trialometano. Un nuovo carbone speciale chiamato carbone catalitico è ora disponibile che rimuove il gas di idrogeno solforato (che produce l’odore di “uovo marcio” in alcuni pozzi d’acqua) ed è molto bravo a rimuovere le clorammine (la miscela di ammoniaca e cloro usata come disinfettante da alcune forniture d’acqua).
I filtri a carbone rimuovono le sostanze chimiche attraverso il processo di adsorbimento (al contrario dell’assorbimento). Il Webster’s Collegiate Dictionary definisce l’adsorbimento come “l’adesione in uno strato sottile di molecole alle superfici di corpi solidi in cui sono in contatto”. Il carbonio attrae certe sostanze chimiche a livello molecolare, proprio come una calamita attrae e trattiene la limatura di metallo. Quando le superfici sono piene, il filtro deve essere scartato e sostituito.
La sostituzione tempestiva della cartuccia è molto importante, perché il carbone del filtro ha una capacità diversa per diversi contaminanti. Molte persone fanno affidamento sui test di rimozione del cloro per determinare quando il carbone del filtro deve essere rinnovato. Questo funziona solo se la rimozione del cloro è tutto ciò che ci si aspetta dal filtro. La maggior parte dei filtri a carbone inizierà a “perdere” altre sostanze chimiche molto prima di iniziare a far passare il cloro. Per esempio, il blocco di carbonio estruso MatriKX 1+ usato nella maggior parte delle unità PWP RO e nelle unità di filtrazione a carbone ha un’incredibile capacità di rimozione del cloro di 20.000 galloni (quando funziona a 0,75 galloni al minuto), ma lo stesso filtro perde la sua efficacia nella rimozione del trialometano a circa 750 galloni. Dovrebbe, quindi, essere sostituito ogni anno, anche se avrà ancora molta capacità di rimozione del cloro.
I produttori di filtri valutano i filtri in “micron”. I micron sono una misura della dimensione dei pori, quindi più piccolo è il numero, più stretto è il filtro. CTO sta per “Chlorine, Taste, Odor” e significa che il produttore sta dicendo solo che il filtro rimuoverà il cloro e migliorerà gusto e odore. Il filtro potrebbe fare di più, ma il produttore non lo garantisce. Le cartucce di grado CTO hanno solitamente una dimensione dei pori di circa 10 micron. I filtri da cinque micron rimuovono più sostanze chimiche ma si tappano più velocemente se c’è del particolato pesante nell’acqua. I filtri da un micron sono solo per l’acqua potabile. In generale, sono troppo stretti per filtrare grandi quantità di acqua senza rallentare il flusso a livelli inaccettabili.
I produttori di filtri usano anche le parole “assoluto” e “nominale” per descrivere la classificazione in micron dei loro prodotti. Assoluto significa assoluto. Nominale significa “più o meno”. Alcuni blocchi di carbonio sono assoluti .5 micron. Questo è il più stretto possibile per fare un filtro a carbone. Se diventa più stretto, l’acqua non passa. Il MatriKX +1 è un micron nominale, il che significa che è molto buono per ottenere cose nella gamma da uno a due micron e più grandi.
C’è in effetti una legge di rendimenti decrescenti nei filtri a carbone. In un certo senso, più fanno, più breve è la loro durata di vita. In poche parole, un filtro molto stretto si blocca velocemente perché cattura tutto. Un filtro per l’acqua potabile che promette di durare tre o cinque anni può farlo solo perché lascia passare tutto ciò che è più piccolo di una pallina da tennis.
Per riassumere, il carbone è un mezzo di trattamento dell’acqua estremamente versatile e molto efficace. Ha una superficie immensa. Una sola libbra di carbone attivo granulare ha una superficie filtrante equivalente a 125 acri! È il trattamento più noto per i prodotti chimici organici, i VOC, i pesticidi, gli erbicidi, il cloro e i suoi sottoprodotti. È anche un indiscusso miglioratore di gusto e odore. Quando è disposto in carbone solido o in blocchi di carbone estruso, fornisce anche una filtrazione del particolato di altissima qualità, in alcuni casi fino al livello sub-micron.