Способность воды вызывать болезни была источником беспокойства для человечества с древних времен. И это даже тогда, когда люди еще совершенно не подозревали, что в ней естественным путем размножается множество вредных микроорганизмов. А нефильтрованная вода настолько вредна для здоровья людей, что в истории было много случаев, когда она вместо того, чтобы давать жизнь, отбирала ее. Давайте посмотрим, как мы пришли от тех столетий невежества и нужды к сегодняшним векам безопасности.

Самые старые записи, касающиеся очистки воды, взяты из санскритских источников. Действительно, древний индуистский источник воспроизводит «то, что могло быть первым правилом в отношении питьевой воды, написанным около 4000 лет назад», пишут в своем трактате «Краткая история питьевой воды» Эллен Холл (инженер компании Hazen and Sawyer в Фэрфаксе, Вирджиния, США) и Андреа Дитрих (доцент кафедры гражданского и экологического строительства Политехнического института Вирджинии, Университет штата Вирджиния, США). Это правило предписывало людям (теперь это цитата Холл и Дитрих) «нагревать грязную воду, кипятя ее, подвергая ее солнечному свету и наливая ее семь раз в сосуд из горячей меди, а затем фильтруя ее и охлаждая в глиняном сосуде».

С другой стороны, первые графические изображения очистки воды можно найти в Египте. По словам британского писателя и египтолога сэра Джона Гарднера Уилкинсона (1797-1875), в цитате, опубликованной JSTOR Daily, «было доказано, что сифоны были изобретены в Египте, по крайней мере, во времена Аменофиса II», то есть в середине XV-го века до нашей эры. Гарднер ссылается на некоторые картины, обнаруженные на месте древних Фив, в гробнице Рамзеса III и под именем Аменофиса. II — хотя это немного неясно. Египтолог уверяет, что «о его использовании однозначно свидетельствует то, что один человек наливает жидкость в сосуды, а другой подносит сифон ко рту и извлекает ее оттуда в большой сосуд». Со своей стороны, Холл и Дитрих утверждают, что египтяне могли использовать квасцы (разновидность сульфата) в качестве флокулирующего вещества для агрегации твердых частиц, взвешенных в воде.

Народ майя, с другой стороны, по меньшей мере с 350 г. до н. э. использовал «систему фильтрации воды для достижения ее питьевых качеств» из комбинации кварцевого минерала и цеолита — как мы пишем здесь, сообщая об исследовании профессоров Танкерсли, Скарборо, Даннинга и Карр из Университета Цинциннати, США.

Гиппократ Косский, древнегреческий врач, живший между V и IV веками до нашей эры, частично посвятил свой трактат «О воздухах, водах и местах» жидкому элементу. При этом он подчеркивает опасность употребления неочищенной воды: хотя «дождевые воды, следовательно, самые легкие, самые сладкие, самые тонкие и самые прозрачные (…), их необходимо кипятить и процеживать, так как в противном случае «наоборот, они издают неприятный запах и вызывают охриплость и осиплость голоса у тех, кто их пьет». Очевидно, Гиппократ не знал, что неочищенная вода производит нечто большее, чем просто охриплость голоса, но его метод ее кипячения и процеживания, несомненно, был весьма подходящим, чтобы избежать этого. Таким образом, его элементарная система фильтрации в виде тканевого мешка стала известна как «рукав Гиппократа».

Рабы, камнерезы, инженеры и архитекторы Римской империи начали, начиная с III века до нашей эры, строить акведуки для подачи воды в зарождающиеся города своих владений. Для ее очистки они использовали несколько, по правде говоря, весьма элементарных процедур. Сами акведуки служили первым этапом очистки воды, так как благодаря им она подвергалась воздействию окружающей среды и происходила ее аэрация. В некоторых случаях эти акведуки строились зигзагообразно, чтобы замедлить ее течение и облегчить аэрацию, а также оседание твердых отходов, которые она могла нести. А когда вода доходила до городов, ее хранили в закрытых резервуарах, где она оставлялась для отстаивания, чтобы оставшиеся отложения успели окончательно осесть.

Уже в III или IV веке нашей эры было известно несколько способов очистки воды, о чем свидетельствуют санскритские тексты, приписываемые Сушруте, индийскому врачу и хирургу и одному из основателей аюрведической медицины, дошедшие до нас как Сушрута Самхита. По словам доктора Дилипа Кр. Госвами (факультета аюрведических наук и исследовательского госпиталя Университета Шри Шри, Индия), эти тексты включают несколько методов очистки воды — некоторые из них, как мы видели, уже известны много столетий, а именно:

-Если она сильно загрязнена, прокипятите ее.

-Если вода слегка загрязнена, подвергайте ее воздействию солнечных лучей.

-Если в воду положить кусок горячего железа, это также очищает ее.

— Или профильтруйте ее через чистую ткань — методом, который представляет собой не что иное, как вариант рукава Гиппократа.

-Или погрузите в нее цветы нагакешара (Mesua ferrea), чампака (Magnolia champaka), утпала (Nymphaea caerulea), патала (Stereospermum suaveolens) и многие другие. В этой связи JSTOR Daily прямо цитирует Сушрута Самхита: «Мутная вода, например, осветляется с помощью природных коагулянтов, таких как семена дерева нирмали (Strychnos potatorum).

Но вернемся к западной цивилизации: после падения Римской империи, то есть около 450 года нашей эры, акведуки вышли из употребления, и научный прогресс в области фильтрации воды остановился. Наступило средневековье, и между 500 и 1500 годами нашей эры практически не было никаких достижений в технологии ее очистки. Нам пришлось ждать до 1627 года, чтобы произошли новые успехи. В это время были опубликованы (хотя и посмертно) многие эксперименты, которые британский философ, политик и учёный сэр Фрэнсис Бэкон проводил с водой, включая его попытки опреснять воду, поступающую из моря. Честно говоря, он был первым учёным в истории, задумавшимся об опреснении воды. Бэкон попытался сделать это, фильтруя морскую воду через песок, и хотя его эксперименты не увенчались успехом, когда дело дошло до опреснения, его идея проложила путь для будущих исследований.

В 1676 году Антони ван Левенгуку, голландскому купцу и учёному-любителю, пришла в голову идея понаблюдать капли воды через усовершенствованный им микроскоп. Благодаря своему любопытству он обнаружил, что в воде лагуны обитают «маленькие животные», которые плавают кругами. Открытие Левенгука стало прорывом в понимании природы воды и населяющих ее микроорганизмов и положило начало экспериментам в этом отношении, а некоторые даже считают, что микробиология началась с Левенгука. С этого момента стало ясно, что для того, чтобы вода была очищена, из нее должны исчезнуть все вредные микроорганизмы.

В 1746 году была запатентована первая система фильтрации воды, которая состояла из комбинации шерсти, губки и древесного угля для удаления осадка и частиц. А с конца XVIII века и первой половины XIX века метод медленной фильтрации воды через песок распространился по всей Европе. Однако предстояло еще многое исследовать и сделать некоторые открытия.

В 1854 году в лондонском Сохо, Великобритания, произошла эпидемия холеры. Однако Закон о воде мегаполиса, действующий с 1852 года, требовал, чтобы вода, которая потреблялась в Лондоне, очищалась путем медленной фильтрации песка. Это заставило многих ученых и врачей подумать, что причиной вспышки стали грязные условия города и разреженная атмосфера. Однако у доктора Джона Сноу была другая идея: тогда он прибегнул к методу, который помог Левенгуку обнаружить микроорганизмы в стоячей воде. Таким образом, ему удалось идентифицировать бактерии, ответственные за вспышку холеры в Сохо, возникшую в результате загрязнения колодца сточными водами. Врач также попытался бороться с ней хлором, и это ему удалось.

С этого момента правительство Великобритании установило обработку хлором наряду с медленной фильтрацией песком в качестве стандарта очистки воды. А оттуда стандарт распространился на другие развитые страны Европы и Америки. А в конце 1880-х годов Луи Пастер продемонстрировал «теорию микробов», которая объяснила, как микроскопические организмы передают болезни через такие среды, как вода, и подтвердила открытия Сноу.

В начале XX-го века хлорирование, а также системы песочных фильтров для воды привели к практической ликвидации таких заболеваний, как холера, брюшной тиф и дизентерия. Хлор оказался настолько эффективным в устранении этих заболеваний, что журнал Life назвал его использование в 1997 году «вероятно, самым важным прорывом в области общественного здравоохранения в этом тысячелетии».

Фильтрация обратного осмоса и другие методы очистки воды, такие как озонирование, были разработаны в 1970-х и 1980-х годах. Однако в настоящее время фильтрация и хлорирование представляют собой наиболее распространенную и используемую систему очистки воды в мире. Тем не менее, достижения в промышленности и сельском хозяйстве приводят к появлению новых искусственных химикатов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.

Многие из этих новых химикатов попадают в воду через фабричные сбросы, стоки с улиц и посевных полей. Без сомнения, этот факт стимулирует исследования новых систем фильтрации. Примером этого, как мы сообщали вам в нашей предыдущей статье, является создание новых мембран, способных адаптироваться к избирательной фильтрации определенных химических веществ.

Если вы хотите узнать больше об этом последнем достижении, либо же о системе фильтрации воды, которую майя использовали в Мезоамерике, мы рекомендуем вам прочитать наши статьи: