Značajni istorijski događaji koji čine osnovu današnjih sistema za prečišćavanje vode

U starim Grčkim i Sanskritskim (Indija) spisima iz 2000. godine pre nove ere preporučene su metode za tretman vode. Ljudi su još tada znali da se voda zagrevanjem može pročistiti, a tokođe su učili i o filtraciji peskom i šljunkom, ključanju i naprezanju. Pravi motiv za prečišćavanje vode je bila želja za boljim ukusom vode za piće, jer ljudi nisu mogli da prave razlikuju između prljave i čiste vode. Zamućenost je bila glavna pokretačka snaga za rana prečišćavanja vode. Nije se mnogo znalo o mikroorganizmima ili hemijskim kontaminatima.

Posle 1500. godine pre nove ere, Egipćani su prvi otkrili sistem koagulacije. Primenili su dekantiranje/taloženje čestica prethodno susprendovanih u otpadnoj vodi uz pomoć hidriranih soli sulfata. Slike ove tehnike prečišćavanja su pronažene na zidu groba Amenofisa (Amenophis) II i Ramzesa (Ramses) II.

Posle 500. godine pre nove ere Hipokrat je otkrio lekovitu moć vode. On je izmislio tehniku sijanja vode i dobio prvi filter sa vrećicom, koji se nazivao „Hipokratov rukav“. Glavna svrha torbe bila je da uhvati sedimente koji su prouzrukovali loše ukuse ili mirise.

U periodu od 300 – 200 godine pre nove ere, Rim je izgradio svoje prve vodovode, a
Arhimed je izmislio svoj vijak za vodu.

Akvadukti:
Asirci su izgradili prvu strukturu koja je mogla nositi vodu sa jednog mesta na drugo u 7-om veku pre Hrista. Bila je visoka 10 metara i dugačka 300 metara i nosila je vodu 80 kilometara preko dolina Ninivu. Kasnije su Rimljani počeli da grade mnoge od ovih struktura. Nazivali su ih Akvaduktima. Na latinskom „Aqua“ znači voda i „ducere“ voditi/nositi. Rimski akvadukti su bili vrlo sofisticirani deo inženjeringa koji je bio pokretan isključivo gravitacijom i nosili su vodu na izuzetno velike udaljenosti. Primenjivali su ih specifično kao izvor vode velikim gradovima i insdustrijskim zonama rimskog carstva. U samom rimu preko 400 kilometara akvadukta je bilo pristutno, i trebalo je više od 500 godina da se završi svih 11. Većina akvadukta je bila podzemna struktura kako bi se zaštitila od vremenskih nepogoda i kako bi se sprečilo zagađenje. Zajedno su svakodnevno snadbevali Rim sa preko miliom kubnih metara vode. Danas se akvadukti mogu pronaći na nekim lokacijama u Francuskoj, Nemačkoj, Španiji i Turskoj. Sjedinjene Američke Države su čak preuzele izgradnju akvadukta kako bi ponovo snadbele velike gradove vodom. Mnoge od tehnika koje su Rimljani koristili u svojim akvaduktima mogu se videti u modernim kanalizacijama i sistemina vodenog transporta.

Arhimedov vijak:
Arhimed je bio grčki inženjer koji je živeo između 287 i 212 godine pre nove ere i bio je odgovoran za mnoge različite izume. Jedan od njegovih pronalazaka bio je uređaj za transport vode iz nižih vodenih površina na izvišena zemljišta. Ovaj izum je nazvao vijak za vodu. To je bio veliki vijak unutar šuplje cevi koji pumpa vodu do više zemljane površine. Prvobitno se primenjivalo za navodnavanje zemljišta i podizanje vode iz rudnika i brodskih dna. Danas se ovaj pronalazak još uvek može pronaći u primeni za transport vode od nižih do uzvišenih kopnenih ili vodenih površina. Na primer, u Holandiji se takve strukture mogu naći u gradu Zoetermeer (vidi sliku),na zapadu blizu Haga. Vijak za vodu je osnova za mnoge moderne industrijske pumpe.

 

Tokom srednjeg veka (500 – 1500 nove ere), snadbevanje vodom više nije bilo toliko sofisticirano kao pre. Ovo doba je poznato kao i mračno doba, zbog nedostataka naučnih inovacija i eksperimenata. Posle pada Rimskog carstva, neprijateljske snage su uništile mnoge akvadukte, a druge više nisu koristili. Budućnost prečišćavanja voda je bila neizvesna.

Tada, 1627. godine istorija tretmana vode je nastavljena dok je Sir Francis Bacon počeo da eksperimentiše sa desalinizacijom morske vode. Pokušao je da ukloni čestice soli pomoću nesofisticirane forme filtracije peskom. To baš i nije funkcionisalo, ali je otvorilo put za dalje eksperimentisanje drugih naučnika.

Eksperimentisanje dva holandska kreatora spektakla koji su eksperimentisali sa povećanjem objekata doveli su otkrića mikroskopa od strane Antonie van Leeuwenhoek 1670-ih. On je lomio i polirao sočiva i time postigao veće povećanje. Ovaj pronalazak omogućio je naučnicima da gledaju sitne čestice u vodi. Godine 1676. Van Leeuwenhoek je prvi put posmatrao mikroorganizme vode.

1700-ih godina primenjeni su prvi filteri za vodu za domaću primenu. Izrađeni su bili od vune, sunđera i uglja. 1804 godine, prva stvarna komunalna postrojenja za tretman vode koje je dizajnirao Robert Thom su izgređena u Škotskoj. Tretman vode se bazirao na sporoj filtraciji peskom, dok su je konjska kola distribuirala. Tri godine kasnije instalirane su prve cevi za vodu. Sugerisano je bilo da svaka osoba treba imati pristup bezbednoj vodi za piće, ali je trebalo nešto duže dok se to nije dovelo u praksu u većini zemalja.

1854. godine je otkriveno da se epidemija kolere širi vodom. Epidemija je izgledala manje ozbiljna u područijima gde su filteri za vodu bili instalirani. Britanski naučnik John Snow je otkrio da je direktan uzrok izbijanja epidemije bilo zagađenje vodene pumpe kanalizacijom. On je primenio hlor da bi pričistio vodu, i to je otvorilo put dezinfekciji vode. S obzirom da je voda u pumpi bila normalnog mirisa i ukusa, konačno je zaključeno da dobar miris i ukus sami po sebi ne garantuju sigurnu vodu za piće. Ovo otkriće je dovelo do toga da su vlade počele da instaliraju filtere za komunalnu vodu (peščani filter i hlorisanje), a time i prvu državnu regulaciju javnih voda.

1890-ih godina Amerika je počela graditi velike peščane filtere kako bi zaštitila javno zdravlje, što se pokazalo kao uspeh. Umesto lagane filtracije peskom, primenjena je brza filtracija peskom. Kapacitet filtera je poboljšan čišćenjem snažnim mlazom pare. Kasnije Dr. Fuller je otkrio da je brza filtracija peskom radila mnogo bolje kada joj je prethodila tehnika koagulacije i sedimentacije. U međuvremenu vodene bolesti kao što su kolera i tifus postale su sve manje uobičajene, jer je hlorisanje vode pobedilo teren širom sveta.

Ali pobeda dobijane pronalaskom hlorisanja nije dugo trajala. Nakon nekog vremena otkriveni su negativni efekti ovog elementa. Hlor je isparavao mnogo brže nego voda i povezan je sa pogoršanjem i uzorkom raspiratornih bolesti. Eksperti za vodu su počeli da traže alternativna sredstva za dezinfekciju vode. 1902. godine, kalcijum hipohlorit i feri hlorid su bili pomešani u vodi za piće u Belgiji, što je rezultiralo i koagulacijom i dezinfekcijom. 1906. godine ozon je prvi put primenjen kao dezinfekciono sredstvo u Francuskoj. Pored toga, ljudi su počeli da instaliraju kućne filtere za vodu i fltere za tuširanje kako bi se sprečili negativni efekti hlora u vodi.

1903. godine osmišljeno je omekšavanje vode. Kao tehnika desalinizacije vode. Katjoni su uklonjeni iz vode zamenom natrijuma ili drugim katjonima, u jonskom izmenjivaču.

Konačno, od 1914. godine uvedeni su standardi za pitku vodu i snadbevanje pitkom vodom u javnom saobraćaju na osnovu rasta koliforma. Trebalo je sve do 1940-ih godina pre nego što se standardi pitke vode nisu počeli primenjivati na opštinsku vodu za piće. 1972. godine usvojen je zakon o čistoj vodi u Sjedinjenim Američkim Državama. 1974. godine formulisan je zakon o sigurnoj vodi za piće (SDWA). Opšti princip u razvijenom svetu je da svaka osoba ima pravo na sigurnu vodu za piće.

Počevši od 1970-ih, zabrinutost za javno zdravstvo prešla je od bolesti koje se prenose vodom, uzorkovane mikroorganizmima koji uzorkuju bolesti, do antropogenog zagađenja vode kao što su ostaci pesticida, idnustrijskog mulja i organskih hemikalija. Sada je regulacija fokusirana na industrijski otpad i industrijske kontaminacije vode, kao i postrojenja za tretman vode. Primenjene su tehnike kao što su aeracija, flokulacija i adsorpcija sa aktivnim ugljem. Osamdesetih godina prošlog veka, na listu je dodat razvoj membrane za reverznu osmozu. Procene rizika su omogućene nakon 1990-ih godina.

Eksperimentisanje tretmana vode se danas uglavnom fokusira na nusproizvode dezinfekcije vode. Primer je stvaranje trihalometana (THM) iz dezinfekcije hlorom. Ove organske veze su vezane sa rakom. Olovo je takođe postalo briga nakon što je otkriveno da korodira iz vodovodnih cevi. Visok nivo ph dezinfiovane vode omogučio je koroziju. Danas su drugi materijali zamenili mnoge vodovodne cevi od olova.

Izvor informacija:

Baker M.N., Taras M.J., 1981, The quest for pure water – The history of the twentieth century, volume I and II, Denver: AWWA

Christman K., 1998, The history of chlorine, Waterworld 14: page 66-67

Crittenden J.C., Rhodes Trussell R., Hand D.W., Howe K.J., Tchobanoglous G., 2005, Water treatment: Principles and design, 2nd edition, John Wiley & Sons, Inc.

Diodorus Siculus, 1939, Library of history, volume III, Loeb Classical Library, Harvard University Press, Cambridge, UK

EPA, 2000, The history of drinking water treatment, Environmental Protection Agency, Office of Water (4606), Fact Sheet EPA-816-F-00-006, United States

Outwater A., 1996, Water: A natural history, Basic Books, New York, USA

http://www.historyofwaterfilters.com/
http://www.waterhistory.org
http://www.wikipedia.org

Izvor teksta na engleskom