Обратный осмос и его значение в гидропонике

Данная статья рассказывает, что такое обратный осмос для гидропоники. Если вы впервые знакомитесь с гидропоникой, рекомендуем начать со статьи «Что такое гидропоника?», а также «Питательный раствор для гидропоники».

Осмос является одним из основополагающих понятий в жизни растений и, следовательно, невозможно переоценить его значение для гидропоники. Принстонский университет дал такое определение этому процессу:

«Осмос представляет собой диффузию молекул сквозь полупроницаемую мембрану из места с более высокой концентрации в место с более низкой концентрацией до тех пор, пока концентрации по обе стороны мембраны не станут равными».

Такое определение может показаться несколько сложным в понимании! Под концентрацией, в данном случае, подразумевается концентрация воды. Разумеется, что если по одну сторону мембраны больше растворенных веществ, то воды — меньше (растворенные вещества занимают её место), значит, вода потечет в эту сторону — от высокой концентрации воды к низкой концентрации воды — до тех пор, пока не установится равновесие, и концентрация воды по обе стороны мембраны станет одинаковой. Упрощая терминологию, это явление можно объяснить иначе: вода потечет в сторону мембраны с более высокой концентрацией растворенных веществ до установления равновесия. Сила, толкающая воду сквозь мембрану, называется осмотическим давлением. Находясь по обе стороны полупроницаемой мембраны, вода всегда стремится к выравниванию концентрации с обеих сторон. Такая мембрана пропускает растворитель (в нашем случае воду), но задерживает растворенные в нем элементы. Стенки клеток растений или животных — яркий пример полупроницаемой мембраны. Осмос — одно из средств транспортировки воды и питательных веществ внутри растений или деревьев. Этим способом клетка также регулирует внутреннее давление.

Обратный осмос работает с точностью до наоборот: вода принудительно нагнетается через мембрану под высоким давлением, оставляя все позади. В этом случае вода прогоняется сквозь мембрану независимо от осмотического принципа, рассмотренного выше. Эффективность системы зависит от качества мембраны и давления — чем больше, тем лучше. Принцип работы следующий: бытовая система обратного осмоса под раковиной должна работать под давлением 4–5 бар. Для очистки воды, содержащей 1100 мг/л растворенных веществ (стандартная концентрация питательного раствора), нужно около 13 бар. Для очистки морской воды нужно гораздо больше — около 55 бар.

Неплохой, вроде бы, способ получения чистой воды, но для получения 1 литра чистой воды теряются 2–4 литра воды (в зависимости от давления). Конечно, эту воду можно использовать для хозяйственных нужд. К тому же мембраны хрупки: они не выдерживают такие «грубые» элементы как фосфор и чувствительны к хлору. Элементы, отвечающие за жесткость, кальций и магний, скапливаются на мембране и засоряют её. Система фильтрации обратного осмоса зачастую оснащена фильтром грубой очистки для улавливания крупных частиц, угольным фильтром для хлора и иногда даже смягчителем воды для предварительной очистки, если содержание кальция высоко. Несмотря на эти недостатки, бывают случаи, когда ОС-фильтрация — единственный выход из положения, когда нужно получить нормальную воду для гидропонной системы. Но одна только ОС-вода не годится для гидропоники. Чистая вода не обладает буферными свойствами. При малейшей добавке солей уровень рН поскачет вверх-вниз. И вода также станет вступать в реакцию со всем, с чем она будет соприкасаться. Это весьма отрицательно скажется на корнях. Самый распространенный источник неудач — это применение ОС-фильтрации. По понятным причинам первое, что приходит в голову растениеводу, это то, что чистая вода — лучше всего, но, вопреки интуиции, — это не так! Для обретения стабильности и получения квази-идеальной воды можно примешать около 20% водопроводной воды в зависимости от её состава. Или же можно кондиционировать воду, отфильтрованную с помощью ОС, добавив гомеопатическую дозу карбоната калия для повышения рН, а затем немного кислоты, желательно фосфорной с буферным свойством. Необходимо внести столько кислоты, сколько нужно до доведения рН до 6,0. И таким способом можно получить «идеальную» воду для растений. Остается заправить её питательными веществами.

Есть и другие типы фильтрации, но ни один из них не избавит от растворенных минералов. Однако и они обладают кое-какими преимуществами, когда проблема не в минерализации, а нужно избавиться от всех нежелательных загрязняющих веществ, встречающихся в муниципальной воде в наши дни — хлора, хлораминов, остаточных пестицидов, антибиотиков и т.п.