Wybierając filtr do wody pitnej, większość użytkowników zwraca uwagę przede wszystkim na typ filtracji i rodzaj wkładu filtracyjnego. Analizowane są parametry takie jak dokładność filtracji w mikronach oraz zdolność usuwania zanieczyszczeń: chloru, mikroplastiku, metali ciężkich, bakterii czy związków organicznych. Znacznie rzadziej pod uwagę brany jest materiał, z którego wykonano filtr, a zwłaszcza jego obudowa, mimo że pozostaje ona w bezpośrednim kontakcie z wodą przez cały okres użytkowania.

W typowym gospodarstwie domowym filtr kuchenny może mieć kontakt z wodą przez kilka tysięcy godzin pracy. Przepływają przez niego tysiące litrów wody, więc jest narażony na ciągłe działanie chloru z wody wodociągowej, na zmiany temperatury i na naprężenia mechaniczne wynikające z ciśnienia instalacji. Dlatego materiał obudowy musi spełniać wysokie wymagania dotyczące:

stabilności chemicznej,
odporności na korozję,
braku szkodliwej migracji substancji,
bezpieczeństwa mikrobiologicznego.

Budowa kuchennego filtra do wody

Kuchenny filtr do wody to system kilku współpracujących elementów. Na końcową jakość wody wpływa wkład filtracyjny i cała konstrukcja filtra. Typowa konstrukcja obejmuje kilka części.

Obudowa filtra

Zewnętrzny element, wykonywany najczęściej z tworzywa sztucznego, stali nierdzewnej, aluminium, mosiądzu lub innych stopów miedzi. Utrzymuje ciśnienie wody, chroni wkłady, zapewnia szczelność i styka się wewnętrzną powierzchnią z wodą.

Głowica filtra

Zawiera przyłącza wodne, zawory i elementy mocujące. Najczęściej wykonuje się ją z polipropylenu, ABS, mosiądzu lub stali nierdzewnej.

Uszczelnienia

Zapewniają szczelność przy wieloletnim kontakcie z wodą. Przeważnie wykonane z EPDM, silikonu, NBR lub FKM (Viton).

Wkład filtracyjny

Wkłady wykonuje się z różnych materiałów, zależnie od technologii oczyszczania. Najczęściej stosuje się:

ceramikę mikroporowatą,
węgiel aktywny,
włókninę polipropylenową,
membrany,
żywice jonowymienne.

Więcej o tym, jak działają wkłady ceramiczne z węglem aktywnym, znajdziesz w osobnym wpisie. Nawet najlepszy wkład nie gwarantuje wysokiej jakości wody, jeżeli pozostałe elementy urządzenia wykonano z materiałów niskiej jakości.

Część 1. Tworzywa sztuczne stosowane w obudowach filtrów

Tworzywa sztuczne są popularne w produkcji filtrów kuchennych, bo mają niską masę, są odporne na korozję, łatwo się formują i są tańsze. Nie wszystkie jednak są takie same. Najczęściej stosuje się:

polipropylen (PP),
ABS,
poliwęglan (PC),
polisulfon (PSU),
polieterosulfon (PES),
POM.

Wybór materiału zależy od tego, czego oczekuje się od obudowy: odporności na ciśnienie, uderzenia, chemikalia i temperaturę, przezroczystości, łatwości formowania, ceny i trwałości.

Sam rodzaj polimeru nie wystarcza do oceny bezpieczeństwa produktu. Dwa elementy z tego samego polimeru mogą mieć różny skład dodatków i różne właściwości migracyjne. Dlatego współczesne systemy certyfikacji materiałów do kontaktu z wodą pitną oceniają konkretny materiał lub produkt, a nie samą nazwę polimeru. Przykładowo norma NSF/ANSI/CAN 61 obejmuje zarówno materiały niemetalowe, jak i kompletne elementy systemów wodnych, w tym filtry. (nsf.org)

Polipropylen (PP), najczęściej stosowane tworzywo

Polipropylen jest jednym z najczęściej stosowanych tworzyw w systemach filtracji wody. Wykorzystuje się go do korpusów filtrów, obudów wkładów, włóknin filtracyjnych i innych elementów konstrukcyjnych. Ma wysoką odporność chemiczną, nie koroduje, znosi większość kwasów i zasad oraz słabo wchłania wodę.

Czy polipropylen może uwalniać substancje do wody?

Czysty polipropylen jest stosunkowo stabilnym polimerem. Problemem bywają dodatki stosowane podczas produkcji: stabilizatory UV, antyoksydanty, środki poślizgowe czy barwniki. Badania materiałów mających kontakt z wodą pokazują, że migracja dodatków zależy głównie od temperatury, czasu kontaktu, powierzchni materiału i jakości wykonania.

Polipropylen a chlorowana woda

To zagadnienie jest szczególnie istotne dla filtrów pracujących na wodzie wodociągowej, która może zawierać pozostałości środków dezynfekcyjnych, głównie wolnego chloru lub chloramin. Czy PP jest całkowicie odporny na takie środowisko? Nie jest, i badania to potwierdzają. Długotrwałe oddziaływanie chlorowanej wody może powodować starzenie polipropylenu. W jednym z badań analizowano trzy rodzaje PP o różnym systemie stabilizacji. Próbki wystawiono na wodę z 5 mg/l wolnego chloru w temperaturze 60°C na okres do 750 godzin. Zaobserwowano m.in.:

zmniejszenie zawartości stabilizatorów,
zmiany masy molowej,
pogorszenie właściwości mechanicznych,
oznaki utleniania materiału. (PubMed)

Warunki tego badania trzeba jednak interpretować ostrożnie. 60°C i 5 mg/l wolnego chloru to środowisko znacznie bardziej agresywne niż typowa zimna woda w domowej instalacji. Nie można więc na jego podstawie stwierdzić, że zwykła woda wodociągowa szybko niszczy obudowę PP. Badanie pokazuje natomiast, że rodzaj stabilizacji polimeru i warunki eksploatacji mają znaczenie dla długoterminowej trwałości.

Poliwęglan (PC) i problem bisfenolu A

Poliwęglan był dawniej szeroko stosowany w elementach mających kontakt z wodą. Ma bardzo wysoką wytrzymałość mechaniczną, jest przezroczysty i odporny na uderzenia. Zwrócił jednak uwagę naukowców ze względu na możliwą migrację bisfenolu A (BPA), związku wykorzystywanego przy produkcji części poliwęglanów. Badania wykazały, że migracja BPA może rosnąć pod wpływem wysokiej temperatury, promieniowania UV i starzenia materiału. Dlatego stosowanie BPA w materiałach do kontaktu z żywnością i wodą zostało w wielu zastosowaniach ograniczone.

Polisulfon (PSU) i polieterosulfon (PES)

Polisulfony (PSU) i polieterosulfony (PES) to bardziej zaawansowane polimery techniczne, stosowane głównie w profesjonalnej filtracji. Mają bardzo wysoką odporność termiczną i chemiczną oraz stabilność wymiarową, dzięki czemu sprawdzają się tam, gdzie zwykłe tworzywa konstrukcyjne nie dają wymaganej odporności. Wykorzystuje się je m.in. w membranach ultrafiltracyjnych (z czego PES jest szczególnie znany), systemach medycznych i zaawansowanych filtrach przemysłowych. Kosztują więcej od standardowego polipropylenu, ale są bardziej stabilne.

Dlaczego ABS stosuje się w urządzeniach filtracyjnych?

ABS, czyli kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy, to popularne tworzywo konstrukcyjne. Ma dobrą sztywność, odporność na uderzenia, łatwo się przetwarza, jest stabilny wymiarowo i ma estetyczną powierzchnię. Dlatego trafia do obudów urządzeń technicznych. Przy filtrach do wody trzeba jednak odróżnić ABS używany jako zwykłe tworzywo konstrukcyjne od ABS przeznaczonego i przebadanego do kontaktu z wodą pitną. Nie każdy ABS dostępny na rynku nadaje się na powierzchnię mającą bezpośredni kontakt z wodą przeznaczoną do spożycia.

POM (poliacetal) w elementach mechanicznych

POM, nazywany też acetalem lub poliacetalem, to tworzywo konstrukcyjne o dobrych właściwościach mechanicznych: dużej sztywności, małym tarciu, dobrej odporności na zużycie i stabilności wymiarowej. Dlatego częściej spotyka się go w zaworach, mechanizmach, elementach mocujących i ruchomych częściach urządzeń. W filtrze do wody styka się z wodą zwykle na niewielkiej powierzchni, ale i wtedy powinien być dobrany do tego zastosowania.

Czy plastikowe obudowy filtrów są niebezpieczne?

Na podstawie obecnych badań certyfikowane tworzywa przeznaczone do kontaktu z wodą pitną nie są uznawane za istotne źródło zagrożenia dla zdrowia. Ryzyko rośnie przy produktach bez określonego producenta i bez badań migracyjnych, a także przy długotrwałym działaniu wysokiej temperatury i wraz ze starzeniem tworzywa.

Które tworzywo jest najlepsze do obudowy filtra?

To pytanie tylko wygląda prosto. Naukowo nie ma jednej odpowiedzi, bo nie da się ułożyć uniwersalnego rankingu PP, PE, ABS czy PC. Bezpieczeństwo zależy od całości: polimer, dodatki, technologia produkcji, powierzchnia kontaktu, czas, temperatura i skład wody. Dlatego sensowniejsze jest porównanie właściwości.

Materiał	Odporność chemiczna	Odporność mechaniczna	Przezroczystość	Typowe zastosowania
PP	bardzo dobra	dobra	nie	obudowy, wkłady, elementy
PE/HDPE	bardzo dobra	dobra	ograniczona	przewody, elementy
ABS	dobra	bardzo dobra	nie	obudowy i elementy konstrukcyjne
PC	dobra	bardzo dobra	tak	przezroczyste obudowy
POM	dobra	bardzo dobra	nie	zawory i elementy mechaniczne
PSU	bardzo dobra	bardzo dobra	częściowa	zastosowania techniczne
PES	bardzo dobra	bardzo dobra	częściowa	membrany i elementy techniczne

Tabela pokazuje właściwości grup polimerów, a nie certyfikację konkretnego produktu.

Czy grubsza plastikowa obudowa jest bezpieczniejsza?

Niekoniecznie. Grubsza ścianka zwiększa wytrzymałość mechaniczną, odporność na ciśnienie i na uderzenia, ale nie oznacza mniejszej migracji substancji. Przy ocenie migracji liczy się m.in. stosunek powierzchni materiału do objętości wody oraz czas kontaktu. Bezpieczeństwa materiału nie da się więc sprowadzić do jego grubości.

Czy stary filtr plastikowy może być bardziej problematyczny niż nowy?

Potencjalnie tak, ale nie każdy stary filtr staje się niebezpieczny. Z czasem materiał bywa narażony na utlenianie, środki dezynfekcyjne, zmiany temperatury, naprężenia mechaniczne, promieniowanie UV i wielokrotne cykle ciśnienia. Badania nad PP pokazują, że długotrwała ekspozycja na chlorowaną wodę zużywa stabilizatory i zmienia właściwości materiału. (PubMed) Dlatego producent powinien określać przewidywany okres eksploatacji urządzenia, a użytkownik powinien go przestrzegać.

Czy obudowę filtra należy wymieniać razem z wkładem?

Bardzo rzadko. W większości konstrukcji obudowa jest elementem wielokrotnego użytku, a wymianie podlega tylko wkład filtracyjny. To rozwiązanie racjonalne kosztowo, ekologicznie i pod kątem trwałości urządzenia. Obudowę wymienia się, gdy pojawią się pęknięcia, trwałe odkształcenia, uszkodzenia gwintu, ślady degradacji materiału, nieszczelności lub przebarwienia. Nie należy też używać elementu, którego producent nie przewidział do dalszej eksploatacji.

Czy „food grade” oznacza, że materiał nadaje się do filtra wody?

Nie zawsze. Określenie „food grade” bywa używane marketingowo. Materiał do kontaktu z żywnością ocenia się w określonych warunkach tego kontaktu, a filtr wody może wymagać oceny dla kontaktu ciągłego, przy określonej temperaturze, czasie i stosunku powierzchni materiału do objętości wody. Dla użytkownika ważniejsze od etykiety „food grade” jest potwierdzenie, że konkretny materiał lub produkt jest przeznaczony do kontaktu z wodą pitną, najlepiej potwierdzony odpowiednimi certyfikatami.

Podsumowanie części 1

Nie ma podstaw, by twierdzić, że każda plastikowa obudowa jest źródłem mikroplastiku, ani że każde tworzywo jest całkowicie obojętne chemicznie. O bezpieczeństwie decyduje cały system: rodzaj polimeru, dodatki, proces produkcji, konstrukcja i warunki użytkowania, a nie sama nazwa handlowa materiału. (nsf.org) Dlatego jakość obudowy jest równie ważna jak skuteczność wkładu. Najczęściej stosowany polipropylen uchodzi za bezpieczny, o ile pochodzi od producenta używającego materiałów przeznaczonych do kontaktu z wodą pitną, przy zachowaniu jakości surowca, certyfikacji i kontroli produkcji.

Część 2. Czy plastikowa obudowa filtra może być źródłem mikroplastiku i nanoplastiku w wodzie pitnej?

Jeszcze kilkanaście lat temu mikroplastik kojarzył się głównie z zanieczyszczeniem mórz i oceanów. Dziś wiadomo, że występuje niemal wszędzie: od głębin oceanicznych, przez glebę i powietrze, po wodę pitną, żywność oraz organizmy ludzi i zwierząt. (WHO) Cząstki tworzyw wykrywa się zarówno w wodzie butelkowanej, jak i wodociągowej. Nie wszystkie źródła są zanieczyszczone w tym samym stopniu i nie każda obecność mikroplastiku oznacza udokumentowane zagrożenie zdrowotne. Aktualne badania wskazują przede wszystkim na potrzebę lepszego poznania skali zjawiska i ujednolicenia metod pomiarowych. (PubMed)

Czym jest mikroplastik?

Szczegółowo o tym, jak plastik trafia do wody pitnej, piszemy w osobnym artykule na blogu. Tutaj skupiamy się na zagrożeniu mikroplastikiem wynikającym z budowy filtrów z tworzyw sztucznych. Przyjęło się, że cząstki od kilku mikrometrów do 5 mm to mikroplastik, a cząstki poniżej 1 µm (1000 nm) to nanoplastik, choć definicje bywają różne w zależności od metod badawczych. (oaepublish.com)

Skąd mikroplastik trafia do wody pitnej?

Najważniejsze zidentyfikowane źródła to:

degradacja odpadów z tworzyw sztucznych w środowisku,
ścieranie opon samochodowych,
włókna syntetyczne uwalniane podczas prania odzieży,
fragmentacja opakowań z tworzyw sztucznych,
rury i elementy instalacji wodociągowych z polimerów,
transport i magazynowanie wody,
butelki oraz ich zakrętki.

Znaczna część tych cząstek trafia do wód powierzchniowych, a stamtąd do ujęć wody pitnej. Nowoczesne stacje uzdatniania usuwają dużą część zawiesin, ale nie wszystkie mikro- i nanocząstki zostają zatrzymane. (PubMed)

Czy obudowa filtra może uwalniać mikroplastik?

Nie ma dziś przekonujących badań pokazujących, że certyfikowane obudowy kuchennych filtrów są istotnym źródłem mikroplastiku w normalnych warunkach użytkowania. (WHO) Trzeba jednak pamiętać, że każdy polimer się starzeje. W określonych warunkach może dojść do utleniania powierzchni, mikropęknięć, degradacji mechanicznej i zmian struktury materiału, a w skrajnych przypadkach do powstawania bardzo drobnych cząstek tworzywa. Dotyczy to głównie materiałów długo eksploatowanych, narażonych na promieniowanie UV, wysoką temperaturę lub agresywne środowisko chemiczne, a nie nowych, certyfikowanych urządzeń pracujących w warunkach domowych. (hero.epa.gov)

Jak starzeją się tworzywa sztuczne?

Starzenie polimerów zależy od wielu czynników.

Utlenianie. Tlen atmosferyczny reaguje z łańcuchami polimerów i stopniowo obniża właściwości mechaniczne.
Promieniowanie UV. Światło słoneczne powoduje fotodegradację wielu tworzyw, dlatego elementy montowane na zewnątrz starzeją się znacznie szybciej niż urządzenia pod zlewem czy na blacie.
Naprężenia mechaniczne. Wielokrotne zmiany ciśnienia sprzyjają powstawaniu mikropęknięć.
Temperatura. Wyższa przyspiesza starzenie i migrację niektórych dodatków.
Środki dezynfekcyjne. Chlor i chloraminy w wodzie wodociągowej mogą przyspieszać degradację części polimerów, a skala zależy od rodzaju tworzywa i czasu ekspozycji. (hero.epa.gov)

Czy chlor niszczy tworzywa sztuczne?

Tak, choć nie wszystkie w takim samym stopniu. Jego działania nie da się jednak ignorować. Tworzywa do kontaktu z wodą pitną projektuje się z uwzględnieniem środków dezynfekcyjnych, ale wieloletnia ekspozycja na chlor może powoli utleniać powierzchnię, zmniejszać elastyczność i zwiększać kruchość niektórych materiałów. To proces stopniowego starzenia, który producenci powinni uwzględniać przy określaniu trwałości urządzeń. (hero.epa.gov)

Mikroplastik a migracja dodatków chemicznych

W ocenie bezpieczeństwa obudów nie chodzi wyłącznie o mikroplastik. Trzeba odróżnić dwa zjawiska: uwalnianie cząstek tworzywa (mikroplastiku) oraz migrację substancji chemicznych obecnych w materiale. Migracja chemiczna bywa równie istotna i jest znacznie lepiej poznana. Nowoczesne tworzywa mogą zawierać m.in. przeciwutleniacze, stabilizatory UV, środki poślizgowe, barwniki i pozostałości monomerów. Część z nich w określonych warunkach przechodzi do wody, a ich migracja zależy od temperatury, czasu kontaktu, rodzaju polimeru, składu chemicznego wody i powierzchni kontaktu. (hero.epa.gov) Dlatego materiały do kontaktu z wodą pitną powinny przechodzić badania migracyjne przed dopuszczeniem do stosowania.

Co decyduje o migracji substancji z plastiku?

Migracja nie jest procesem stałym, a jej intensywność zależy od kilku parametrów.

Temperatura. Jej wzrost zwykle przyspiesza procesy dyfuzyjne i może zwiększać migrację.
Czas kontaktu. Im dłuższy, tym większa możliwość migracji.
pH. Odczyn wody wpływa na stabilność powierzchni materiału i zachowanie poszczególnych związków.
Rodzaj polimeru. Różne tworzywa mają różną strukturę i różną zdolność zatrzymywania dodatków.
Skład materiału. Dwa produkty nominalnie z tego samego tworzywa mogą różnić się właściwościami migracyjnymi ze względu na recepturę i proces produkcji.
Starzenie. Materiał narażany przez lata na wodę, temperaturę, tlen i środki dezynfekcyjne zachowuje się inaczej niż nowy.

Migracja z butelek wielokrotnego użytku (badanie 2024)

W 2024 roku opublikowano badanie migracji substancji chemicznych z butelek wielokrotnego użytku wykonanych z różnych polimerów. Zastosowano szeroką analizę chemiczną, obejmującą niemal 1000 niezidentyfikowanych związków. Wyniki pokazały ogromne różnice między produktami: ponad 70% wykrytych nieznanych związków było charakterystycznych dla konkretnych butelek, a wśród nich znalazły się substancje związane z dodatkami technologicznymi i procesem produkcji. (PubMed) Badanie nie dotyczyło obudów filtrów, więc nie można przenosić jego wyników wprost na filtry. Jest jednak ważne dla materiałoznawstwa, bo pokazuje, że sama informacja „produkt jest z polipropylenu” nie mówi wszystkiego o jego profilu migracyjnym. Liczą się też receptura, dodatki, technologia produkcji i sposób użytkowania.

Mikroplastik i substancje chemiczne to dwa różne problemy

Rozdziel te dwa pojęcia. Mikroplastik to cząstka materiału polimerowego, na przykład fragment polipropylenu o wielkości 50 µm. Migrant chemiczny to pojedyncza substancja przechodząca z materiału do wody, na przykład pozostałość dodatku technologicznego. Możliwy jest mikroplastik bez dużej migracji chemicznej oraz migracja chemiczna bez wykrywalnego mikroplastiku, dlatego pełna ocena bezpieczeństwa powinna obejmować oba zjawiska. Skala zależy od rodzaju materiału, jego składu, jakości wykonania i warunków użytkowania. W przypadku certyfikowanych obudów filtrów brakuje na razie danych, by uznać je za istotne źródło mikroplastiku w wodzie pitnej.

Co mówi Światowa Organizacja Zdrowia?

Raport WHO „Microplastics in Drinking-water” pozostaje jednym z najważniejszych dokumentów w tej dziedzinie. Najważniejsze wnioski:

mikroplastik wykryto w wodzie wodociągowej i butelkowanej;
obecne dane nie pozwalają uznać mikroplastiku w wodzie pitnej za potwierdzone zagrożenie zdrowotne przy dzisiejszych poziomach narażenia;
największym problemem są braki w standaryzacji metod analitycznych, zwłaszcza dla nanoplastiku;
priorytetem dostawców wody powinno pozostać skuteczne usuwanie patogenów i znanych zanieczyszczeń chemicznych, co przy okazji ogranicza ilość mikroplastiku. (WHO)

Dlaczego wyniki badań tak bardzo się różnią?

Poszczególne laboratoria stosują różne techniki pobierania próbek, różne filtry laboratoryjne, metody identyfikacji polimerów i granice wykrywalności. Dlatego dwa zespoły analizujące podobne próbki mogą uzyskać odmienne wyniki, a najnowsze przeglądy podkreślają potrzebę wspólnych standardów analitycznych. (PubMed) Wiadomo dziś, że mikroplastik występuje w części próbek wody pitnej na całym świecie, ale rzeczywiste stężenia trudno porównywać z powodu różnic w metodach. (ScienceDirect) Jednocześnie brakuje dowodów, by uznać typowe, certyfikowane obudowy kuchennych filtrów za istotne źródło mikroplastiku. Wiemy natomiast, że tworzywa się starzeją, że mogą z nich migrować substancje chemiczne, że temperatura i czas kontaktu mają znaczenie, że środki dezynfekcyjne wpływają na starzenie części polimerów oraz że jakość materiału i procesu produkcji ma znaczenie.

Prowadzi to do wniosku: o bezpieczeństwie filtra decyduje konkretny materiał, jego jakość, przeznaczenie, badania migracyjne i warunki użytkowania, a nie sam fakt, że obudowa jest z plastiku lub z metalu.

Czy plastikowa obudowa filtra może być jednym ze źródeł mikroplastiku?

Teoretycznie tak. Dla domowych obudów filtrów nie zostało to jednak jednoznacznie wykazane, i to rozróżnienie ma znaczenie. Istnieją badania pokazujące, że tworzywa sztuczne mogą się ścierać, starzeć, degradować i fragmentować, a w określonych warunkach powstają bardzo małe cząstki. Brakuje jednak danych, by na tej podstawie uznać typową, certyfikowaną obudowę kuchennego filtra za znaczące źródło mikroplastiku w wodzie pitnej. Aktualne przeglądy wskazują raczej na potrzebę dokładniejszego określenia źródeł cząstek w całym łańcuchu: ujęcie wody, uzdatnianie, sieć wodociągowa, instalacja budynku, punkt poboru. (ScienceDirect) Obudowa filtra może być jednym z elementów tego łańcucha, ale jej rzeczywisty udział pozostaje niezbadany.

Mikroplastik a zużycie powierzchni tworzywa

Żeby z tworzywa powstała cząstka mikroplastiku, materiał musi zostać oderwany od powierzchni lub uformowany w procesie degradacji.

Ścieranie mechaniczne. Powtarzające się ruchy, tarcie lub kontakt z innymi elementami mogą powodować powstawanie drobnych fragmentów.
Starzenie chemiczne. Reakcje w polimerze stopniowo zmieniają jego strukturę.
Promieniowanie UV. To jeden z ważniejszych czynników przyspieszających starzenie wielu tworzyw, choć w filtrach kuchennych ekspozycja na UV jest zwykle znacznie mniejsza niż na zewnątrz.
Wysoka temperatura. Przyspiesza degradację i migrację niektórych związków.

Część 3. Stal nierdzewna, stopy miedzi, migracja metali i wpływ korozji na jakość wody

Stal nierdzewna i mosiądz bywają postrzegane jako materiały „bardziej naturalne” i bezpieczniejsze od tworzyw sztucznych, ale z punktu widzenia nauki sprawa jest bardziej złożona. Znaczenie mają przede wszystkim: rodzaj metalu i jego skład chemiczny, jakość stopu, stan powierzchni, korozja, pH wody, temperatura, czas kontaktu oraz obecność chloru i innych środków dezynfekcyjnych.

Stal nierdzewna jako materiał obudowy filtrów do wody

Stal nierdzewna to jeden z najbardziej cenionych materiałów w urządzeniach mających kontakt z wodą pitną. W porównaniu z tworzywami ma bardzo wysoką odporność mechaniczną, stabilność chemiczną i wieloletnią trwałość. W filtrach kuchennych stosuje się ją do obudów filtrów nablatowych, korpusów filtrów podzlewozmywakowych, głowic filtracyjnych, przyłączy oraz elementów konstrukcyjnych. Jej główna zaleta to charakter nieorganiczny: nie zawiera typowych dla tworzyw dodatków, takich jak plastyfikatory, stabilizatory polimerów czy środki zmiękczające. Nie znaczy to jednak, że jest całkowicie obojętna chemicznie. Każdy materiał w kontakcie z wodą może podlegać procesom powierzchniowym, w tym bardzo powolnej korozji i uwalnianiu śladowych ilości pierwiastków.

Rodzaje stali nierdzewnej stosowane w filtrach

Nie każda stal nierdzewna ma takie same właściwości. Najczęściej stosuje się gatunki AISI 304, 304L, 316 i 316L. Różnią się składem chemicznym i odpornością na korozję, a popularność w urządzeniach mających kontakt z wodą zawdzięczają połączeniu wysokiej wytrzymałości, odporności na korozję, stabilności chemicznej, odporności na temperaturę, łatwości utrzymania higieny i długiej żywotności. Dlatego stal nierdzewna jest szeroko stosowana także w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym oraz w instalacjach uzdatniania wody.

Czym jest pasywacja stali nierdzewnej?

To jedno z najważniejszych zjawisk decydujących o właściwościach stali nierdzewnej. Chrom zawarty w stali reaguje z tlenem i tworzy na powierzchni bardzo cienką warstwę tlenków. Jest ona niewidoczna gołym okiem, silnie związana z powierzchnią i zdolna do samoodtwarzania w obecności tlenu, a to właśnie ona chroni stal przed dalszą korozją. Nie oznacza to pełnej odporności. W odpowiednich warunkach może dojść do korozji wżerowej, szczelinowej, naprężeniowej lub galwanicznej, dlatego nawet stal nierdzewną trzeba dobierać do warunków pracy.

Stal nierdzewna AISI 304

Jedna z najpopularniejszych stali nierdzewnych na świecie. Typowy skład to około 18% chromu, 8–10% niklu i żelazo jako główny składnik. Ma bardzo dobrą odporność na korozję, dobrze znosi wodę wodociągową, jest trwała i stosunkowo tania, dlatego szeroko stosuje się ją w armaturze, urządzeniach gastronomicznych, zbiornikach i instalacjach wodnych.

Stal nierdzewna AISI 316 i 316L

Uchodzi za materiał o jeszcze wyższej odporności chemicznej. W porównaniu z AISI 304 zawiera dodatkowo molibden (około 2–3%), który zwiększa odporność na chlorki, korozję wżerową i agresywne środowisko chemiczne. Dlatego 316L stosuje się w przemyśle farmaceutycznym, medycynie, instalacjach wysokiej czystości i w profesjonalnych systemach uzdatniania wody.

Czy 316 jest zawsze lepsza od 304?

Nie w każdym przypadku. W typowej instalacji domowej różnica może nie mieć praktycznego znaczenia. Przewaga 316 staje się istotna, gdy woda jest bardziej agresywna chemicznie, zawiera dużo chlorków lub element pracuje w trudniejszych warunkach.

Czy stal nierdzewna może zanieczyszczać wodę?

Tak, może uwalniać śladowe ilości metali, ale w prawidłowo wykonanych produktach wartości te są bardzo niskie. Najczęściej analizuje się nikiel (Ni), chrom (Cr), żelazo (Fe) i mangan (Mn).

Migracja niklu ze stali nierdzewnej

Nikiel może przechodzić z powierzchni stali do wody, a proces zależy od rodzaju stali, czasu kontaktu, temperatury, pH wody, obecności chlorków i jakości powierzchni stali. Badania pokazują, że największa migracja występuje w nowych elementach, podczas pierwszych kontaktów z wodą i przy wodzie kwaśnej. Po pewnym czasie na powierzchni tworzy się stabilna warstwa tlenków chromu (warstwa pasywna), która odpowiada za odporność stali nierdzewnej.

Chrom, czy jest problemem?

Chrom w stali nierdzewnej występuje głównie jako chrom metaliczny związany w strukturze stopu. Trzeba odróżnić chrom trójwartościowy Cr(III), naturalny składnik warstwy pasywnej i mało toksyczny, od chromu sześciowartościowego Cr(VI), który jest silnie toksyczny i nie powinien występować w materiałach mających kontakt z wodą. W prawidłowo wykonanej stali nierdzewnej przeznaczonej do wody pitnej ryzyko powstawania Cr(VI) jest bardzo niskie, bliskie zeru.

Znaczenie jakości powierzchni stali nierdzewnej

Sama nazwa „stal nierdzewna” nie gwarantuje jakości. Liczą się skład stopu, proces produkcji, polerowanie powierzchni, czyszczenie po obróbce i pasywacja. Powierzchnie wysokiej jakości mają małą chropowatość, słabiej przyciągają bakterie i wykazują mniejszą migrację metali, dlatego w urządzeniach do wody pitnej preferuje się gładkie, polerowane i odpowiednio zabezpieczone powierzchnie.

Mosiądz w filtrach do wody: zalety i zagrożenia

Mosiądz to stop miedzi i cynku. W filtrach stosuje się go głównie do zaworów, gwintów, przyłączy i elementów regulacyjnych, bo łatwo się obrabia, jest wytrzymały i odporny na ciśnienie. Historycznie największym problemem była zawartość ołowiu, który dodawano, bo poprawiał skrawalność i ułatwiał produkcję precyzyjnych elementów. Ołów może jednak migrować do wody, zwłaszcza przy wodzie stojącej w instalacji, niskim pH i długim czasie kontaktu. Dziś stosuje się materiały o ograniczonej zawartości ołowiu, m.in. CW617N (popularny mosiądz do armatury), CW602N (stop odporny na odcynkowanie) i CW606N (stop projektowany pod ograniczoną migrację metali), a także stopy bezołowiowe, coraz częściej obecne w bateriach kuchennych, filtrach i instalacjach wody pitnej.

Dlaczego stosowano ołów w mosiądzu?

Do wielu stopów mosiądzu tradycyjnie dodawano ołów, bo niewielki dodatek poprawiał skrawalność, ułatwiał obróbkę mechaniczną i przyspieszał produkcję elementów. Z punktu widzenia produkcji było to korzystne, z punktu widzenia zdrowia publicznego problematyczne. Ołów jest toksycznym metalem ciężkim, a szczególnie narażone są dzieci, dlatego współczesne regulacje coraz mocniej ograniczają stosowanie materiałów z ołowiem w elementach mających kontakt z wodą pitną.

Czy mosiądz może uwalniać ołów do wody?

Tak, jeżeli stop zawiera ołów i warunki sprzyjają jego uwalnianiu. Skala migracji zależy od składu stopu, powierzchni materiału, pH, alkaliczności wody, czasu kontaktu, temperatury i właściwości wody. Problem ołowiu z armatury i elementów instalacji jest dobrze udokumentowany. Szczególnie istotne jest uwalnianie ołowiu po okresie stagnacji: jeżeli woda przez wiele godzin stoi w kontakcie z elementem zawierającym ołów, jego stężenie może wzrosnąć w porównaniu z wodą przepływającą. Dlatego pierwsza woda po dłuższej przerwie może mieć inne właściwości niż woda po przepłukaniu instalacji.

Mosiądz bezołowiowy jako kierunek rozwoju

W odpowiedzi na problem ołowiu rozwija się mosiądze o bardzo niskiej zawartości tego pierwiastka lub bez celowego dodatku, określane jako lead-free brass, czyli mosiądz bezołowiowy. Nie zawsze oznacza to absolutne „0 ppm”. Regulacje mogą definiować maksymalną dopuszczalną zawartość ołowiu w materiale lub średnią ważoną w elementach zwilżanych, dlatego „bezołowiowy” trzeba czytać w kontekście konkretnej normy.

Odcynkowanie mosiądzu

Jednym z charakterystycznych mechanizmów korozji mosiądzu jest odcynkowanie (dezynkifikacja), czyli selektywne usuwanie cynku ze stopu. W efekcie pozostaje bardziej porowata struktura bogata w miedź. Proces osłabia materiał, zwiększa porowatość i ryzyko nieszczelności oraz zmienia właściwości powierzchni. Wpływają na niego m.in. skład chemiczny wody, pH, temperatura, zawartość chlorków i właściwości konkretnego stopu, dlatego do instalacji wodnych dobiera się stopy o zwiększonej odporności na odcynkowanie.

Dlaczego oznaczenie stopu (CW617N, CW606N, CW508L) ma znaczenie?

Przy mosiądzu nie wystarczy informacja „obudowa z mosiądzu”. Znacznie więcej mówi konkretny gatunek stopu. W europejskim systemie oznaczeń spotyka się m.in. CW617N (popularny stop do armatury i elementów instalacji), CW606N (stop do obróbki skrawaniem, stosowany w armaturze) i CW508L (mosiądz do obróbki plastycznej). Samo oznaczenie stopu wciąż jednak nie przesądza, że produkt spełnia wszystkie wymagania dla wody pitnej. Liczy się rzeczywisty skład chemiczny i zgodność z odpowiednimi wymaganiami.

Czy miedź może przechodzić do wody?

Tak. Miedź może migrować z elementów miedzianych i mosiężnych. W niewielkich ilościach jest naturalnym pierwiastkiem potrzebnym organizmowi, ale wysokie stężenia mogą szkodzić. Woda w kontakcie z miedzią bywa metaliczna w smaku i zapachu, czasem ma niebiesko-zielone zabarwienie. WHO podaje dla miedzi wartość wytyczną 2 mg/l w wodzie pitnej, a rzeczywisty poziom zależy w praktyce od jakości wody i stanu instalacji.

Czy stal nierdzewna jest bezpieczniejsza od mosiądzu?

Bezwarunkowo tego nie rozstrzygniemy, ale można wskazać różnice.

Cecha	Stal nierdzewna	Mosiądz
Podstawowy materiał	stop Fe-Cr	stop Cu-Zn
Odporność na korozję	bardzo dobra	dobra do bardzo dobrej
Potencjalne migratory	Fe, Ni, Cr	Cu, Zn, Pb*
Problem ołowiu	zasadniczo nie	może występować w tradycyjnych stopach
Obróbka	trudniejsza	łatwiejsza
Zastosowanie	obudowy, zbiorniki	zawory, złącza, armatura
Odporność na chlorki	zależna od gatunku	zależna od stopu
Ryzyko odcynkowania	nie dotyczy	tak

* Zawartość ołowiu w mosiądzu zależy od konkretnego stopu.

Największa zaleta wysokiej jakości stali nierdzewnej to brak problemu ołowiu, typowego dla części tradycyjnych stopów mosiądzu. Nie znaczy to jednak, że każdy element ze stali nierdzewnej jest lepszy od każdego elementu mosiężnego.

Czy stal nierdzewna rozwiązuje problem mikroplastiku z obudowy?

Tak, może usunąć jeden z potencjalnych mechanizmów, bo stal nie jest polimerem i nie tworzy mikroplastiku w takim sensie jak tworzywa sztuczne. Więcej o samej technologii przeczytasz na stronie o ceramicznych filtrach do wody bez odwróconej osmozy.

Czy metalowa obudowa może zmieniać skład chemiczny wody?

Tak. Woda dobrze reaguje z materiałami, z którymi się styka, więc jej właściwości chemiczne mogą się zmieniać. Zależnie od materiału zachodzą reakcje korozji, rozpuszczanie, wymiana jonowa, adsorpcja lub tworzenie warstw pasywnych. Dlatego również metalowe obudowy trzeba projektować pod kątem jakości wody, z którą będą pracować.

Czy chlor może uszkadzać stal nierdzewną?

Tak, ale dopiero przy dużych stężeniach, niespotykanych w wodzie pitnej, i przy długim czasie ekspozycji. Stale nierdzewne znoszą wiele warunków środowiskowych, jednak obecność chlorków może sprzyjać korozji wżerowej. Liczą się wtedy stężenie chlorków, temperatura, gatunek stali i stan powierzchni, dlatego 316/316L ma przewagę nad 304/304L w środowiskach o podwyższonej zawartości chlorków. Typowej zimnej wody wodociągowej nie należy jednak utożsamiać z agresywnym środowiskiem przemysłowym.

Co jest ważniejsze, materiał czy powierzchnia?

Przy metalach stan powierzchni ma ogromne znaczenie. Dwie obudowy z tego samego gatunku stali mogą zachowywać się różnie, jeśli różnią się jakością polerowania, obróbką powierzchni, obecnością zanieczyszczeń, jakością spawów lub procesem pasywacji. Dobrze przygotowana powierzchnia znacząco zwiększa odporność na korozję, dlatego profesjonalna produkcja obejmuje nie tylko wybór gatunku stali, ale i odpowiednią obróbkę powierzchni.

Czy metalowa obudowa jest najlepszym rozwiązaniem dla filtra kuchennego?

Bywa bardzo dobra, ale nie zawsze najlepsza. Metal daje dużą wytrzymałość, odporność mechaniczną, trwałość i wysoką odporność temperaturową. Tworzywa z kolei są lżejsze, odporne na wiele rodzajów korozji, łatwiejsze w produkcji i często tańsze. Wybór zależy od konstrukcji konkretnego urządzenia.

Najważniejsza różnica między metalem a tworzywem

Wróćmy do pytania z poprzedniej części: czy plastikowa obudowa może zanieczyszczać wodę? Tak, potencjalnie może wystąpić migracja substancji chemicznych lub, w określonych warunkach, uwalnianie cząstek. Dokładnie tak samo można zapytać o metal, i odpowiedź też brzmi: tak. W przypadku metalu potencjalnymi migrantami są m.in. nikiel, chrom, miedź, cynk, żelazo, a w niektórych stopach ołów. Dlatego ocena bezpieczeństwa powinna uwzględniać cały profil materiału, a nie samą jego nazwę.

Czy obudowa ze stali nierdzewnej jest lepsza niż plastikowa?

Oba rozwiązania mogą być bezpieczne i mają wady oraz zalety. Trudno jednak pominąć fakt, że łatwiej uzyskać bezpieczny produkt ze stali nierdzewnej niż z tworzywa, a ludzki organizm miał tysiące lat na wykształcenie mechanizmów obronnych przeciwko związkom nieorganicznym występującym w przyrodzie. Tworzywa sztuczne i ich związki organiczne to wynalazek ostatnich dekad, więc nasz kod genetyczny nie jest jeszcze w pełni przystosowany do ich sprawnej neutralizacji. Ewolucyjnie lepiej radzimy sobie z naturalnymi toksynami nieorganicznymi, choć indywidualna tolerancja zależy od profilu genetycznego człowieka, a nie od ogólnej klasyfikacji chemicznej substancji. [1] Na tej zasadzie opierają się ceramiczne filtry do wody ze stali nierdzewnej.

Tworzywo sztuczne nie koroduje, jest lekkie, ma dobrą odporność chemiczną i niższą cenę. Jego słabości to podatność na starzenie, zależność jakości od surowca i możliwa migracja dodatków technologicznych.

Stal nierdzewna daje wysoką trwałość, odporność mechaniczną, brak typowych dodatków polimerowych i łatwe utrzymanie czystości. W zamian kosztuje więcej, może uwalniać śladowe ilości metali i wymaga dobrej jakości wykonania.

Co mówią badania naukowe?

Badania nad uwalnianiem metali z materiałów instalacyjnych do wody pitnej (stal nierdzewna, mosiądz, materiały instalacyjne) pokazały, że największe znaczenie mają jakość stopu, czas stagnacji wody i temperatura. [17] Europejskie badania materiałów kontaktujących się z wodą wskazują z kolei, że bezpieczeństwo zależy przede wszystkim od kontroli jakości, badań migracyjnych i zgodności materiału z normami. [18]

Wnioski praktyczne dla użytkowników filtrów

Skoro o bezpieczeństwie decyduje konkretny materiał i jego jakość, a nie sam podział na plastik i metal, w praktyce warto trzymać się kilku zaleceń

wybierać urządzenia z materiałów przeznaczonych do kontaktu z wodą pitną;

unikać produktów niewiadomego pochodzenia, dla których producent nie podaje rodzaju materiałów;
przestrzegać zalecanych okresów eksploatacji i wymieniać zużyte elementy;
nie wystawiać plastikowych obudów na długotrwałe działanie promieniowania UV ani wysokiej temperatury.

Podsumowanie części 3

Stal nierdzewna i nowoczesne stopy miedzi należą do najbezpieczniejszych materiałów w filtracji wody. Najbardziej liczy się nie sam materiał, ale jego jakość, pochodzenie, proces produkcji i sposób użytkowania. Wysokiej jakości stal AISI 304 lub 316L wykazuje bardzo niską migrację substancji do wody i jest stosowana w najbardziej wymagających zastosowaniach. Przy mosiądzu najważniejsze jest stosowanie nowoczesnych stopów o ograniczonej zawartości ołowiu lub całkowicie bezołowiowych.

Część 4. Uszczelki, kleje i materiały pomocnicze. Często pomijane źródło migracji

W poprzednich częściach omówiliśmy dwa najważniejsze materiały konstrukcyjne obudów: tworzywa sztuczne i metale. Jest jednak jeszcze grupa materiałów, których użytkownik prawie nie zauważa, a które mają bezpośredni kontakt z wodą: uszczelki, O-ringi, elastomery, kleje, środki uszczelniające, smary montażowe i materiały łączące elementy. W filtrze jest ich niewiele w porównaniu z obudową, ale nie można ich pominąć. Badania jakości wody pokazują, że materiały uszczelniające bywają źródłem związków organicznych migrujących do wody, a w niektórych sytuacjach ich znaczenie bywa większe, niż wynikałoby z samej powierzchni kontaktu. (PubMed)

Dlaczego uszczelki mają znaczenie?

W typowym filtrze kuchennym jest kilka różnych uszczelek. Zapobiegają wyciekom, utrzymują ciśnienie, oddzielają części filtra, zabezpieczają połączenia gwintowane i kompensują drobne nierówności powierzchni. Najczęściej wykonuje się je z elastomerów, czyli elastycznych materiałów polimerowych. Najczęstsze to EPDM (kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy), NBR (kauczuk nitrylowy), silikon (VMQ/PDMS), FKM/FPM (elastomery fluorowe), czasem inne materiały specjalistyczne. To jednak nie są materiały z jednego polimeru. W produkcji elastomer może zawierać środki sieciujące, przyspieszacze wulkanizacji, stabilizatory, pigmenty, wypełniacze, plastyfikatory, środki przeciwstarzeniowe i pozostałości po procesie produkcyjnym. Dlatego samo określenie „uszczelka silikonowa” albo „uszczelka EPDM” nie opisuje całego materiału.

EPDM, jeden z najważniejszych elastomerów w instalacjach wodnych

EPDM często trafia do uszczelnień mających kontakt z wodą. Dobrze znosi wodę, wilgoć, starzenie, ozon, wiele środków chemicznych i temperaturę, dlatego stosuje się go w instalacjach wodociągowych, armaturze, zaworach, filtrach, pompach i O-ringach. Istnieją konkretne produkty EPDM z certyfikacją do kontaktu z wodą pitną, a aktualne wykazy NSF zawierają wiele takich uszczelek i O-ringów. (info.nsf.org) EPDM jako rodzina materiałów nie oznacza jednak, że każda uszczelka EPDM nadaje się do wody pitnej. Liczy się konkretna formulacja.

Czy EPDM może uwalniać związki do wody?

Tak, i to jedno z ważniejszych ustaleń badań nad elastomerami. W badaniu migracji węgla organicznego z materiałów polimerowych do wody analizowano m.in. EPDM i silikon. Wykazano, że materiały polimerowe mogą uwalniać do wody związki organiczne, a wielkość migracji zależy m.in. od rodzaju materiału i jego składu. (sciencedirect.com) Badano różne rodzaje EPDM z różną ilością plastyfikatorów i okazało się, że znaczenie ma formulacja materiału, a nie tylko jego podstawowa nazwa chemiczna. Dwie uszczelki opisane jako „EPDM” mogą mieć różne właściwości migracyjne.

Chlorowana woda a uszczelki EPDM

To zagadnienie jest istotne przy filtrach podłączonych do wodociągu, bo woda wodociągowa może zawierać pozostałości środków dezynfekcyjnych. Badania pokazały, że kontakt materiałów polimerowych z chlorowaną wodą wpływa na zużycie chloru, migrację węgla organicznego, właściwości wody i potencjał tworzenia biofilmu. W badaniu obejmującym EPDM, PEX i polibutylen zaobserwowano istotne różnice między materiałami, a dla EPDM stężenie całkowitego węgla organicznego (TOC) w wodzie po kontakcie z chlorowaną wodą było wyższe niż w próbach bez chloru. (PubMed)

NBR (kauczuk nitrylowy)

Kolejny popularny elastomer to NBR. Jest odporny na oleje, tłuszcze, paliwa i część substancji chemicznych, dlatego trafia do uszczelek, O-ringów, zaworów i elementów hydraulicznych. Istnieją formulacje NBR certyfikowane do kontaktu z wodą pitną, a aktualne wykazy NSF obejmują konkretne produkty NBR do zastosowań wodnych. (info.nsf.org) Certyfikowany NBR to jednak nie to samo co dowolny NBR.

NBR a EPDM, który materiał jest lepszy do filtra?

Nie ma jednego zwycięzcy, bo właściwości są różne.

Właściwość	EPDM	NBR
Woda	bardzo dobra odporność	dobra
Gorąca woda	bardzo dobra	zależna od formulacji
Ozon	bardzo dobra	słabsza
Starzenie	bardzo dobra	dobra
Oleje	słaba	bardzo dobra
Paliwa	słaba	bardzo dobra
Typowe zastosowanie wodne	bardzo częste	częste

W filtrze kuchennym, który pracuje głównie z wodą, EPDM jest logicznym wyborem. Jeśli jednak konstrukcja wymaga odporności na oleje lub inne substancje, lepszy bywa NBR.

Silikon. Popularny, ale nie zawsze obojętny

Silikon zasługuje na osobne omówienie. W filtrach i urządzeniach wodnych bywa uszczelką, przewodem, membraną lub elementem elastycznym. Ma dużą elastyczność, odporność temperaturową, dobrą stabilność i odporność na starzenie. Może jednak wykazywać istotną migrację niektórych substancji, zwłaszcza przy niewłaściwej formulacji lub niskiej jakości materiału. Badania materiałów w urządzeniach do dystrybucji wody pokazały, że różne polimery znacząco różnią się migracją węgla organicznego i wpływem na potencjał tworzenia biofilmu, a w jednym z badań silikon miał szczególnie wysoką migrację AOC spośród analizowanych komponentów. (PubMed)

Czy silikon może uwalniać plastyfikatory?

Nie każdy silikon zawiera klasyczne plastyfikatory, jak część miękkich tworzyw PVC. Produkty silikonowe mogą jednak zawierać różne dodatki i pozostałości po produkcji, a część z nich migruje do wody. W badaniach z 2024 roku, w których użyto czułej metody LC-HRMS do analizy migracji z butelek wielokrotnego użytku, silikon należał do materiałów o szczególnie dużej liczbie migrujących związków. Wykrywano m.in. niektóre plastyfikatory i ftalany. (PubMed) Wyników nie można przenosić wprost na silikonową uszczelkę filtra, bo badanie dotyczyło całych butelek. Pokazuje ono jednak ważną zasadę: „silikon” nie znaczy automatycznie „chemicznie obojętny”.

Dlaczego niewielka uszczelka może mieć znaczenie?

Można powiedzieć: „uszczelka waży kilka gramów, a obudowa kilkaset”. To prawda, ale dla migracji liczy się nie tylko masa. Znaczenie ma m.in. stosunek powierzchni kontaktu materiału z wodą do objętości wody. Dlatego systemy certyfikacyjne wprowadzają ograniczenia dotyczące powierzchni materiału pozostającej w kontakcie z określoną objętością wody, a w wykazach NSF dla konkretnych uszczelek można znaleźć np. limity maksymalnego stosunku powierzchni materiału do objętości wody. (info.nsf.org) Ilość materiału mającego kontakt z wodą jest więc jednym z parametrów oceny bezpieczeństwa.

Związki z uszczelek w wodzie pitnej (badanie 2022)

Jedno z ciekawszych badań w tym obszarze opublikowano w 2022 roku. Zastosowano non-target screening, czyli analizę wykrywającą bardzo szerokie spektrum substancji bez ograniczania się do wcześniej wybranej listy. Badano m.in. wodę z systemu dystrybucji oraz materiały z HDPE, a wynik był zaskakujący: znaczną część wykrytych związków przypisano nie samym rurom HDPE, lecz gumowym uszczelkom znajdującym się wcześniej w systemie. (PubMed) Autorzy zauważyli, że uszczelki często uznaje się za element o marginalnym znaczeniu ze względu na ich niewielką ilość, a badanie sugeruje, że ich wpływ na skład chemiczny wody bywa większy, niż zakładano. Dlatego uszczelek nie wolno pomijać w analizie bezpieczeństwa materiałowego filtrów.

Co dokładnie może migrować z elastomerów?

Potencjalnie: pozostałości substancji z produkcji, produkty uboczne wulkanizacji, antyoksydanty, stabilizatory, plastyfikatory, przyspieszacze sieciowania, związki niskocząsteczkowe i produkty starzenia materiału. Dlatego nowoczesne badania coraz częściej sięgają po non-target screening. Tradycyjna analiza odpowiada na pytanie „czy w wodzie jest substancja X?”, a non-target screening pozwala zapytać szerzej: „jakie związki w ogóle pojawiły się w wodzie po kontakcie z materiałem?”.

Czy wszystkie migrujące związki są niebezpieczne?

Nie. Wykrycie substancji w wodzie to nie to samo co wykrycie zagrożenia zdrowotnego. Trzeba jeszcze znać jej stężenie, toksyczność, biodostępność, drogę narażenia, częstotliwość kontaktu i wartość referencyjną dla zdrowia. Niektóre elastomery mogą uwalniać do wody związki organiczne, dlatego ich skład i przydatność do kontaktu z wodą pitną powinny być odpowiednio oceniane.

Kleje, kolejny pomijany materiał

Niektóre filtry zawierają kleje do mocowania elementów, łączenia materiałów, uszczelniania, produkcji wkładów lub montażu części konstrukcyjnych. Klej jest zwykle materiałem wieloskładnikowym: może zawierać żywicę, utwardzacz, katalizator, dodatki, rozpuszczalniki i produkty uboczne reakcji. Jeżeli ma bezpośredni kontakt z wodą, trzeba go traktować jak materiał kontaktujący się z wodą, a nie jak niewidoczny element konstrukcyjny.

Klej epoksydowy a woda pitna

Żywice epoksydowe są szeroko stosowane w technice: jako powłoki, kleje, materiały naprawcze i konstrukcyjne. Część formulacji epoksydowych może jednak zawierać substancje potencjalnie migrujące do wody. W literaturze o materiałach infrastruktury wodnej opisywano migrację m.in. bisfenolu A i innych związków organicznych z materiałów epoksydowych. (PubMed) Nie znaczy to, że każda żywica epoksydowa w filtrze jest zagrożeniem. Jak przy polimerach i elastomerach, decyduje konkretna formulacja i przeznaczenie materiału.

Czy smary mogą przedostać się do wody?

Podczas montażu niektórych filtrów stosuje się środki ułatwiające zakładanie O-ringów, skręcanie obudowy czy montaż zaworów, często specjalistyczne smary. Jeżeli smar może mieć kontakt z wodą pitną, powinien być dobrany do tego zastosowania. Nie należy zakładać, że „to tylko odrobina smaru, więc nie ma znaczenia”. W systemach wody pitnej obowiązują osobne wymagania dla materiałów uszczelniających i smarów. Norma NSF/ANSI/CAN 61 obejmuje m.in. uszczelki, kleje i środki smarne stosowane w systemach wody pitnej. (NSF)

Czy uszczelki mogą wpływać na smak i zapach wody?

Tak. Nie każda migracja ma znaczenie toksykologiczne; część substancji jest wykrywalna głównie przez smak i zapach. Dlatego ocena materiałów mających kontakt z wodą obejmuje nie tylko aspekty zdrowotne, ale i wpływ na właściwości organoleptyczne. W filtrach kuchennych ma to znaczenie, bo użytkownik oczekuje wody bezpiecznej i o neutralnym smaku oraz zapachu.

Uszczelka a rozwój biofilmu

Niektóre materiały uwalniają do wody łatwo przyswajalny węgiel organiczny (AOC, assimilable organic carbon). Dodatkowa porcja dostępnych związków organicznych może zwiększać możliwości wzrostu mikroorganizmów. Badania materiałów w urządzeniach typu point-of-use pokazały różnice w migracji AOC i potencjale tworzenia biofilmu, a szczególnie problematyczny okazał się silikonowy przewód. (PubMed) Nie znaczy to, że „silikon powoduje bakterie”. O rozwoju biofilmu decyduje cały układ: temperatura, czas stagnacji, dostępność substancji odżywczych, powierzchnia, materiał, obecność mikroorganizmów i dezynfekcja. Materiał bywa jednak jednym z czynników wpływających na ten proces.

Badania z 2026 roku: materiały a produkty uboczne dezynfekcji

W 2026 roku opublikowano badanie wpływu materiałów infrastruktury wodnej na powstawanie produktów ubocznych dezynfekcji (DBP). Przebadano 20 różnych materiałów, w tym materiały polimerowe, uszczelki, złączki, żywice epoksydowe i zaprawy cementowe. W warunkach eksperymentalnych o zwiększonej powierzchni kontaktu część materiałów mocno zużywała chlor, a w niektórych próbkach powstawały trihalometany, w tym trichlorometan (chloroform). Wyższa temperatura zwiększała uwalnianie DOC i tworzenie THM. (PubMed) To wynik ważny w kontekście wcześniejszych rozważań o THM w wodzie wodociągowej. Trzeba jednak zachować zastrzeżenie: badanie miało charakter eksperymentalny i stosowano w nim warunki zwiększające powierzchnię materiału. Nie można więc twierdzić, że zwykła uszczelka w domowym filtrze wytworzy niebezpieczne ilości THM. Badanie pokazuje natomiast mechanizm wart uwagi: materiał uwalnia węgiel organiczny, ten reaguje z dezynfektantem, co stwarza możliwość powstawania DBP. (PubMed)

Czy oznacza to, że należy unikać uszczelek?

Nie. Uszczelki są niezbędne, bez nich filtr nie byłby szczelny. Problemem nie jest uszczelka, lecz źle dobrany materiał uszczelniający, dlatego profesjonalny filtr powinien używać materiałów przeznaczonych do danego zastosowania.

Badania pokazują, że elastomery i inne materiały pomocnicze realnie wpływają na skład chemiczny wody. Bezpieczeństwo uszczelki zależy od jej składu, formulacji, warunków użytkowania oraz potwierdzenia przydatności do kontaktu z wodą pitną.

Podsumowanie części 4

W kuchennym filtrze użytkownik widzi głównie obudowę i wkład. W praktyce woda styka się z dużo większą liczbą materiałów: stal lub tworzywo, uszczelka, O-ring, klej, przewód, zawór, wkład i kolejne uszczelnienia. Każdy z nich ma własny profil migracyjny, dlatego najbardziej prawidłowe jest ocenianie całego układu kontaktującego się z wodą, a nie tylko głównego materiału obudowy. Współczesne badania pokazują przy tym, że uszczelki bywają istotnym źródłem związków organicznych w wodzie, a ich znaczenie bywa niedoszacowane, gdy ocenia się wyłącznie największe elementy instalacji. (PubMed)

Najważniejsze publikacje

WHO. Microplastics in drinking-water. World Health Organization, Geneva, 2019.
Muncke J. et al. Impacts of food contact chemicals on human health: a consensus statement. Environmental Health, 2020. DOI: 10.1186/s12940-020-0572-5
Zimmermann L. et al. Benchmarking the in vitro toxicity and chemical composition of plastic consumer products. Environmental Science & Technology, 2019. DOI: 10.1021/acs.est.9b02293
Yang L., Kang S., Luo X., Wang Z. (2024). Microplastics in drinking water: A review on methods, occurrence, sources, and potential risks assessment. Environmental Pollution, 348, 123857. DOI: 10.1016/j.envpol.2024.123857
Haleem N., Kumar P., Zhang C. et al. (2024). Microplastics and associated chemicals in drinking water: A review of their occurrence and human health implications. Science of the Total Environment, 912, 169594. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.169594
Mintenig S.M. et al. (2020). Microplastics in freshwaters and drinking water: Critical review and assessment of data quality. Water Research.
Global prevalence of microplastics in tap water systems (2024). Science of the Total Environment, 929, 172662. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172662
Tisler S. et al. (2024). Chemical migration from reusable plastic bottles: Silicone, polyethylene, and polypropylene show highest hazard potential in LC-HRMS analysis. Journal of Hazardous Materials. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.136391
Widler R. et al. A new method to assess the influence of migration from polymeric materials on the biostability of drinking water. Water Research, 2012.
Evaluation of organic migration and biomass formation on polymeric components in a point-of-use water dispenser. Water Research, 2019.
Short-term organic carbon migration from polymeric materials in contact with chlorinated drinking water. Science of the Total Environment, 2017.
A non-target screening study of high-density polyethylene pipes revealed rubber compounds as main contaminant in a drinking water distribution system. Science of the Total Environment, 2022.
Tisler S. et al. Chemical migration from reusable plastic bottles. Journal of Hazardous Materials, 2024.
Langenbach D. et al. Evaluating DBP Formation in Chlorinated Drinking Water: Effects of Contact with System Materials. ACS ES&T Water, 2026.
NSF/ANSI/CAN 61. Drinking Water System Components. Health Effects.
Reimann L. et al. Release of nickel from stainless steel into drinking water. Water Research.
Schock M.R., Lytle D.A. Internal corrosion and deposition control. American Water Works Association.
European Commission. Materials and products in contact with drinking water.