Mikrobiální Znečištění Povrchových Vod v České Republice

Voda patří mezi nejzákladnější složky životního prostředí. Bez ní by život nebyl možný. Ať již vezmeme jakýkoli organismus, tak každý z nich obsahuje jisté množství vody. U člověka se obsah vody pohybuje mezi 60 až 80% a v mladém věku je obsah vody poměrně vysoký. Veškeré životní pochody probíhají ve vodních roztocích, voda složí jako rozpouštědlo při metabolických dějích, zprostředkovává transport látek v organismu, vylučování odpadních látek a plno ostatních funkcí. Jestliže dojde ke ztrátě vody do 10% tak již dochází k ohrožení životních funkcí. Bez potravy vydrží v extrémních podmínkách člověk až dva měsíce, bez vody umírá po 7 dnech.

V přírodě existuje trvalý koloběh vody, kdy z povrchu řek a potoků dochází k odpařování vody, v atmosféře se kondenzuje na vodu srážkovou a část z ní se vrací zpět na povrch ve formě dešťů a sněhu, mísí se s povrchovou vodou nebo se opět odpaří nebo prosakuje půdou.

Srážková neboli atmosférická voda, která se vyskytuje v ovzduší v podobě vodních par, které při teplotě rosného bodu kondenzují v déšť nebo sníh. Svými vlastnostmi se podobá vodě destilované, je velmi mělká a nevhodná k pití.

Povrchová voda se nachází v řekách, jezerech a v mořích. Tato voda má velmi proměnlivou kvalitu a ložení, pochází ze srážkové i podzemní vody. Při protékání povrchem krajiny s průmyslovou činností i zemědělstvím může být voda znečištěná a bez úpravy se nehodí k pití. Povrchová voda á samočisticí schopnost, může se do jisté míry sama zbavovat znečištění, samočisticí pochody jsou podmíněny přítomností kyslíku. Jedním z ukazatelů čistoty povrchové vody je měření spotřeby kyslíku, vyšší spotřeba ukazuje přítomnost organických látek a že je voda znečištěna. Při posuzování čistoty povrchových toků používáme řadu dalších ukazatelů a na jejich základě rozlišujeme čtyři stupně čistoty vody.

Vzniká prosakováním srážkových i povrchových vod. Kontaktem s půdou dochází k filtraci, přítomnost půdních mikrobů umožní mineralizaci v ní rozpuštěných organických látek a naopak se v ní rozpouštějí některé látky z půdy. Její kvalita se odvíjí od kvality půdy, voda v hlubpkých studnách se zpravidla svými vlastnostmi blíží vodě pitné, jestliže není v blízkém okolí studny zdroj znečištění (žumpa, suchý záchod, apod.).

Čtěte také: Česká republika a znečištění vod

Je zdravotně nezávadná a ani při trvalém požívání nevycválá onemocnění nebo poruchy zdraví. Zdravotní nezávadnost se stanoví pomocí hygienických limitů mikrobiologických, biologických, chemických a fyzikálních ukazatelů, které jsou dány právními předpisy a normami. Voda nesmí obsahovat žádné toxické látky, množství základních chemických látek je limitováno, stejně tak i povolené množství a druh mikroorganismů.

Užitková voda musí být mikrobiologicky nezávadná, složí k praní prádla, zalévání rostlin a nesmí se používat k pití. Zásobování obyvatel pitnou vodou lze rozdělit na individuální zásobování a veřejné zásobování. Individuální zásobování se uskutečňuje zejména na venkově nebo v menších městech, zdrojem je voda podzemní. Každý zdroj pitné vody má být vyšetřený, výsledky laboratorních vyšetření mají odpovídat hygienickým požadavkům pro pitnou vodu. Správná studna má svým stavebním provedením a úpravou okolí zajišťovat ochranu pitné vody před okolním znečištěním. Za velmi rizikové jsou považovány studny ve starých zástavbách na venkově, kde byly vybudované v bezprostřední blízkosti od hnojiště, žumpy nebo suchého záchodu. Kvalita pitné vody z individuálních zdrojů se liší, v některých lokalitách neodpovídá hygienickým požadavkům.

Úprava vody povrchové na vodu pitnou se skládá ze tří stupňů: drobnější nečistoty se usazují v sedimentačních nádržích, voda je pak upravována čířením pomocí chemikálií. Dále přechází voda na pískové nádrže, kde probíhá filtrace a likvidace koloidních látek. Nakonec se voda dezinfikuje zpravidla plynným chlorem. Kvalita vody, která je vyráběna vodárnami je ověřována laboratorním zkoumáním a musí splňovat požadovanou jakost.

Spotřeba vody postupně stoupá, jako ukazatel se udává tzv. Obsahují různé škodliviny podle charakteru výroby a představují daleko větší nebezpečí pro životní prostředí, protože je řada látek jedovatá a v přírodě mohou kontaminovat půdu i spodní vody.

Onemocnění z vody může být způsobeno vlivem chemických látek nebo může být uskutečněn přes přenos infekčních chorob. Chemická rizika mohou vzniknout při změněné skladbě vody, jako např. vysoký obsah dusičnanů nebo naopak nízký obsah jódu a fluoru. Voda s dusičnany nesmí bát používána k přípravě umělé výživy kojenců, protože dochází k vazbě na hemoglobin, vzniká methemoglobin a vázne přenos kyslíku krví. Tak vzniká onemocnění dusičnanová methemoglobinemie s typickými projevy cyanózy.

Čtěte také: Životní prostředí a těžba

Spočívá v tom, že se původci infekčních chorob mohou dostat do pitné vody při znečištění odpadními vodami nebo fekáliemi. Možnost kontaminace zdrojů pitné vody pro veřejné zásobování je nízká, jednalo by se spíše o vliv havárie. S ohledem na to, že z veřejného zásobování je občas prokazován ve vodě nedostatkem aktivního chloru, nelze zcela jednoznačně vyloučit podíl pitné vody na vzniku infekcí, na druhé straně zachytit původce chorob v pitné vodě je velice obtížné. Za mnohem rizikovější jsou považovány individuální zdroje pitné vody, kde může dojít k prosakování fekálií do studny, ohrožena je však pouze malá skupina osob.

Závisí na množství srážek, které prostupují půdními vrstvami a při prosakování mění své vlastnosti. Některé látky voda ztrácí a jiné látky přijímá z půdy. Pro biochemické pochody hraje velkou roli permeabilita, filtrací se zachycují také drobnější částice. Půda má schopnost za vhodných podmínek zbavit se nahromaděných látek zejména organického původu, které se do půdy dostaly z odumřelých rostlin a živočichů. Organickou hmotu je půda schopna přetvářet za pomoci mikroorganismů na základní minerální sloučeniny. Tyto samočistící pochody pomáhají uskutečňovat koloběh látek v přírodě. V půdě probíhá neustálý koloběh aerobního a anaerobního rozkladu.

Mezi civilizační problém patří odstranění tuhých odpadů, jejich produkce má neustále stoupající tendenci. Likvidace je prováděna zpravidla ukládáním na organizované skládky nebo jsou odváženy do spaloven. Chemické látky jako insekticidy, herbicidy atd. se dostávají do půdy ve velké míře postřikem a jejich zbytky zůstávají v půdě a mohou vstupovat potravinovým řetězcem do organismu. Při přehnojování půdy dusíkatými průmyslovými hnojivy je možné v rostlinných produktech prokázat vysoké množství dusitanů a dusičnanů, ohrožujících zdraví kojenců i dospělou populaci. Mnohem častější je riziko biologické, kdy se v půdě trvale vyskytuje velké množství různých typů mikroorganismů. K nakažení člověka může dojít přímo nebo nepřímo prostřednictvím kontaminované vody ve studnách nebo potravin.

Sledování Mikrobiálního Znečištění Povrchových Vod v ČR

Sledování mikrobiálního znečištění povrchových vod má v České republice dlouholetou tradici, stanovení a hodnocení mikrobiologických ukazatelů je součástí pravidelného monitoringu kvality vod od 60. let minulého století. Informace o mikrobiologické kvalitě vody jsou významné nejen z hlediska sledování vývoje znečištění, což zajímá odbornou veřejnost, ale zájem o tyto informace mají i občané, zejména z důvodů případných zdravotních rizik.

S riziky spojenými s kontaminovanou vodou je možné se setkat nejen při vlastním koupání, ale také v souvislosti s provozováním vodních sportů (např. vodáctví), rekreací u vodních toků (např. chatové oblasti, letní tábory atd.). V loňském roce proběhlo v rámci projektu TA ČR (Kvalita a hodnocení povrchových vod) dotazníkové šetření za účelem zjištění zájmu obyvatel o informace týkající se kvality vody. Bylo osloveno 245 vodoprávních úřadů v České republice, z nichž odpovědělo 66 (27 %). Výsledky ukázaly, že dotazy na kvalitu vody od občanů obdrželo 98 % úřadů, které odpověděly na dotazník; v 11 % případů bývá dotazů více než deset ročně.

Čtěte také: Hluk a těžba v Česku

České právní předpisy řeší mikrobiální kontaminaci toků především v souvislosti s užíváním vody ke koupání na vyhlášených koupacích profilech [1] a k odběru na vodu pitnou [2]. V současné době byla v rámci projektu TA ČR (Kvalita a hodnocení povrchových vod) dokončena revize normy ČSN 75 7221 Kvalita vod - Klasifikace kvality vod, která bude platná od prosince 2017 [4]. V rámci této revize byla věnována i ukazatelům mikrobiálního znečištění dostatečná pozornost. Pro revizi klasifikace mikrobiálního znečištění v rámci pěti tříd kvality vody byla použita rozsáhlá sada reálných výsledků mikrobiologických stanovení v povrchových vodách v ČR v období 2007-2012. Zároveň byly mezní hodnoty tříd kvality konfrontovány s ostatními právními předpisy a na základě získaných výsledků byla navržena změna mezních hodnot tříd kvality v ukazateli termotolerantní (fekální) koliformní bakterie. V rámci změn byly zvažovány také změny v rozsahu stanovovaných ukazatelů s přihlédnutím na jejich indikační hodnotu a metody stanovení. Současně je dosud v platnosti technická norma, určující jakost vody pro závlahu [5].

Současná zahraniční odborná literatura se zabývá oblastmi, které se ještě zcela nepromítly do naší vodohospodářské praxe. Jedná se například o problematiku výskytu patogenních mikroorganismů (jako jsou parazitární prvoci, např. rodu Cryptosporidium, termotolerantní mikroaerofilní bakterie rodu Campylobacter nebo různé skupiny virů) v různých typech povrchových vod [6], výzkum patogenních mikroorganismů v sedimentech a biofilmech, které mohou být jejich zásobárnou a při vyšších průtocích v souvislosti s významnými srážkami se uvolňují do tekoucí vody [7], nebo výzkum či modelování mikrobiálního znečištění vod za různých průtoků, především v souvislosti s přívalovými dešti [8-10]. V německých vnitrozemských přírodních koupacích vodách byla provedena epidemiologická studie [11], která se pokusila stanovit „bezpečné hodnoty mikrobiologických indikátorů“ (hodnota nejvyšší dávky, která ještě nezpůsobila v organismu odezvu), při které už nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl mezi pokusnou a kontrolní (neexponovanou) skupinou.

Indikátorové Mikroorganismy

Klasickým (a v minulosti významně používaným) indikátorem fekálního znečištění jsou koliformní bakterie (veškeré koliformní bakterie, total coliforms). Patří sem většina druhů bakterií z čeledi Enterobacteriaceae (dříve podle definice tyto kmeny měly fermentovat laktózu, dnes postačuje aktivita enzymu β-D-galaktosidázy, tj. enzymu, který štěpí disacharid laktózu na glukózu a β-D-galaktózu). Tato skupina bakterií, jak již jejich název naznačuje (COLI = COLON = střevo), byla s fekálním znečištěním od začátku 20. století spojována. Nicméně díky dalšímu výzkumu a také díky přesnějším metodám analýz se ukázalo, že koliformní bakterie ideálním indikátorem fekálního znečištění určitě nejsou. Jejich zdrojem nemusí být výhradně střevní mikroflóra teplokrevných živočichů (ale také půda, zbytky rostlin apod.) a ve vodě se některé druhy mohou pomnožovat.

Podskupinou koliformních bakterií jsou termotolerantní koliformní bakterie (u nás jsou též známy i pod vhodnějším názvem fekální koliformní bakterie, faecal coliforms). Tato skupina zahrnuje především termotolerantní druhy rodů Escherichia, Klebsiella, Citrobacter a Enterobacter. Jsou to ty kmeny koliformních bakterií, které si ponechaly svoje růstové a biochemické vlastnosti i při vyšší teplotě kultivace (44 °C) a jsou mnohem více spjaty s fekálním znečištěním než koliformní bakterie. Pro stanovení fekálních koliformních bakterií není v současné době k dispozici žádná platná mezinárodní norma, lze však použít českou normu ČSN 75 7835 [12], která byla vytvořena podle metodiky uvedené v Amerických standardních metodách [13] a která spočívá v jejich kultivaci na MFC médiu (obr. 1).

Ideálním indikátorem fekálního znečištění se zdá být bakteriální druh Escherichia coli (dále E. coli). Tento druh je součástí střevní mikroflóry teplokrevných živočichů i člověka, ve vodě se nepomnožuje, přežívá v závislosti na přírodních podmínkách pouze omezenou dobu a lze jej specificky detekovat. Patogenní (enteropatogenní) E. coli jsou jen určité sérotypy, které jsou však naštěstí relativně vzácné. E. coli se detekuje na principu aktivity enzymu β-D-glukuronidázy. V novele normy ČSN 75 7221 bylo zvažováno i nahrazení ukazatele fekální koliformní bakterie druhem E. coli, nakonec se to však nestalo ze dvou důvodů. Za prvé by se přerušily dlouhodobé časové řady výsledků sledování termotolerantních (fekálních) koliformních bakterií a za druhé existují určité metodické problémy stanovení E. coli v povrchových vodách [14]. Metoda podle ČSN 75 7835 [12] je vysoce selektivní, ale málo citlivá (podhodnocuje až o 30 %), a metoda podle ČSN EN ISO 9308-1 (stanovení E. coli mezi koliformními bakteriemi [15]) je příliš citlivá s vysokým nárůstem doprovodné mikroflóry. Jako nejlepší metoda stanovení E.

Intestinální enterokoky (enterokoky, enterococci) jsou též dobrým indikátorem fekálního znečištění a svým charakterem doplňují stanovení termotolerantních (fekálních) koliformních bakterií, resp. E. coli. Většina druhů pochází ze střevního traktu teplokrevných živočichů a člověka (výjimku tvoří například druh Enterococcus casseliflavus, který může pocházet z tlejících rostlinných zbytků). Pro stanovení intestinálních enterokoků v povrchových vodách je metoda podle normy ČSN EN ISO 7899-2 [17], která je dostatečně citlivá a specifická.

Zdrojem fekální kontaminace povrchových vod jsou především nedostatečně čištěné odpadní vody - bodové zdroje znečištění. Kromě vlastních odtoků čištěných či nečištěných odpadních vod se na fekální kontaminaci povrchových vod podílejí prosakující septiky, netěsné kanalizační potrubí, rozvodněná kanalizace apod. Dlouhodobě zvýšená kontaminace toků mikroorganismy byla zjištěna např. po povodních v srpnu 2002. Celkově se kvalita povrchových vod v České republice v souvislosti se zlepšováním čištění odpadních vod postupně zlepšuje. Je to patrné i z tabulky 2, kde je uveden počet profilů, spadajících do tříd kvality vody podle novely normy ČSN 75 7221 podle ukazatele fekální koliformní bakterie.

Metody stanovení mikrobiologických ukazatelů nejsou robustní a jakékoliv odchylky od předepsané metody (výběr vhodné/předepsané/doporučené metody, dodržení podmínek transportu (chlazení) vzorku a maximální doby do jeho zpracování (24 hodin), provedení dostatečného počtu ředění) vedou k nepřesným výsledkům. I v případě, že je vše výše uvedené dodrženo, je nutné počítat s nejistotou stanovení mikrobiologických ukazatelů minimálně 30 %.

Jak již bylo uvedeno, výsledky stanovení mikrobiologických ukazatelů vykazují velké výkyvy (řádové až několika řádové zvýšení počtů), především v souvislosti se změnami průtoků (jarní tání, srážkové epizody - zejména silné deště, kterým předcházelo delší období sucha). Bylo prokázáno [8], že letní přívalové deště mají na zhoršení stavu větší vliv než jarní tání. Maximální počty indikátorových bakterií nebyly zaznamenány v době maximálního průtoku, ale v době jeho zvyšování (vzestupná část vlny). Pro orientační hodnocení mikrobiální kontaminace toků tak není vhodné vzorkovat v extrémních podmínkách (pokud to není vyloženě účelové). Na této situaci se kromě splachů, odlehčovacích výpustí a přísunu nedostatečně čištěných odpadních vod významně podílí především resuspendace sedimentů, které jsou významných rezervoárem hygienicky významných mikroorganismů.

Příklad kolísání mikrobiologických ukazatelů během léta v profilu Berounka-Černošice v souvislosti se srážkami je uveden na obr. Mikrobiální znečištění povrchových vod je založeno na sledování indikátorů, které ukazují na míru fekálního znečištění a možnost výskytu střevních patogenů ve vodním prostředí. Při této kontrole je důležité vybrat vhodné indikátorové mikroorganismy (termotolerantní (fekální) koliformní bakterie, resp. E.

tags: #povrchová #voda #znečištění #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Obřad v přírodě
• Zajímavosti z přírody
• Příčiny vzniku emisí z automobilů
• Dopady znečištění ovzduší v Belchatowě
• Jak získat občanský průkaz: Kompletní průvodce