Úprava Vody: Mikrobiální Znečištění

Pouhým okem neviditelní, o to nebezpečnější. Koliformní bakterie a E.Coli jsou ve vodě nežádoucí a podle vyhlášky být v pitné vodě vůbec nesmí. Ať už čerpáte vodu ze studny, z vrtu nebo jiného zdroje - poradíme si. Víme, co děláme - máme dlouholeté zkušenosti a za sebou stovky úspěšných realizací. Napište nám.

Koliformní bakterie, E.coli a další mikroorganismy z vody účinně eliminujeme (jak v průmyslových provozech, hotelech, potravinářských provozech nebo legionellu v užitkové vodě). Bakterie ve vodě rozhodně nepodceňujte. Sami si účinně, spolehlivě a dlouhodobě neporadíte.

Problém je na světě hned. A jak se bakterie dostanou do vody? Stačí málo - déšť spláchne močůvku z pole, v nedalekém okolí do země prosakuje septik, ve studni se rozkládá listí nebo jiný biologický materiál.

Koliformní bakterie patří do čeledi enterobakterií - osidlují střevní trakt, ale žijí běžně i v půdě. Přesto se mezi nimi vyskytují patogenní kmeny, které tvoří toxiny. Na základě výsledku rozboru a vašich požadavků navrhneme pro váš provoz vhodnou technologii úpravy vody. Samozřejmostí je záruční i pozáruční servis. Se servisním termínem si nemusíte lámat hlavu.

Výskyt bakterií ve vodě je častý problém zejména u studní nacházejících se blízko polí, hnojišť, či neuzavřených septiků. Bakterie však můžeme najít i v již upravené pitné vodě. Jaké bakterie jsou ve vodě nejčastěji? Častý je výskyt koliformních bakterií, legionell, pseudomonád a enterokoků.

Čtěte také: O úpravě odpadu MBÚ metodou

Pokud máte vodu kontaminovanou nějakým druhem bakterie, okem to nepoznáte. Při běžném množství bakterie ve vodě nemění ani chuť ani vůni vody. Teprve při jejich přemnožení Jak zbavit vodu bakterií? Voda je pro mikroorganismy včele s bakteriemi přirozené prostředí, ve kterém se rozmnožují a žijí. Pro účely pitné ale i procesní vody si přejeme vodu čistou bez mikrobiální kontaminace. Proto je nutné vodu dezinfikovat.

Tento příspěvek shrnuje problematiku mikrobiálního znečištění tekoucích povrchových vod v České republice. Jsou zde uvedeny limity indikátorových mikroorganismů v aktuálních právních předpisech a technických normách, dále jsou uvedeny charakteristiky nejpoužívanějších indikátorů fekálního znečištění a metody jejich stanovení.

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.). 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.

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.

Čtěte také: Vlašim: Nová tvář Blanice

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.

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.

Čtěte také: Veletov: Životní prostředí a těžba

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.

Zdravotně nevýznamné jsou považovány organoleptické vlastnosti vody (chuť, pach, teplota a vzhled). Bývají shrnuty pod smyslově hodnotitelné vlastnosti, jejichž kvalita by neměla bránit v běžném užívání vody. Přesto však zápach a zbarvení vody může signalizovat její silné znečištění.

Dusitany jsou schopné vyvolat alimentární methemoglobinémii u kojenců a mohou být prekurzorem nitrosaminů a nitrosamidů u ostatních populačních skupin. Podle vyhlášky je MH pro dospělého i pro kojence 50 mg/l. Vodárenská vody vyhovuje limitům.

Těžké kovy (Pb, Hg, Cd, As, …) mohou být ve vodě obsažené v důsledku chemizace životního prostředí. Organické látky se vyskytují také ve velmi malých koncentracích v důsledku chemizace prostředí (pesticidy) nebo v důsledku chlorace vody (trichlormetan). Mikrobiální kontaminace vody je z hlediska zdravotního rizika velice důležitá.

Mezi mikroorganismy, které mohou kontaminovat vodu, patří:

• Naegleria fowleri - Původce primární amoebové meningoencefalitidy.
• Acanthamoeba - původce ulcerace rohovky, keratitis.
• Trematoda (motolice) - paraziti vodního ptactva, ryb a plžů. Jejich vývojová stadia (cerkarie) vyvolávají dermatitidy.
• Ancylostoma duodenale - původce „tunelářské nemoci“ - nejrozšířenější parazitární onemocnění na světě, při větší infestaci únavnost, colitis, anémie a kachexie.

Tento druh znečištěné vody ohrožuje zdraví člověka především tehdy, když nejsou řádně nebo dostatečně ředěny při vypouštění do jiného toku. Dominujícím faktorem těchto vod je jejich velká rozmanitost v množství i ve složení. Obecně však lze říci, že jejich hlavní riziko je ve vysokém obsahu organických látek a v přítomnosti toxických látek. Jejich nebezpečnost je často ještě znásobena jejich značnou solností, vysokou teplotou, nárazovým vypouštěním a některými dalšími vlastnostmi.

Zlepšení Jakosti Vody v Tocích

Na základě vyhodnocení údajů ze státní sítě sledování jakosti vod, provozované Českým hydrometeorologickým ústavem, lze konstatovat, že v průběhu uplynulého desetiletí se významně zlepšila jakost vody v tocích. Jakost vody se natolik zlepšila, že na hlavních tocích i většině jejich přítoků došlo k eliminaci V. třídy jakosti vod (velmi silně znečištěná voda). V letech 2001-2002 dosahují hlavní toky již většinou III. třídy.

Při hodnocení jakosti vod bylo posuzováno šest hlavních ukazatelů znečištění povrchových vod - BSK5, CHSKCr, N-NH4+, N-NO3-, Pcelk a saprobní index makrozoobentosu. Dlouhodobé zlepšení jakosti vody bylo způsobeno především výstavbou nebo intenzifikací rozhodujících čistíren odpadních vod, zrušením nebo omezením výroby řady průmyslových podniků i snížením používání hnojiv v zemědělské výrobě.

Mikrobiální Znečištění Toků v ČR

Z hlediska mikrobiálního znečištění toků se ukazuje, že mikrobiální znečištění toků v ČR je vysoké: pochází především z komunálních zdrojů znečištění. Významné vodní toky (kromě nádrží) ve velké většině nejsou z tohoto důvodu např. vhodné pro koupání osob. Mikrobiologickou jakost vod v řekách negativně ovlivňují vody vypouštěné z městských ČOV (zjištění v rámci výzkumného úkolu "Mikrobiální kontaminace vodních toků - hodnocení vlivu čistíren odpadních vod", který zpracoval Výzkumný ústav vodohospodářský TGM, pobočka Ostrava).

Vypouštění těchto odpadních vod způsobuje v recipientu zvýšení počtu baktérií a možné narušení biologické rovnováhy ekosystému. Příčinou daného stavu je vypouštění nedezinfikovaných odpadních vod s vysokým obsahem mikroorganismů a v absenci kontroly mikrobiologických parametrů u vypouštěných odpadních vod. Výjimkou jsou pouze zařízení, ve kterých jsou čištěny odpadní vody, u nichž je zvýšené riziko výskytu patogenních organismů (některé nemocnice, léčebny apod.). Čistíren tohoto typu je však velmi málo.

Stanovení mikrobiologických parametrů u vypouštěných odpadních vod není konkrétně požadováno ani základním dokumentem týkajícím se vypouštění odpadních vod do vod povrchových, jímž je v současné době nařízení vlády č. 61/2003 Sb. (účinnost od 1. 3. 2003). Toto nařízení vlády (které nahradilo nařízení vlády č. 82/1999 Sb. z důvodu aproximace právních předpisů ČR právním předpisům Evropské unie) podstatně zpřísňuje limity pro mikrobiální znečištění v povrchových vodách. Navíc od konce roku 2012 vstoupí v platnost tzv. cílové imisní standardy ukazatelů přípustného znečištění povrchových vod pro koupání osob, které jsou ještě podstatně přísnější než ty, které jsou platné v současnosti.

Dezinfekce Odpadních Vod

Pro zamezení mikrobiální kontaminace povrchových vod odpadními vodami z ČOV je nutno vedle běžných mechanicko-biologických procesů zařadit další stupeň čištění - dezinfekci, která zajistí inaktivaci či destrukci mikroorganismů způsobujících šíření nemocí přenášených vodou. Aby byl proces dezinfekce dostatečně efektivní, je nutné, aby odpadní vody byly dostatečně vyčištěny dříve, než budou dezinfikovány.

Pro dezinfekci (hygienické zabezpečení) městských odpadních vod, které již byly vyčištěny mechanicko-biologickými procesy, lze použít např. chemické metody (chlorace, ClO2, ozonizace, kyselina peroctové), fyzikální metody (UV záření, membránová filtrace) nebo nejrůznější kombinace. Například v severní Americe je nejčastěji aplikovanou technologií chlorace, která je u zhruba 60 % z 20 000 městských ČOV, 24 % užívá kombinaci chlorace a dechlorace, 15 % využívá UV záření a pouze asi 1 % ozonizaci.

Dezinfekce chlorací, jejíž princip je založen na vnášení chloru či jeho sloučenin do dezinfikované vody, však vede ke vzniku řady nežádoucích vedlejších produktů - chlorderivátů. Lze tedy říci, že vody vypouštěné z ČOV, které jsou dezinfikovány chlorem, nezpůsobují sice mikrobiální kontaminaci recipientů, ale způsobují v recipientu zvýšení např. AOX, což je samozřejmě velmi nežádoucí negativní jev.

UV Záření jako Metoda Dezinfekce

Velmi efektivní schopnost dezinfekce UV záření je dána jeho fotochemickou reakcí s deoxyribonukleovou kyselinou (DNA) v buňkách. Hlavní buněčnou složkou, kterou UV záření narušuje, jsou nukleové kyseliny. V případě použití vhodného rozsahu vlnových délek (250-265 nm) a dostatečně vysoké dávky UV záření dochází k takovému poškození mikroorganismů, které vede k jejich inaktivaci, tj. ke ztrátě jejich schopnosti rozmnožování (reproduktivní smrt buněk).

Inaktivované mikroorganismy pak pro člověka nepředstavují žádné nebezpečí infekce. Dezinfekce UV zářením je fyzikální proces, a tudíž u něj nejsou problémy při manipulaci s toxickými nebo korozivními chemikáliemi. Metoda také nezanechává reziduum, jež by mohlo být škodlivé pro člověka nebo vodní organismy. UV záření vyžaduje mnohem kratší dobu kontaktu ve srovnání s jinými dezinfekčními metodami (pro nízkotlaké lampy je to přibližně 20 až 30 sekund) a zařízení pro dezinfekci UV zářením má nižší nároky na prostor než jiné metody.

Největší UV systém na dezinfekci odpadní vody je instalován na ČOV v Manukau nedaleko Aucklandu na Novém Zélandě. UV systém se skládá téměř 8000 speciálních nízkotlakých lamp WEDECO Spektrotherm®, které se vyznačují vysokým výkonem a prodlouženou životností (12 000 h). Systém je řízen plně automaticky - nejen počet zapnutých lamp, ale i výkon každé z nich je volen vždy v závislosti na aktuálním průtoku, takže tento systém, který je schopen dezinfikovat až 57 600 m3.h-1, pracuje neustále ekonomicky.

Jak vyplývá ze zkušebních testů, UV dezinfekce dosahuje eliminace mikrobiologického oživení o 99,99 %. UV dezinfekce na ČOV funguje také v Bad Tölz (Německo). Úsek horního toku řeky Isar mezi nádrží Sylvenstein a Mnichovem je v letním období využíván k rekreačním účelům. U říční vody bylo několikrát zjištěno překročení směrných hodnot mikrobiologické kvality a maximálních hodnot směrnice ES pro vody ke koupání.

Mikrobiologické zatížení horního toku řeky Isar je převážně důsledkem odtoku odpadních vod z ČOV Bad Tölz (82 000 EO). Proto zde byla vybudována jednotka pro dezinfekci UV zářením. Tvoří ho 100 nízkotlakých UV lamp Spektrotherm®, průtok odpadní vody se pohybuje kolem 2100 m3/h.

Recyklace Vyčištěných Odpadních Vod

Dezinfekce vyčištěných odpadních vod jednak zabraňuje zvýšení mikrobiální kontaminace povrchových vod, ale také současně umožňuje recyklovat vyčištěné odpadní vody, např. pro závlahu veřejných parků, sportovních a golfových hřišť atd. Tento způsob recyklace vyčištěných odpadních vod funguje i v České republice, a to ve Slavkově u Brna, kde část mechanicko-biologicky vyčištěných odpadních vod z ČOV je dezinfikována a slouží jako závlahová voda pro tamější golfové hřiště.

Pro účinnou dezinfekci je na odtoku z ČOV instalována UV jednotka WEDECO typ LBA 30. Golfový areál leží ve Slavkově u Brna v BIOCENTRU B-14 - státem uznaném území ekologické stability na ploše 120 ha a jeho obtížnost zvyšují kromě přírodním překážek také uměle vybudované rybníky o celkové ploše 2 ha. Dezinfikovaná vyčištěná odpadní voda z ČOV je čerpána do těchto rybníků, které jsou následně zdrojem vody pro závlahu.

Tabulka 1: Ukazatele Přípustného Znečištění Povrchových Vod pro Koupání Osob

Tato tabulka shrnuje ukazatele přípustného znečištění povrchových vod pro koupání osob, které jsou stanoveny právními předpisy a technickými normami.

Tabulka 2: Počet Profilů Spadajících do Tříd Kvality Vody

Tato tabulka ukazuje, jak se mění kvalita vody v tocích v souvislosti se zlepšováním čištění odpadních vod. Počet profilů, spadajících do tříd kvality vody podle novely normy ČSN 75 7221 podle ukazatele fekální koliformní bakterie.

tags: #úprava #vody #mikrobiální #znečištění

Oblíbené příspěvky:

• Jak vylovit náušnici z odpadu vany
• Sdružení ochránců přírody
• Jak vybrat koš Tontarelli?
• Výzvy v polárních oblastech
• Dodavatelé zelené energie v ČR