Metody dezynfekcji wody pitnej a akwarystyka

Aleksandra Kwaśniak-Płacheta

Woda jest środowiskiem życia rozmaitych organizmów (bakterie, pierwotniaki, wirusy), z których wiele jest szkodliwych dla ludzi. Do tego dochodzą jeszcze organizmy pasożytnicze takie jak glisty i tasiemce. Woda jest więc doskonałą drogą rozprzestrzeniania się różnych chorób (tyfus, paratyfus, cholera, czerwonka bakteryjna, leptospiroza, żółtaczka, salmoneloza, rożne robaczyce). Szczególnie niebezpieczna jest woda z ujęć powierzchniowych (głównie rzeki), która charakteryzuje się dużym zanieczyszczeniem biologicznym na skutek bezpośredniego odprowadzania nieoczyszczonych ścieków z gospodarstw domowych lub kontaktu z odchodami zwierząt. Znacznie bezpieczniejsze są pod tym względem studnie głębinowe, w których przypadku występuje znikome prawdopodobieństwo kontaktu z wodami powierzchniowymi. Natomiast ostrożność należy zachować w stosunku do wody z płytkich studni, które mogą być zanieczyszczone zarówno pod względem bakteriologicznym jak i chemicznym (wysokie stężenia związków azotu).

Aby wyeliminować niebezpieczeństwo rozprzestrzeniania się chorób poprzez wodę, poddaje się ją dezynfekcji, która ma na celu zniszczenie żywych organizmów i ich form przetrwalnych oraz niedopuszczenie do wtórnego ich rozwoju w sieci wodociągowej. Powszechnie do dezynfekcji wody stosuje się chlor i jego związki oraz ozon. Po raz pierwszy chlorowanie wody zastosowano w 1831 roku podczas epidemii cholery w Europie, a stałą dezynfekcję wody rozpoczęto w 1905 roku w Londynie. Nadal jednak na całym świecie umierają tysiące ludzi na skutek chorób rozprzestrzeniających się za pośrednictwem wody.

Najczęściej do dezynfekcji wody stosuje się chlor gazowy (Cl2). Jedną z istotnych wad tego dezynfekanta jest powstawanie podczas dezynfekcji wielu substancji ubocznych. Lista tych substancji przekracza 400 pozycji, a wiele z niech nie jest obojętnych dla zdrowia. Najwięcej szkodliwych substancji powstaje podczas stosowania chloru gazowego do dezynfekcji wody zanieczyszczonych związkami organicznymi, co związane jest z powstawaniem tzw. chlorowanych związków organicznych. W 1974 roku po raz pierwszy odkryto w wodzie poddanej dezynfekcji chlorem gazowym trihalometany, których głównym przedstawicielem jest chloroform (trichlorometan CHCl3). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaliczyła chloroform do związków potencjalnie rakotwórczych dla człowieka. Od momentu odkrycia trihalometanów rozpoczęto badania nad produktami ubocznymi powstającymi podczas dezynfekcji wody oraz zaczęto stosować inne środki do jej dezynfekcji. Skuteczną metodą usuwania niektórych substancji powstających podczas chlorowania jest natlenianie lub filtracja przez węgiel aktywny.

Coraz częściej chlor zastępuje się dwutlenkiem chloru (ClO2), ze względu na mniejszą liczbę powstających produktów ubocznych, nawet gdy woda zanieczyszczona jest związkami organicznymi. Dwutlenek chloru nie reaguje z fenolami, dzięki czemu nie powstają chlorofenole o bardzo nieprzyjemnym zapachu.

Powszechniejsze staje się również ozonowanie wody. Liczne badania wskazują, że jest to najskuteczniejszy środek bakteriobójczy spośród tradycyjnie stosowanych. Wadą ozonu jest jego mała trwałość, przy odczynie wody 7,6 pH czas jego połowicznego rozpadu wynosi 245 sekund, co pociąga za sobą niebezpieczeństwo wtórnego zanieczyszczenia wody w sieci wodociągowej. Dlatego po ozonowaniu zaleca się także chlorowanie wody. Podczas ozonowania również powstają substancje uboczne, ale jest ich mniej niż przy użyciu chloru i jego związków.

Dlaczego w sieci wodociągowej jakość wody może ulec pogorszeniu? Przyczyną jest gromadzenie się w rurach osadów, im starsze rury tym jest ich więcej. Do ich powstawania wybitnie przyczyniają się mikroorganizmy, które powodują wytrącanie się nierozpuszczalnych związków mineralnych i organicznych. Przodują tu bakterie żelazowe wychwytujące z wody żelazo i bakterie siarkowe. Te ostatnie oprócz tworzenia osadów mogą również uszkadzać instalację na skutek produkcji kwasu siarkowego. Do sieci wodociągowej dostają się też nieco większe organizmy, znane są np. skąposzczety o czerwonej barwie i długości ok. 30 cm. Zdarzają się również ochotki, które w sieci wodociągowej mogą rozmnażać się na drodze partenogenezy (bez zapłodnienia). Ze składanych niezapłodnionych jaj rozwijają się larwy. Od czasu do czasu takie organizmy mogą wypływać z kranów.

A jak to jest we Wrocławiu?

Mieszkańcy Wrocławia są zaopatrywani w wodę pitną z trzech miejsc. ZUW Na Grobli (zakład uzdatniania wody) dostarcza wodę głównie dla centrum miasta, reszta mieszkańców otrzymuje wodę z ZUW Mokry Dwór. Trzecim źródłem jest studnia głębinowa, woda z niej zasila krany mieszkańców Leśnicy. Najgorsza pod względem jakości jest woda z ZUW Mokry Dwór, co wiąże się z faktem, że surowcem do produkcji wody przez ten zakład jest woda ujmowana bezpośrednio z Oławy. Zakład Na Grobli wykorzystuje wodę ze stawów infiltracyjnych, jest to również woda z Oławy, ale na polach infiltracyjnych przechodzi proces „odnowy” w gruncie. Mapę Wrocławia z podziałem na strefy zasilania można znaleźć na stronie MPWiK.

Woda we Wrocławiu jest dezynfekowana przy użyciu dwutlenku chloru i ozonu. Z chloru gazowego zrezygnowano w roku 1998 w ZUW Na Grobli i w 2000 roku w ZUW Mokry Dwór. Zwiększonych dawek chloru możemy się spodziewać w okresie upałów lub roztopów, kiedy jakość ujmowanej wody ulega pogorszeniu. W tych okresach też woda może być dochlorowywana miejscowo, tak aby odbiorcy wody na końcu sieci otrzymali wodę bezpieczną bakteriologicznie. Dodatkowym problemem we Wrocławiu jest zły stan sieci wodociągowej. Zaledwie połowa sieci powstała po wojnie, reszta to rury z czasów niemieckich w tym ok. 5% to instalacje z XIX wieku.

Co z tego wynika dla przeciętnego akwarysty? Cieszmy się, że woda uzdatniana jest dwutlenkiem chloru a nie chlorem, i że jest ozonowana. Sieć wodociągowa pomału jest wymieniana, rozbudowywane są również inne stopnie uzdatniania wody. W XXI wieku nie ma możliwości uniknięcia dezynfekcji wody, pozostaje nam odstawianie wody przed podmianami i dodawanie uzdatniaczy.

Istnieje też możliwość dezynfekcji wody przy użyciu promieni UV. Wadą tej metody jest fakt, że dezynfekcja ma miejsce tylko w czasie naświetlania, a więc w sieci wodociągowej może dochodzić do wtórnego jej zanieczyszczenia. Zaletą jest brak zmiany składu fizyko-chemcznego wody, gdyż intensywność promieniowania UV jest mniejsza niż niezbędna do przebiegu reakcji fotochemicznych. Maksymalną efektywność promieni UV w niszczeniu drobnoustrojów stwierdzono przy długości fali 265 nm. Metoda ta jest również stosowana w akwarystyce. Składnikami komórek bakteryjnych, które silnie pochłaniają promienie UV są zasady purynowe i pirymidynowe (główne składniki DNA) oraz zawarte w białkach aminokwasy aromatyczne. Promienie UV nie tylko zbijają bakterie, ale też prowadzą do mutacji na skutek tworzenia się pod ich wpływem dimerów* zasad purynowych i pirymidynowych w obrębie DNA. Takie zmiany hamują tworzenie się nowych nici DNA, co również prowadzi do śmierci komórki. W pewnych warunkach możliwa jest odbudowa zniszczonego DNA. Dzieje się tak np. gdy dawka promieniowania była zbyt niska. Promienie UV niszczą również wirusy. Formy przetrwalne bakterii, cysty i jaja pasożytów mają nieco większą odporność na działanie promieniowania UV. Ważne aby naświetlana woda była pozbawiona zawiesiny i charakteryzowała się niską barwą, w przeciwnym wypadku część promieni będzie sorbowana zmniejszając efekt dezynfekcji. Skuteczność promieni UV można regulować przez zmianę dawki promieniowania lub czas naświetlania wody.

* Taki sam proces zachodzi w komórkach skóry człowieka, uszkodzone DNA może być naprawiane, ale nie musi. Rezultatem mogą być różnego rodzaj nowotwory skóry.

Literatura:

Kowal A.L., Swiderska-Bróż M., Oczyszczanie wody. 1997, PWN, Warszwa-Wrocław;
Nawrocki J., Biłozor S., Uzdatnianie wody. Procesy chemiczne i biologiczne. 2000, PWN, Warszawa-Poznań;
Pfeiffer W., Veracé S., Dezynfekcja wody chlorem i dwutlenkiem chloru. 1998, VIII Krajowa, I Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna, Ochrona jakości i zasobów wód, „Zasady racjonalnej gospodarki wodą”. Zakopane-Kościelisko;
Roeske W., Dezynfekcja wody chlorem i dwutlenkiem chloru., 1998, VIII Krajowa, I Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna, Ochrona jakości i zasobów wód, „Zasady racjonalnej gospodarki wodą”. Zakopane-Kościelisko;
Siemiński M., Środowiskowe zagrożenia zdrowia., 2000, PWN, Warszawa

Leave A Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *