Higiena wody. Znaczenie wody dla życia. Bilans wodny człowieka. Odwodnienie. Przewodnienie. Zaopatrywanie ludności w wodę pitną. Uzdatnianie wody. Badanie bakteriologiczne wody pitnej. Badanie cech fizykochemicznych wody.
dr hab. n. med. Barbara Nieradko-Iwanicka
Katedra i Zakład Higieny Uniwersytetu Medycznego w Lublinie
Zawartość wody w organizmie człowieka zależy od płci, wieku i zawartości tkanki tłuszczowej. W organizmie dorosłego mężczyzny woda stanowi 60%, kobiety 50%, a niemowlęcia 75% macy ciała. Mniejsza ilość wody w organizmie kobiety wynika z mniejszej przestrzeni wewnątrzkomórkowej i większej zawartości tkanki tłuszczowej. Duża ilość wody w organizmach niemowląt wynika z dużej przestrzeni wodnej pozakomórkowej. Około 10. miesiąca życia zawartość % wody w organizmie dziecka staje się zbliżona do tej, jaka jest u osoby dorosłej. Po 50. roku życia ilość wody w organizmie człowieka zmniejsza się kosztem ubytku płynu wewnątrzkomórkowego.
Woda zawarta w przestrzeni wewnątrzkomórkowej (śródkomórkowej) stanowi 40% masy ciała. Składa się ona z wody śródkomórkowej pozanaczyniowej (38%) i z wody obecnej w elementach upostaciowanych krwi i limfy ( 2% masy ciała). Woda wewnątrzkomórkowa występuje głównie w postaci żelu, roztworów koloidalnych i warstwy wodnej połączonej z makroelementami błonowymi. Przestrzeń wodna zewnątrzkomórkowa zawiera ok 20% wody i składa się z przestrzeni pozanaczyniowej (śródmiąższowej - płyn śródmiąższowy) i przestrzeni naczyniowej układu limfatycznego (razem 16% masy ciała) oraz wody śródnaczyniowej układu krwionośnego (4% masy ciała) 2,5% macy ciała stanowi woda zawarta w płynach transcelularnych. Są one wydzieliną komórek nabłonkowych i pełnią one specyficzne zadania (wydzielina gruczołów przewodu pokarmowego, płyn mózgowo-rdzeniowy, mocz obecny w nerkach, płyny zawarte w jamach surowiczych i stawach, pot w gruczołach potowych, płyn gałek ocznych i uszu). W warunkach prawidłowych przestrzeń ta nie ma istotnego znaczenia dla gospodarki wodno-elektrolitowej. Inaczej jest w stanach patologicznych, jak w niedrożności przewodu pokarmowego lub w stanach zapalnych błon surowiczych.
Woda pod względem biologicznym jest jednym z najważniejszych składników organizmu. Decyduje o tym szereg cech fizykochemicznych:
Cząsteczka wody jest dipolem. Woda ma wysoką stałą dielekyryczną. Dlatego jest doskonałym rozpuszczalnikiem.
Woda ma znaczną pojemność cieplną oraz łatwość przewodzenia ciepła, dzięki czemu zapobiega akumulacji ciepła powstającego nieustannie w procesach metabolicznych w tkankach.
Wysokie ciepło parowania wody chroni ustrój przed przegrzaniem. Gdy ze skóry odparowuje 1g potu, organizm traci 2,3kJ (540 cal) energii.
Duże napięcie powierzchniowe wody ułatwia włośniczkowe krążenie krwi i limfy i przeciwciała powierzchniowej i błonowej adsorpcji różnych substancji.
Woda wewnątrzkomórkowa stanowi środowisko dla reakcji chemicznych (procesów przemiany materii).
Woda wewnątrznaczyniowa i śródmiąższowa zaopatruje komórki w tlen, substancje odżywcze i substancje biologicznie czynne.
Jako rozpuszczalnik o dużej zdolności penetracji woda bierze udział w utrzymaniu równowago kwasowo-zasadowej.
Woda przestrzeni transcelularnych zapobiega tarciu przesuwających się względem siebie powierzchni, uczestniczy w trawieniu i przyswajaniu pokarmów, witamin, krystalaoidów oraz w procesach wydzielania i wydalania.
Za pośrednictwem wody organizm pozbywa się końcowych produktów przemiany materii.
Na bilans wodny człowieka składa się suma zysków i strat. Bilans wodny u zdrowych dorosłych powinien być równy 0. W niemowląt i kobiet ciężarnych jest on dodatni.
Starty wody:
Ilość wody wydalanej w postaci pary z wydychanym powietrzem wynosi 500ml/dobę (przez płuca)
Ilość wody wydalanej przez skórę wynosi 400ml. To oddawanie wody nazywane parowaniem niewyczuwalnym. Zależy ono od wytwarzania ciepła w ustroju i wynosi 42ml/ 419kJ (2100kcal). Wzrost temperatury ciała o 1ºC ponad 37ºC wzmaga o 300-400ml wydalanie wody na drodze niewyczuwalnego parowania.
Wydalanie wody z kałem wynosi 150-200ml/dobę.
Nerki wydalają 1000-1500ml wody zawierającej końcowe produkty przemiany materii i substancje nieorganiczne.
Łącznie organizm traci ok. 2550ml wody/dobę.
Dobowe zapotrzebowanie na wodę dorosłego człowieka wynosi 35-45ml/kg masy ciała, czyli ok. 2500ml, co stanowi 3-4% masy ciała. Niemowlęta o masie ciała 2-10kg zużywają 100-165 ml wody.kg masy ciała, czyli 330-1000ml, co stanowi 10-16% masy ciała. Dzieci o masie 10-40kg wypijają w ciągu doby 45-100mln wody na kg masy ciała. W ciągu doby daje to 1000-1800ml, czy li 4,5-10% masy ciała.
Woda oksydacyjna powstaje podczas spalania egzo- i endogennych tłuszczów, węglowodanów i białek:
Z 1 grama tłuszczu powstanie 1,07 ml wody,
Z 1 g weglowodanów 0,55ml wody,
Z 1g białka powstanie 0,41ml wody. W ten sposób na 419kJ ( 100kcal) powstaje 10 ml wody.
Organizm pobiera wodę :
Z napojami 1500ml
Z pokarmem 800ml
Woda oksydacyjna 250 ml.
Łącznie daje to 2550ml.
Odwodnienie jest następstwem ujemnego bilansu wodnego. Odwodnienie klasyfikujemy jako:
łagodne ( utrata do 5% wody)
umiarkowane (5-10%wody),
ciężkie (15 lub więcej %).
Typy odwodnienia:
Przy niedoborze samej wody zwiększa się stężenie substancji osmotycznie czynnych w przestrzeni wodnej zewnątrzkomórkowej . Taki stan nazywamy odwodnieniem hipertonicznym.
Kiedy organizm wraz z wodą traci aktywne osmotycznie składniki płynów, dochodzi do odwodnienia izotonicznego.
Jeśli jest niedostateczna podaż lub nadmierna utrata substancji osmotycznie czynnych, następuje odwodnienie hipotoniczne.
Objawy kliniczne występujące we wszystkich rodzajach odwodnienia to:
Zmniejszenie objętości krwi oraz zwiększenie stężenia białek i hemoglobiny we krwi
Zmniejszenie masy ciała
Zmniejszenie przesączania kłębuszkowego
Spadek napięcia tkankowego (turgoru)- miękkość gałek ocznych, brak wygładzania się skóry ujętej w fałd
Brak wydzielania potu (może prowadzić do akumulacji ciepła i gorączki)
Suchość skóry i błon śluzowych
Zaburzenia czynności ośrodkowego układu nerwowego (bóle głowy, uczucie znużenia, utrata świadomości, śpiączka).
Szybka utarta 4-6% wody powoduje:
Hipowolemię
Zmniejszenie pojemności rzutowej serca
Tachykardię
Obniżenie ciśnienia krwi
Odruchowe zwiększenie oporu naczyniowego
Zmniejszenie wypełnienia żył
Zawroty głowy
Omdlenia ortostatyczne .
Ciężkie odwodnienie (15%masy ciała) może być przyczyną śmierci z powodu niewypełnienia naczyń.
Nadmierna kumulacja wody (przewodnienie ) także jest stanem nieprawidłowym. Rozróżnia się:
przewodnienie hipertoniczne ( z powodu podaży lub retencji sodu i utraty wody) - obrzęki, zastój w płucach duszność
przewodnienie hipotoniczne (zatrucie wodne) spowodowane nadmierną retencją wody zarówno w przestrzeni zewnątrzkomórkowej , jak i wewnątrzkomórkowej- nadmierna podaż płynów bez elektrolitów u osób, u których wydalanie wody jest upośledzone.
przewodnienie izotoniczne (gromadzenie się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej plynu izoosmotycznego (obrzęki).
Wody naturalne
Woda w przyrodzie znajduje się w stałym ruchu zwanym obiegiem kołowym lub cyklem hydrologicznym (parowanie z powierzchni lądów i oceanów, skraplanie w atmosferze, opadanie na ziemie). Cykl obejmujący cała kulę ziemską nosi nazwę dużego obiegu wody. Ilość wody biorąca udział w dużym obiegu jest stała i wynosi 577000 km3 w ciągu roku. Wody biorące udział w obiegu kołowym, a uczestniczą w nim także wody podziemne i lądolody, nazywamy wodami naturalnymi. Z punktu widzenia sanitarnego za wodę zanieczyszczoną uważamy wodę, która zawiera domieszki w stężeniach przyjętych za szkodliwe dla zdrowia. W technice często nazywa się zanieczyszczeniami te składniki wody naturalnej, które przeszkadzają w określonych procesach technologicznych. Zwykle, lecz nie zawsze, zanieczyszczenia wód naturalnych związane są z działalnością człowieka i wiążą się one z zanieczyszczeniem środowiska.
Ogólną objętość wody na naszym globie szacuje się na 2x1018 m3. Są to przeważnie wody słone o zasoleniu rzędu 32-38‰, mające znaczenie ekologiczne, ale nie nadające się do celów pitnych.
Wody słodkie to część wód podziemnych, jeziornych i rzecznych, stanowią one ok. 0,02% zasobów wodnych Ziemi. Ogromnym rezerwuarem wód słodkich na naszym globie są lodowce i wieczne śniegi, uwiezionych w nich jest ok. 1,65% ogólnej ilości wód słodkich, co stanowi 85% wszystkich zasobów tego typu wód na naszym globie. Łącznie wody słodkie powierzchniowe i podziemne oraz atmosferyczne stanowią 1,68% zasobów wód kuli ziemskiej. Pobór wody na potrzeby gospodarki narodowej wynosi rocznie ok. 12 000 mln m3, z czego 71,4% pobiera przemysł, 19, 8% gospodarka komunalna, 8,8%rolnictwo i leśnictwo.
W ciągu roku na każdego mieszkańca przypada średnio:
na Ziemi - 7300 m3 wody,
w Europie - 4560 m3 wody,
w Polsce - 1580 m3 wody.
Tylko dwa europejskie kraje - Belgia i Malta - maja mniejsze od nas zasoby wodne w przeliczeniu na jednego mieszkańca.
Zależnie od pochodzenia wody naturalne występujące w przyrodzie dzielimy na trzy rodzaje:
wody opadowe,
wody powierzchniowe,
wody podziemne.
Wody opadowe
Wody opadowe stanowią skropliny atmosferycznej pary wodnej. Jej skład zależy od czystości powietrza, które napotyka podczas opadania. W pobliżu osiedli i okręgów przemysłowych wody te ulegają zanieczyszczeniu gazami typowymi dla danego rodzaju przemysłu, pyłami i dymami. Wody opadowe pochodzące na przykład z opadów śniegu ujmowane są i wykorzystywane do lokalnego zaopatrzenia w wodę w okolicach górskich wysoko położonych nad dolinami oraz w okolicach oddalonych od innych źródeł. Ilość jej jest nieznaczna i bardzo zmienna. Woda taka zawiera bardzo duże ilości związków wypłukiwanych z powietrza (pyły, sadza, związki siarki, azotu, metali, materiałów radioaktywnych) oraz ze spłukiwania terenu, jest miękka, mdła, nadaje się do spożycia po uzdatnieniu i dezynfekcji.
Wody powierzchniowe
Do powierzchniowych wód zaliczamy wody śródlądowe (źródła, potoki, rzeki, jeziora i stawy) oraz wody morskie o bardzo zróżnicowanym składzie chemicznym i bakteriologicznym (np. czysta a nawet bardzo czysta rzeka u źródła, może być silnie a nawet bardzo silnie zanieczyszczona w miejscu ujścia do niej źródła zanieczyszczenia). Wody powierzchniowe są zasilane przez wody opadowe i podziemne. Coraz częściej wody powierzchniowe stanowią źródło wody do picia po odpowiednim jej uzdatnieniu. Z reguły wykorzystuje się do tego celu rzeki, natomiast zbiorniki typu jezioro lub sztuczne jezioro tylko wtedy, gdy nie ma innej możliwości. Wada ich jest możliwość zakwitów. Obszar, z którego spływa woda do danego zbiornika naturalnego nazywa się zlewnia. Pod względem hydrologicznym kraj nasz usytuowany jest niemal w całości (99,8%) w zlewisku Morza Bałtyckiego.
Klasyfikacja wód powierzchniowych
Dzieli się wody na pięć klas czystości. \ocena wód powierzchniowych obejmuje ponadto ocenę dwóch wskaźników zanieczyszczenia bakteriologicznego:
liczbę coli w 100 cm3
liczbę bakterii grupy coli typu kałowego w 100 cm 3.
Klasyfikacja pieciostopniowa
klasa I - wody o bardzo dobrej jakości (mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia -kategoria A1);
klasa II - wody dobrej jakości (mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia - kategoria A2; wykazują niewielki wpływ zaburzeń wynikających z antropopresji)
klasa III - wody zadawalającej jakości (mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia - kategoria A3, wykazują umiarkowany wpływ antropopresji)
klasa IV - wody nie zadawalającej jakości (mogą być wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia - kategoria A3,wykazuja poważny wpływ antropopresji, a populacje biologiczne odbiegają znacznie od zespołów normalnie związanych z tym typem wód powierzchniowych)
klasa V - wody złej jakości (wody nie spełniają wymagań dla wód wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia na skutek oddziaływań antropogenicznych ma miejsce zanik populacji biologicznych).
Wyniki klasyfikacji wód powierzchniowych
W latach 1994-2008 obserwuje się trend poprawy czystości rzek oraz jezior we wszystkich grupach zanieczyszczeń.
Wody podziemne to wody zasilane głównie przez wody opadowe. Wody te zatrzymują sie w warstwach wodonosnych tj. pokładach przepuszczalnych dla
wody, poło_onych na warstwach nieprzepuszczalnych. Wiercac pionowo szyb
w głab ziemi napotykamy I poziom wody znajdujacy sie w warstwie przepuszczalnej
poło_onej na pierwszej warstwie nieprzepuszczalnej, nastepnie II poziom
wody znajdujacy sie w warstwie przepuszczalnej poło_onej na drugiej warstwie
nieprzepuszczalnej, itd. Nale_y zauwa_yc, _e ta sama warstwa wodonosna
w jednym punkcie terenu mo_e reprezentowac poziom III, czy te_ IV, a w innym I
(rys.6-1). Skład i czystosc wód podziemnych zale_y od rodzaju, składu i grubosci
warstwy ziemi, pod która zalegaja. Wody podziemne maja nieocenione znaczenie
gospodarcze. Pozostaja głównym rezerwuarem wód pitnych dla potrzeb
ludnosci i przemysłu spo_ywczego (oraz hodowli), mimo _e w wielu aglomeracjach
miejskich wykorzystuje sie dla tych celów równie_ (a czasami głównie)
wody powierzchniowe. Wody podziemne maja ogromne znaczenie dla ogólnego
bilansu wodnego na danym obszarze. Badania przeprowadzone przez Polska
Akademie Nauk dowiodły, _e uczestnicza one a_ w ok. 55% w zasilaniu odpływu
powierzchniowego (czyli w zasilaniu rzek). Mo_na je sklasyfikowac według
sposobu zalegania wody w ró_nych rodzajach skał. W zwiazku z tym mo_na
podzielic je na:
_ wody przypowierzchniowe (zaskórne),
_ wody gruntowe (wody podziemne swobodne),
_ wody wgłebne (wody podziemne naporowe),
_ wody głebinowe.
Wody zaskórne
Wody zaskórne zalegaja tu_ pod powierzchnia ziemi, na głebokosciach nie
przekraczajacych w skrajnym wypadku kilku metrów (I poziom wody). Sa one
niezbedne do _ycia roslin i mikroorganizmów. Powstanie ich zawiazane jest
z opadami atmosferycznymi, których około 1/3 czesc wsiaka do ziemi. Wody te
nie sa całkowicie chronione przed zanieczyszczeniami z powierzchni ziemi, nie
nadaja sie wiec do picia w stanie surowym.
W powierzchownych warstwach gleby odbywaja sie procesy rozkładu
szczatków organicznych, co stanowi doskonałe srodowisko dla _ycia ró_nych
bakterii, niekiedy chorobotwórczych. Spotyka sie w nich tak_e paso_yty, ich jaja
i larwy, pierwotniaki, grzyby. W trakcie przesaczania sie wody przez glebe nastepuje
jednoczesnie jej samooczyszczanie, tote_ wody zaskórne moga byc wykorzystane
wtedy, gdy znajduja sie na głebokosci 6 m lub ni_ej, przy dobrych
własciwosciach filtrujacych gruntu i na terenie o luznej zabudowie. Zwykle u_ywa
sie jednak wody z ni_szych poziomów. Wodami czesto pochodzacymi z I
poziomów sa wody infiltracyjne przesiakajace z naturalnych zbiorników wody
powierzchniowej. Ujecia tych wód (je_eli lokalizacja wybrana jest prawidłowo)
charakteryzuje dobry dopływ, bywaja wykorzystywane do zasilania wodociagów.
Wody gruntowe
Własciwe wody gruntowe znajduja sie zwykle poni_ej 3 m pod powierzchnia
terenu i sa chronione od góry przynajmniej jedna warstwa nieprzepuszczalna. Sa
one czesto wykorzystywane do indywidualnego zaopatrzenia ludnosci w wode
do picia. Przy niekorzystnym zbiegu okolicznosci ujecie wody gruntowej mo_e
korzystac z nara_onej na ska_enie, czy te_ zaka_enie wody pochodzacej z warstwy
szczelinowej, która nie posiada dobrych cech filtracyjnych.
Wody wgłebne
Wody poło_one sa na du_ej głebokosci, zazwyczaj pod wieloma warstwami
nieprzepuszczalnymi, wykazuja znaczny stopien oczyszczenia (przefiltrowania).
Prawie wcale nie sa wra_liwe na zmiany klimatyczne. Woda głebinowa jest czysta
pod wzgledem bakteriologicznym i chemicznym. Mo_e miec podwy_szona
zawartosc _elaza i manganu, ale zwiazki te mo_na usunac za pomoca stosunkowo
prostej i taniej technologii. Miedzy dwoma warstwami nieprzepuszczalnymi
czasami gromadza sie wody artezyjskie znajdujace sie pod cisnieniem hydrostatycznym.
Gdy cisnienie to powoduje swobodny wypływ wody w nawierconym
otworze, wody takie nazywane sa wodami artezyjskimi (rys. 6-1). Wystepuja
w Polsce głównie w basenach niecki warszawskiej i łódzkiej.
Do wód wgłebnych nale_a zwykle wody zródlane, które moga wypływac na
powierzchnie ziemi w sposób naturalny, bez ingerencji człowieka. Miejsce ich
wypływu nazywamy zródłem. Zródła mo_emy podzielic na:
zródła zstepujace (spływajace) - woda wydostaje sie na powierzchnie
pod działaniem sił cie_kosci
_ zródła wstepujace (bijace) - woda wydostaje sie na powierzchnie pod cisnieniem
górnych warstw gruntu
Woda zródlana w zale_nosci od warunków geologicznych zawiera wieksze
lub mniejsze ilosci zwiazków mineralnych. Istnieja wody mineralne, które ze
wzgledu na swoje własciwosci maja zastosowanie w balneologii. Wyró_nia sie
na przykład zródła solankowe, gorzkie, _elaziste, siarkowe. Znane sa równie_
szczawy, zawierajace kwas weglowy.
Wody głebinowe
Wystepuja na du_ych głebokosciach, zupełnie odizolowane od poziomów
wy_szych i praktycznie nieodnawialne, z reguły wysoko zmineralizowane.
Woda do picia
Ustawa nr 85 z dnia 22 kwietnia 2005 r. definiuje wode przeznaczona do
spo_ycia przez ludzi zgodnie z definicja z art.2 dyrektywy 98/83/EC. Według tej
Ustawy woda przeznaczona do spo_ycia przez ludzi oznacza:
„Wode w stanie pierwotnym lub po uzdatnieniu, przeznaczona do picia,
przygotowania _ywnosci lub innych celów domowych, niezale_nie od jej pochodzenia
i od tego, czy jest dostarczana z sieci dystrybucyjnej, cystern, butelkach
lub pojemnikach, a tak_e wode wykorzystywana przez przedsiebiorstwa produkcji
_ywnosci do wytworzenia, przetworzenia, konserwowania lub wprowadzenia
do obrotu produktów albo substancji przeznaczonych do spo_ycia przez ludzi”.
Zuycie wody
Minimalne zapotrzebowanie dla higieny osobistej i otoczenia wynosi około
35 litrów na dobe i taka ilosc przyjmuje sie w projektowaniu zaopatrzenia indywidualnego.
Faktyczne zu_ycie wody jest bardzo zró_nicowane i wynosi od 25
litrów na dobe w warunkach prymitywnych, do kilkuset litrów w warunkach
całkowitego scentralizowania zaopatrzenia w wode zimna i goraca.
Zu_ycie wody jest zale_ne od wielu czynników i w znacznej mierze jest
wskaznikiem poziomu higieny i kultury człowieka. Czynniki decydujace o zu_yciu
wody to:
_ sposób zaopatrzenia w wode,
_ wyposa_enie w urzadzenia sanitarne,
_ nawyki higieniczne,
_ wzgledy ekonomiczne, warunki klimatyczne.
W wielu miastach afrykanskich wyposa_onych w urzadzenia wodociagowokanalizacyjne
normy dziennego zu_ycia wody na jednego człowieka nie odbiegaja
od europejskich, a czesto je przewy_szaja i wynosza od 100 do 300 litrów
na dobe (w Gdyni ~ 220 litrów na dobe).
Sposoby zaopatrzenia ludnosci w wode
_ Indywidualny (miejscowy), gdy wode pobiera sie przy ujeciu.
_ Centralny.
6.3.1. Urzadzenia miejscowego zaopatrzenia w wode
Indywidualne (miejscowe) zaopatrzenie w wode to takie, gdzie wode pobiera
sie bezposrednio przy ujeciu. Najczesciej zródłem zaopatrzenia jest woda
podziemna wydobywana przy pomocy studni.
Sa trzy zasadnicze rodzaje studni:
_ kopane
_ abisynskie
_ wiercone
Studnie kopane składaja sie z szybu, którego obudowe stanowi tzw.
ocembrowanie i urzadzenia do czerpania wody. Ocembrowanie winno byc wykonane
z kregów betonowych lub z cegły na zaprawie cementowej. Do czerpania
wody mo_na stosowac pompe lub wiadro na kołowrocie. Głebokosc tych studni
wynosi najczesciej od 7 do 20-30 metrów. Jej wartosc higieniczna zale_y od
wielu cech takich jak: głebokosc, szczelnosc cembrowiny, typ obudowy górnej,
utrzymanie terenu otaczajacego, poło_enie w stosunku do zródeł zanieczyszczenia
itp.
Rys 6-2. Studnia kopana
Studnie abisynskie (rzadko obecnie stosowane) składaja sie z rury stalowej,
majacej w dolnej czesci filtr długosci około metra (rura dziurkowana owinieta
nierdzewna siatka) a na koncu swider do wkrecenia w ziemie lub ostrze do wbijania.
Koncówka górna jest zakonczona pompa reczna. Sa to studnie łatwe do
zainstalowania, płytkie, czesto budowane jako tymczasowe. Dostarczaja wode
z głebokosci do 7 m. Pompa działajaca głównie ssaco znajduje sie w górnym
odcinku studni. Poniewa_ cisnienie atmosferyczne równowa_one jest przez słup
wody o wysokosci około 10 m, tote_ pompa ssaca nie mo_e pobierac wody
z wiekszych głebokosci.
Studnia abisynska zimowa jest kombinacja studni kopanej ze studnia abisynska
zwykła. Po wykonaniu studni kopanej głebokosci od jednego do kilku
metrów, zwanej tutaj studzienka, wkreca sie w nia rure studni abisynskiej zwykłej.
Górny koniec rury wystaje z dna wybetonowanej studzienki, które winno
byc czyste i suche. Na górnym koncu rury umieszcza sie stalowy cylinder
z urzadzeniem do odwadniania w czasie mrozów i łaczy sie go z kolumienka
pompy.
Studnie wiercone sa wykonywane przy pomocy specjalnych urzadzen
wiertniczych. Składaja sie z rur stalowych o kilku srednicach. Rura najciensza
siega od warstwy wodonosnej do powierzchni ziemi, pozostałe rury tworza teleskopowa
obudowe. Woda z pokładu wodonosnego wchodzi do rury na pewna
wysokosc i jest wydobywana przy pomocy pompy tłoczacej znajdujacej sie
w dolnym odcinku rury, powy_ej filtra. Studnie wiercone dostarczaja wode
z warstw wodonosnych głebokich od kilkunastu do kilkuset metrów - zazwyczaj
pewna pod wzgledem sanitarnym. Sa wykorzystywane te_ do zasilania centralnego
zaopatrzenia w wode. W zale_nosci od warunków hydrogeologicznych
cisnienie słupa wody mo_e byc tak du_e, _e woda wypływa samoistnie. Ten
ostatni typ nazywa sie studnia artezyjska samobijaca (7 na rys.6-1). W studniach
wierconych, tak jak i w studniach abisynskich zimowych, górny koniec rury
wiertniczej wchodzi czasami do studzienki z umieszczonymi w niej urzadzeniami
do odwadniania.
Urzadzenia centralnego zaopatrzenia w wode
6.3.2.1. Wodociagi
Najwygodniejszym sposobem zaopatrzenia domu w wode jest podłaczenie
go do lokalnej sieci wodociagowej. Wodociagi pozwalaja na dostarczenie wody
o wymaganiach stawianych wodzie przeznaczonej do picia i na potrzeby gospodarcze.
Zakłady wodociagowe maja obowiazek stale kontrolowac jakosc dostarczanej
przez siebie wody, aby do minimum obni_yc ryzyko jej zanieczyszczenia.
W zale_nosci od przeznaczenia wodociagi dzielimy na:
_ publiczne (komunalne),
_ przemysłowe,
_ specjalne (uzdrowiska, szpitale).
Pod wzgledem sanitarno-higienicznym dzielimy wodociagi na:
_ wodociagi zasilane woda powierzchniowa,
_ wodociagi zasilane woda podziemna.
Wodociagi zasilane woda powierzchniowa
Woda z wodociagów zasilanych woda powierzchniowa pobierana jest bezposrednio
ze zbiornika wody. Miejsce pobierania wody musi byc usytuowane
z dala od dopływu zanieczyszczen i scieków. Czerpanie wody powinno odbywac
sie co najmniej 1,5 m nad dnem rzeki lub na głebokosci 7-9 m z jezior i zbiorników
na zaporach. Nastepnie przez rury, za pomoca pomp, woda dostaje sie do
stacji oczyszczania.
Woda z ujec powierzchniowych z reguły jest pod wzgledem mikrobiologicznym
niepewna.
Wodociagi zasilane woda podziemna
Ujecia wody dla tych wodociagów wykonywane sa podobnie jak dla celów
zaopatrywania indywidualnego w wode, czyli w postaci studni wierconych lub
kopanych. Jesli studnia jest np. samobijaca, podłacza sie ja bezposrednio do sieci.
Jesli nie, w studzience umieszcza sie pompy. Woda podziemna u_ywana do
zasilania wodociagów jest zwykle pewna pod wzgledem mikrobiologicznym.
Wymaga jednak ulepszania (uzdatniania) wody. Najczesciej polega ono na od_elazieniu
i zmiekczaniu. Po tych zabiegach woda jest kierowana do sieci rozdzielczej.
6.3.2.2. Sztuczne oczyszczanie wody
Sztuczne oczyszczanie wody ma na celu przede wszystkim poprawe cech fizycznych
(metnosc, barwa, zapach) i bakteriologicznych.
Jakość wóPrzy oczyszczaniu zwykle nastepuje pewna poprawa cech chemicznych.
Zwykle jednak poprawa cech chemicznych wymaga dalszych zabiegów zwanych
ulepszaniem, takich jak: klarowanie, koagulacja, od_elazianie, filtrowanie, dezynfekcja,
zmiekczanie, fluorowanie.
Napowietrzanie wody ma na celu usuniecie zapachu i posmaku, a w wodzie
podziemnej równie_ dwutlenku wegla (nadaje wodzie własciwosci korozyjne)
i utlenienie zwiazków _elaza. Napowietrzenie wody zanieczyszczonej manganem
lub _elazem powoduje wytracenie sie osadów wodorotlenków, które
nastepnie sa usuwane w wyniku filtracji na odpowiednich filtrach. Zwiekszenie
pH przez dodatek Ca(OH)2 powoduje szybszy przebieg procesu.
Klarowanie wody ma na celu usuniecie jej metnosci spowodowanej zawiesina
z drobnego piasku, iłu, resztek roslinnych, zwierzecych itp. Klarowania
dokonuje sie na kilka sposobów np. przez koagulacje, sedymentacje zawiesin
w osadnikach i usuwanie zanieczyszczen za pomoca przepuszczania wody przez
osrodek porowaty - filtr.
Koagulacja polega na dodaniu do wody koagulantu (najczesciej siarczanu
glinu, siarczanu _elazowego, siarczanu _elazawego) wytracajacego sie w postaci
kłaczkowatych łatwo opadajacych zawiesin. Na kłaczkach tych adsorbuja sie
zanieczyszczenia i razem z nimi opadaja w postaci osadu.
Filtrowanie to jeden z wa_niejszych procesów w technologii oczyszczania
wody. Jest to proces przepływu cieczy przez porowata przegrode zatrzymujaca
czastki zawiesiny. W praktyce stosuje sie dwa rodzaje filtrów piaskowych:
_ filtry piaskowe powolne zwane angielskimi
_ filtry piaskowe pospieszne zwane amerykanskimi
Filtry powolne nazywane sa równie_ filtrami biologicznymi, poniewa_ podczas
filtracji przez zło_e filtracyjne zachodza zarówno procesy fizyczne, jak
i biologiczne. Wynikiem tych zjawisk jest du_y stopien usuwania czastek stałych,
rozkład biochemiczny zanieczyszczen organicznych oraz transformacje
niektórych zanieczyszczen przebiegajace przy udziale mikroorganizmów.
Cecha filtrów powolnych jest mała predkosc filtracji wody, która najczesciej
wynosi ok. 0,1m/h, wyjatkowo przy skutecznym wstepnym oczyszczaniu wody
mo_e byc wieksza od 0,3m/h. Procesami wstepnego oczyszczania mo_e byc
sedymentacja lub filtracja pospieszna. Wykluczone jest natomiast dawkowanie
do wody przed filtrami powolnymi chemikaliów, co mogłoby prowadzic do
zniszczenia mikroorganizmów tworzacych błone biologiczna.
Stosowanie tak małych predkosci filtracji powoduje, i_ cykle filtracji sa długie
i w zale_nosci od poziomu zanieczyszczenia wody moga wynosic od 1 do 6
miesiecy. Przy tak długiej pracy filtrów powolnych na powierzchni oraz wewnatrz
zło_a filtracyjnego rozwijaja sie bakterie, tworzace na powierzchni zło_a
błone biologiczna. Bakterie te spełniaja bardzo wa_na role w procesie oczyszczania
wody w czasie filtracji. Procesy biochemiczne zachodzace w zło_ach
filtrów powolnych sa podobne do procesów samooczyszczania sie wody przebiegajacych
w wodach powierzchniowych oraz warstwie gleby.
Zło_a filtrów powolnych nie sa płukane, a czyszczenie ich polega na usuwaniu
20-40 mm powierzchniowej (górnej) warstwy piasku. Usuniety piasek
oczyszczany jest w specjalnych urzadzeniach, a nastepnie mo_e byc ponownie
wykorzystany do uzupełnienia zło_a filtracyjnego. Inna, znacznie mniej skuteczna,
metoda oczyszczania zło_a jest płukanie woda górnej warstwy zło_a.
Filtry pospieszne stosowane sa najczesciej do oczyszczania wody wstepnie
oczyszczonej metodami fizycznymi i chemicznymi, a przy ujmowaniu wody
o małym poziomie zanieczyszczenia - równie_ do usuwania zanieczyszczen
z wody surowej. Filtry te eksploatowane sa w układach oczyszczania wody powierzchniowej
i podziemnej. Zło_e filtrów stanowi ziarnisty materiał filtracyjny.
Cisnienie wody nad warstwa filtracyjna jest wy_sze ni_ w filtrach powolnych.
Filtracja pospieszna mo_e byc stosowana do:
_ zatrzymania zawartych w wodzie zawiesin pochodzenia naturalnego
badz wytworzonych w procesie koagulacji lub zmiekczania przez stracanie;
_ usuwania z wody zwiazków _elaza i manganu w obecnosci znacznych
ilosci azotu amonowego, tzw. filtry suche;
_ sorbowania wielkoczasteczkowych zwiazków zawartych w wod
wodzie
lub równoczesnego sorbowania i filtrowania przy zastosowaniu
filtrów z warstwa wegla aktywnego.
W filtrach pospiesznych woda przepływa w kierunku z góry w dół. Zło_e filtrów
pospiesznych (materiał ziarnisty), jak i w powolnych ulega zanieczyszczeniu
zatrzymywanymi zawiesinami i dlatego zło_a filtracyjne musza byc czesto
płukane (co 12-14 godzin). Zło_a filtrów moga byc płukane woda lub woda
i powietrzem. Czynniki płuczace podczas płukania przepływaja od dołu do góry
zło_a filtracyjnego wynoszac (wypłukujac) zatrzymane w zło_u zanieczyszczenia.
Zaleta filtrów pospiesznych w porównaniu z filtrami powolnymi jest du_a
wydajnosc, ni_sze koszty inwestycji oraz łatwiejsze oczyszczanie przez płukanie.
Do wad natomiast nale_y zaliczyc koniecznosc lepszego wstepnego oczyszczania
wody.
Dezynfekcja wody
Dezynfekcja, czyli odka_anie wody, ma na celu zniszczenie i usuniecie
z wody przede wszystkim bakterii chorobotwórczych. W technologii uzdatniania
wody dezynfekcja jest ostatnim etapem tego procesu.
Bardzo skutecznym sposobem dezynfekcji wody jest jej przegotowanie. Sposób
ten mo_liwy jest do stosowania dla małych objetosci wody. W praktyce stosuje
sie ró_ne sposoby i srodki dezynfekcyjne, które musza spełniac nastepujace
zasadnicze wymagania:
_ powinny posiadac własciwosci bakteriobójcze przynajmniej w stosunku
do tych drobnoustrojów, które powoduja ostre choroby zakazne przewodu
pokarmowego, a tak_e wirusów przenoszonych przez wode;
_ powinny działac skutecznie w mo_liwe najkrótszym czasie;
_ w dawkach smiertelnych dla bakterii i wirusów nie powinny byc szkodliwe
dla ludzi i zwierzat;
_ nie powinny pogarszac własciwosci organoleptycznych wody i nie tworzyc
z domieszkami wody przykrych i szkodliwych produktów;
_ czynnik stosowany do dezynfekcji powinien byc trwały przy zachowaniu
własciwych warunków przechowywania i łatwy do osiagniecia;
_ powinien byc łatwy w zastosowaniu i tani.
Wsród metod dezynfekcji wyró_nia sie metody fizyczne oraz chemiczne.
_ Metody polegajace na zastosowaniu srodków fizycznych:
_ dezynfekcja za pomoca promieni UV, ultradzwieków, filtrów ceramicznych
impregnowanych srebrem, odwróconej osmozy, ogrzewania.
_ Metody polegajace na zastosowaniu srodków chemicznych:
_ Silnych utleniaczy (ozonu, chloru i jego zwiazków,
zwiazków, jodu i bromu)
oraz zastosowanie jonów srebra i miedzi.
6.3.3. Wybrane metody dezynfekcji wody
6.3.3.1. Dezynfekcja wody za pomoca promieni ultrafioletowych
Naswietlenie wody swiatłem ultrafioletowym jest metoda dezynfekcji, która
nie wprowadza _adnych srodków chemicznych, nie zmienia smaku i zapachu
wody oraz nie grozi przedawkowaniem srodka dezynfekujacego. Przy stosowaniu
tej metody woda musi byc całkowicie klarowna, bowiem zawiesiny i koloidy
przeszkadzaja w działaniu promieniowania UV.
Ka_de urzadzenie UV składa sie z komory naswietlania i lamp UV, zamontowanych
w jej wnetrzu. W urzadzeniu woda przepływa wzdłu_ lamp UV. Lampa
mo_e byc jedna, lecz mo_e ich byc kilkanascie w pojedynczej komorze. Woda
jest naswietlana promieniami ultrafioletowymi o długosci fali 200 do 296 nm.
_ywotnosc lamp wynosi od 8000 do 10000 godzin. Lampy te stosuje sie do dezynfekcji
wody o przepływach od 0,1 do 90 m3/h. Proces dezynfekcji przebiega
w sposób ciagły. Efekt dezynfekujacy promieniowania UV polega na zmianach
spowodowanych w DNA, a przede wszystkim na uszkodzeniu łancuchów
polinukleotydowych. Zarodniki bakterii sa bardziej odporne na UV ni_ formy
wegetatywne.
Technologia UV stosowana jest coraz czesciej do dezynfekcji wody basenowej.
O ile w przypadku małych, prywatnych basenów dezynfekcja ta mo_e byc
jedyna stosowana metoda, o tyle przy du_ych basenach, gdzie nastepuje wtórne
ska_enie, dezynfekcja UV słu_y zmniejszeniu dawki chloru. Na powrocie z niecki
woda dezynfekowana jest promieniami UV, natomiast przy napływie do niecki
dodatkowo dozowany jest chlor. Dezynfekcja UV ma du_e znaczenie w przypadku
dezynfekcji wody w basenach leczniczych, gdzie podawanie chloru jest
niekorzystne w obliczu alergii pacjentów na ten własnie srodek. Nale_y przy tym
pamietac, _e czesto wody lecznicze to solanki, które moga miec negatywny
wpływ na _ywotnosc reaktora UV.
6.3.3.2. Chlorowanie wody
Chlorowanie jest najtansza i najbardziej rozpowszechniona metoda dezynfekcji
wody. Po wprowadzeniu do wody działaja silnie utleniajaco i bakteriobójczo.
Wode wodociagowa chloruje sie stosujac chlor wolny (Cl2) lub dwutlenek
chloru (ClO2), który jest gazem przygotowywanym tu_ przed u_yciem
w zakładach wodociagowych.
Dezynfekcje wody przy zastosowaniu dwutlenku chloru po raz pierwszy
przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych w 1944 r., w Europie zachodniej zas
w latach 50-tych. Dwutlenek chloru u_ywany do dezynfekcji wody wykazuje
wiele zalet: wysoka efektywnosc bakteriobójcza, silne własnosci wirusobójcze,
skuteczne niszczenie przetrwalników bakterii.
Dwutlenek chloru bardzo aktywnie reaguje z aminokwasami białek bakteryjnych,
takich jak: cysteina, tryptofan, tyrozyna, co prowadzi do przerwania
syntezy protein. Niszczenie wirusów nastepuje na skutek zmian wywołanych
w białkach kapsydów (osłonek) oraz reakcji z kwasem rybonukleinowym
(RNA), w wyniku czego nastepuje osłabienie syntezy RNA.
Do chlorowania wody w studni stosuje sie najczesciej wapno chlorowane
(CaOCl2), podchloryny wapnia i sodu lub chloraminy.
W wodzie do picia i na potrzeby gospodarcze zawartosc wolnego chloru, nie
mo_e przekraczac - 0,3 mg Cl2/dm3, a w koncówkach sieci nie mniej ni_ 0,05
mg Cl2/dm3. W wodzie pływalni zawartosc wolnego chloru nie powinna przekraczac
0,5 mg Cl2/dm3, z tym _e przy odpływie nie mo_e byc mniej ni_ 0,2 mg
Cl2/dm3 chloru u_ytecznego. W wodach powierzchniowych klasyfikowanych nie
dopuszcza sie wystepowania wolnego chloru. W sciekach nie mo_e byc wiecej
ni_ 1 mg Cl2/dm3. Nadmiar chloru zmienia smak wody, wpływa na zapach, dra_-
ni błony sluzowe i drogi oddechowe.
Ujemne skutki chlorowania wody
Chlorowanie od kilkudziesieciu lat jest najpowszechniejszym sposobem dezynfekcji
wody. Zastosowanie tej metody nawet przy małych dawkach zabija
postacie wegetatywne bakterii, nieco trudniej postacie przetrwalnikowe, wirusy
i pierwotniaki.
W czasie drugiej wojny swiatowej _ołnierze USA u_ywali wody o ste_eniu
chloru u_ytecznego 4 mg/dm3 (chlor w postaci chloramin, to chlor u_yteczny
zwiazany, a w postaci kwasu podchlorawego i podchlorynów, to chlor u_yteczny
wolny) i nie zanotowano _adnych skutków ubocznych. Stosowanie tych dawek
było poprzedzone eksperymentami na ludziach, w których dawka chloru pozostałego
wynosiła do 32 mg/dm3. Poza narzekaniami na smak i zapach nie odnotowano
danych swiadczacych o odległych skutkach zdrowotnych. Były te_ prowadzone
badania eksperymentalne na zwierzetach, które otrzymywały dawki
rzedu 100 mg/Cl2dm3 przez szereg pokolen bez obserwowania skutków ujemnych.
Niemniej od l974 roku, kiedy to opublikowano pierwsze prace na ten temat,
zaczynaja pojawiac sie doniesienia o mo_liwosci kancerogennego działania wody
chlorowanej wolnym chlorem. Wina nale_y tu obcia_yc trójhalogenki metanu,
których głównym przedstawicielem jest chloroform (trichlorometan CHCl3).
Swiatowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaliczyła chloroform do zwiazków potencjalnie
rakotwórczych dla człowieka. W chwili obecnej, po odkryciu szkodliwych
dla zdrowia produktów ubocznych chlorowania wody, miedzy innymi
podwy_szenia aktywnosci mutagennej wody, zaczeto stosowac coraz czesciej
inne srodki do jej dezynfekcji. Coraz czesciej chlor zastepuje sie dwutlenkiem
chloru (ClO2), ze wzgledu na mniejsza liczbe powstajacych produktów ubocznych.
Dwutlenek chloru nie reaguje z fenolami, dzieki czemu nie powstaja chlorofenole
o bardzo nieprzyjemnym zapachu.
Powstawanie zwiazków chloroorganicznych w wodzie wodociagowej zale_y
od obecnosci w wodzie pobieranej do uzdatniania prekursorów, którymi moga
byc np. zwiazki humusowe, bromki i inne substancje antropogenne. Usuniecie
tych prekursorów z wody jest dosc skomplikowane, lecz technicznie mo_liwe.
Nale_y zaznaczyc, _e przy u_yciu do chlorowania dwutlenku chloru i chloramin
nie stwierdzano w wodzie obecnosci kancerogenów.
6.3.3.3. Ozonowanie wody
Ozon O3 jest trójatomowa odmiana alotropowa tlenu. W atmosferze ziemskiej
wystepuje w sladowych ilosciach i dopiero w wy_szych warstwach jego
ste_enie wzrasta. Jest bardzo silnym utleniaczem, co powoduje, i_ jest on stosowany
w oczyszczaniu wody jako czynnik dezynfekujacy. Jest stosowany
do niszczenia substancji bedacych przyczyna smaku i zapachu wody. Ozon
jest najskuteczniejszym srodkiem dezynfekcyjnym z tradycyjnie stosowanych
utleniaczy. Działanie bakteriobójcze ozonu jest około 2 razy wieksze ni_ chloru.
Działanie bakteriobójcze ozonu polega na zwiekszeniu przepuszczalnosci błony
komórkowej na skutek ozonolizy nienasyconych kwasów tłuszczowych wystepujacych
w lipidach. Ozon utlenia zwiazki organiczne wystepujace w wodach
naturalnych, w tym kwasy humusowe oraz liczne substancje antropogenne,
w tym fenole i chlorofenole, aminy, aldehydy, ketony, alkohole, cyjanki, siarkowodór,
weglowodory aromatyczne jak 3,4-benzopiren itp.
Woda poddana ozonowaniu poprawia wyraznie swoje cechy organoleptyczne
i fizyczno-chemiczne.
Ozonowanie wody ma te_ swoje ujemne strony. Nale_a do nich:
_ wysoki koszt;
_ wysoka agresywnosc w stosunku do _elaza, miedzi, gumy i innych substancji
u_ywanych do konstrukcji urzadzen i sieci wodociagowych;
_ w trakcie ozonowania powstaja produkty nie zidentyfikowane, które potencjalnie
moga byc szkodliwe (problem ten rozwiazuje sie dodatkowo
filtrujac wode weglem aktywnym);
_ ozon wprowadzony do wody ulega szybkiemu rozpadowi nie zapewniajac
zabezpieczenia sieci przed ska_eniem. Dlatego te_ po ozonowaniu
wode dodatkowo sie chloruje, by zapewnic w sieci taki poziom srodka
dezynfekujacego, który nie dopuszcza do rozwoju drobnoustrojów.
Produkcja ozonu odbywa sie na miejscu uzdatniania wody. Powietrze do
produkcji musi byc czyste i suche. Zamiast powietrza mo_na u_ywac tlenu. Wydajnosc
ozonatora w stosunku do zawartosci tlenu wynosi około l%.
Proces ozonowania przebiega w komorze, w której ozon razem z powietrzem
wprowadza sie poprzez bełkotke (urzadzenie do wytwarzania pecherzyków gazu)
do wody. Czas kontaktu ozonu z woda przyjmuje sie na 5 do 20 minut przy
utrzymaniu pozostałosci ozonu w wodzie około 0,5 mg/dm3. By osiagnac takie
ste_enie koncowe, nale_y wprowadzic do wody do kilkunastu mg ozonu/dm3.
W Polsce kilka miast korzystajacych z wód powierzchniowych zanieczyszczonych
antropogennie stosuje ozonowanie wody (m.in. Gdansk).
Badania wody do picia
Badanie wody do picia wykonuje sie celem ustalenia poziomu:
_ bakteriologicznych wskazników jakosci wody,
_ fizykochemicznych wskazników jakosci wody i braku lub obecnosci
substancji szkodliwych dla zdrowia,
_ organoleptycznych wskazników jakosci wody.
Panstwowa Inspekcja Sanitarna prowadzi monitoring kontrolny i monitoring
przegladowy jakosci wody w wytypowanych punktach pobierania próbek wody.
Koordynatorem monitoringu jakosci wody jest Główny Inspektor Sanitarny.
Nadzór merytoryczny nad monitoringiem jakosci wody prowadzi Panstwowy
Zakład Higieny.
Monitoring kontrolny (analiza podstawowa) obejmuje podstawowe badania
jakosci wody niezbedne do sprawowania bie_acego nadzoru sanitarnego nad
jakoscia wody.
Monitoring przegladowy (analiza rozszerzona) obejmuje wszystkie parametry
i wskazniki niezbedne do dokonywania ocen porównawczych i długoterminowych
prognoz jakosci wody.
Zasady pobierania próbek
Próbki wody w ilosci 250 ml przeznaczone do analizy bakteriologicznej nale
_y pobierac bezposrednio do jałowych słoików szklanych z doszlifowanym
korkiem szklanymi lub dopasowanym korkiem z tworzywa sztucznego.
Do pobierania i przechowywania próbek przeznaczonych do badan fizycznych,
chemicznych i biologicznych nale_y u_ywac przede wszystkim naczyn ze
szkła borokrzemowego. W przypadku badan chemicznych, obejmujacych oznaczenie
krzemionki, fluorków, litu, potasu i sodu próbki pobiera sie do naczyn
polietylenowych. W niektórych przypadkach, gdy celem badan jest okreslenie
zawartosci składników podatnych na rozkład fotochemiczny, próbki nale_y pobierac
do naczyn nieprzezroczystych.
Ilosc potrzebnej do badania fizyko-chemicznego wody wynosi przecietnie
1-5 dm3.. Pobrane próbki powinny byc zaopatrzone w trwałe etykiety z danymi
dotyczacymi miejsca i czasu poboru (data, godzina), rodzaju wstepnej obróbki.
Nale_y przewozic je w temperaturze ni_szej od temperatury pomiarowej podczas
ich pobierania oraz zabezpieczyc przed dostepem swiatła. Czas transportu i przechowywania
nie powinien przekraczac 72 h dla wód czystych i 12 h dla wód
zanieczyszczonych. Gdy nie mo_na dokonac badan w wymaganym czasie próbke
nale_y utrwalic przez dodanie srodków utrwalajacych. Najczesciej u_ywanymi
zwiazkami sa ste_one kwasy, roztwory zasad oraz wybrane odczynniki niezbedne
do utrwalenia specyficznych składników (np. tlenu rozpuszczonego)
Mikrobiologiczne metody badania wody
Woda przeznaczona do picia, aby była zdrowa, powinna odznaczac sie odpowiednimi
cechami chemicznymi i biologicznymi. Z higieniczno-sanitarnego
punktu widzenia woda powinna byc wolna od _ywych i obumarłych organizmów.
Pod wzgledem wymagan pokarmowych bakterie dzielimy na dwie grupy:
_ autotrofy (samo_ywne), czyli organizmy posiadajace zdolnosc wytwarzania
zwiazków organicznych z nieorganicznych. Do autotrofów zaliczamy:
a) bakterie fotosyntetyzujace, czyli wytwarzajace zwiazki organiczne
w procesie fotosyntezy z wykorzystaniem energii słonecznej;
b) bakterie chemosyntetyzujace, które wytwarzaja zwiazki organiczne,
wykorzystujac energie uzyskana z utlenienia zredukowanych substancji
nieorganicznych;
_ heterotrofy (cudzo_ywne), czyli organizmy pobierajace zwiazki organiczne
od innych organizmów (roslin, zwierzat) i wykorzystujace je dla
własnych potrzeb.
Do heterotrofów zaliczamy: saprofity - _yja na martwej substancji organicznej,
prototrofy (paso_yty) - wykorzystuja pokarm od innych _ywych organizmów,
nazywanych gospodarzami. Heterotrofy w pewnych warunkach moga byc
chorobotwórcze.
Charakterystyka niektórych bakterii wystepujacych w srodowisku wodnym
Wody powierzchniowe i podziemne sa naturalnym srodowiskiem _ycia ró_-
nych mikroorganizmów i trudno sobie bez nich wyobrazic normalne funkcjonowanie
ekosystemu wodnego. Bakterie powszechnie wystepujace w srodowisku
wodnym w zale_nosci od ich pochodzenia mo_emy podzielic na 3 grupy:
_ własciwe bakterie wodne,
_ bakterie glebowe,
_ bakterie pochodzenia sciekowego.
Własciwe bakterie wodne
_yja i rozmna_aja sie w wodzie. Wystepuja zarówno w masie wodnej jak
i na powierzchni dna. Wiekszosc nale_y do bakterii psychrofilnych, dla których
optymalna temperatura wzrostu przypada na około 20ºC.
Morfologicznie przypominaja bakterie glebowe, komórki ich sa kuliste, cylindryczne
lub srubowate. Mo_na spotkac tak_e wsród nich formy nitkowate
i stylikowe. W wiekszosci sa ruchliwe, polarnie lub biegunowo urzesione. Bakterie
wodne to głównie
purpurowe bakterie siarkowe (Thiorhodaceae),
_ bakterie purpurowe bezsiarkowe (Athiorhodaceae),
_ bakterie _elaziste (Gallionella, Leptothrix),
_ bakterie nitryfikacyjne (Nitrosomonas, Nitrobacter),
_ bakterie biorace udział w przemianie siarki (Beggiatoa, Thiobacillus),
_ heterotrofy (Pseudomonas, Achromobacter, Spirochaeta)
Własciwe bakterie wodne sa na ogół uwa_ane za nieszkodliwe dla człowieka.
Bakterie glebowe
Do wód przedostaja sie poprzez spłukiwanie w czasie opadów. Srodowiskiem
ich bytowania jest gleba, w wodzie wystepuja rzadko ulegajac redukcji
podczas samooczyszczania wody. Wiekszosc nale_y do tlenowych, zarodnikujacych
laseczek z rodzaju Bacillus. Du_a grupe stanowia te_ bakterie celulolityczne,
gnilne, denitryfikacyjne i nitryfikacyjne. W wodach silnie zanieczyszczonych
materia organiczna prze_ywaja dłu_szy czas. Bakterie glebowe sa na ogół nieszkodliwe
dla człowieka, ale moga powodowac ziemisty zapach i posmak wody.
Bakterie pochodzenia sciekowego
Mikroorganizmy te to głównie gatunki heterotroficzne _yjace na szczatkach
pochodzenia roslinnego lub zwierzecego, a tak_e paso_ytnicze. Ich przedstawicielami
sa miedzy innymi: Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Pseudomonas
fluorescens, Proteus vulgaris. Wszystkie te bakterie sa mezofilami, dla których
optymalna temperatura rozwoju jest 37°C. Oprócz wymienionych - w wodzie
moga wystepowac tak_e bakterie chorobotwórcze dla człowieka, które dostaja
sie tam wraz ze sciekami. Scieki komunalne i przemysłowe wnosza do
wód, miedzy innymi, bakterie flory przewodu pokarmowego (bakterie grupy
coli, paciorkowce kałowe), bakterie chorobotwórcze (pałeczki duru brzusznego,
pałeczki czerwonki, przecinkowce cholery) oraz wirusy (wirus Polio, Echo).
Mikroorganizmy chorobotwórcze dla człowieka w zasadzie nie namna_aja
sie w wodzie a czas ich prze_ycia w wodzie zale_y od kilku czynników. Przede
wszystkim od indywidualnej opornosci bakterii chorobotwórczych i wirusów na
zmiane warunków termicznych oraz od stopnia zanieczyszczenia wody. Stwierdzono
na przykład, _e w wodzie czystej _yja one dłu_ej ni_ w wodzie zanieczyszczonej.
Wymagania, jakim powinna odpowiadac woda do spoycia
_ Woda powinna byc klarowna, bezbarwna, bez zapachu i orzezwiajaca
w smaku.
_ Woda nie powinna zawierac bakterii chorobotwórczych, paso_ytów
zwierzecych oraz ich larw i jaj ani zwiazków trujacych, a tak_e nadmiernych
ilosci zwiazków wapnia, magnezu, _elaza i manganu
Woda powinna byc łatwo dostepna, zawsze w dostatecznej ilosci i jakosci.
_ Woda powinna byc zabezpieczona i stale chroniona przed zanieczyszczeniem.
_ Woda do picia powinna zawierac w odpowiedniej ilosci te składniki,
które sa potrzebne dla organizmu ludzkiego, a których głównym zródłem
jest woda.
Bakterie jako wskazniki mikrobiologicznego zanieczyszczenia wody
Mo_liwosc zaka_enia ludzi przez wode zmusza bakteriologów i higienistów
do stałej kontroli higieniczno-sanitarnej wody przeznaczonej do picia. Musza oni
dysponowac prostymi metodami badawczymi, którymi moga wskazac prawdopodobienstwo
obecnosci chorobotwórczych mikroorganizmów, poniewa_ stosowanie
bezposrednich metod wykrywania organizmów chorobotwórczych w wodzie
jest bardzo pracochłonne i długotrwale. Obecnie w rutynowych badaniach
stosuje sie metody posrednie, oznaczajac tak zwane warunki bakteriologiczne,
jakim powinna odpowiadac woda do picia oraz w kapieliskach (patrz tab. 6-2),
czyli bakteriologiczne wskazniki jakosci wody, którymi sa bakterie saprofityczne
zwiazane z przewodem pokarmowym.
Organizm wskaznikowy dla zanieczyszczen typu sanitarnego powinien spełniac
nastepujace warunki:
_ byc stałym i bardzo licznie wystepujacym mieszkancem dolnego odcinka
przewodu pokarmowego,
_ nie mo_e byc to bakteria chorobotwórcza,
_ powinien nale_ec do form nie przetrwalnikujacych, co umo_liwia wykrycie
swie_ego zanieczyszczenia,
_ nie mo_e rozmna_ac sie w wodzie,
_ powinien byc łatwy do wykrycia,
_ musi prze_ywac w srodowisku naturalnym (woda, gleba) dłu_ej ni_ bakterie
chorobotwórcze,
_ stopien jego usuwania podczas procesu uzdatniania wody powinien byc
podobny jak dla bakterii chorobotwórczych przenoszonych przez wode.
Główne organizmy wskaznikowe zanieczyszczenia wody odchodami to:
_ bakterie grupy coli,
_ Escherichia coli,
_ enterokoki kałowe (paciorkowce kałowe),
_ bakterie z rodzaju Clostridium (np. Clostridium perfringens)
oraz w niektórych wypadkach
bakterie koagulazo-dodatnie,
_ Pseudomonas aeruginosa.
Bakterie grupy coli
Bakterie nale_ace do rodziny Enterobacteriaceae. Sa to nieprzetrwalnikujace,
oksydazo-ujemne, gram-ujemne pałeczki. Zdolne do fermentacji laktozy
w temp. 35-37ºC z wytworzeniem kwasu i aldehydów w ciagu 24-48 godzin. Do
grupy tej nale_a oprócz bakterii z rodzaju Escherichia, gatunki z rodzaju Enterobacter,
Citrobacter i Klebsiella. Bakterie grupy coli nie zawsze musza byc bezposrednio
zwiazane z zanieczyszczeniem kałowym lub z wystepowaniem organizmów
patogennych w wodzie do picia. Moga one wystepowac zarówno w
odchodach, jak w srodowisku naturalnym w wodach bogatych w substancje od-
_ywcze, w glebie, w rozkładajacych sie resztkach roslinnych. Bakterie te jednak
nie moga wystepowac w uzdatnionej wodzie do picia.
Stwierdzenie ich obecnosci w wodzie sugeruje:
_ nieodpowiednie jej uzdatnianie,
_ wtórne zanieczyszczenie,
_ nadmierna zawartosc substancji od_ywczych w uzdatnionej wodzie.
Mo_na je uznac, wiec za wskaznik efektywnosci uzdatniania wody.
Escherichia coli
Bakterie grupy coli. Nieprzetrwalnikujace, ruchliwe, oksydazo-ujemne, gram
-ujemne pałeczki. Wzrost tych bakterii nastepuje w temp. 44-45ºC na podło_ach
zło_onych. Zwykle sa zdolne do fermentacji laktozy i mannitolu z wytworzeniem
kwasu i aldehydu, a tak_e do produkcji indolu z tryptofanu. Posiadaja dwa
enzymy _-galaktozydaze i _-glukoronidaze. Bakterie te nie wytwarzaja oksydazy
i nie hydrolizuja mocznika. Bytuja w jelicie grubym człowieka oraz zwierzat,
gdzie moga osiagac ste_enie do 109 komórek na gram fekaliów. Ich obecnosc
swiadczy, _e woda zetkneła sie niedawno z odchodami ludzkimi.
Enterokoki kałowe (paciorkowce kałowe)
Bakterie kuliste lub owalne, nieprzetrwalnikujace, katalazo-ujemne, gramdodatnie,
posiadajace antygen grupy D Lancefield, wystepujace w postaci krótkich
łancuszków. W srodowisku zewnetrznym gina bardzo szybko, szybciej ni_
wiele bakterii chorobotwórczych. Stwierdzenie obecnosci paciorkowców kałowych
w wodzie swiadczyc mo_e o swie_ym zanieczyszczeniu wody, a wiec tak-
_e o potencjalnym zagro_eniu bakteriami chorobotwórczymi. Poniewa_ bakterie
te sa odporne na wysuszenie, moga byc pomocne w rutynowej kontroli jakosci
wody prowadzonej po uło_eniu nowych sieci wodociagowych lub po ich naprawie
i mo_e to byc drugi, obok Escherichia coli, organizm wskaznikowy zanieczyszczen
typu fekalnego.
Bakterie z rodzaju Clostridium
Gram-dodatnie laseczki wytwarzajace formy przetrwalnikowe, które długo,
nawet przez wiele lat moga przebywac w wodzie i glebie. Bakterie te rosna
w postaci kolonii barwy od czarnej, przez szara a_ do _ółtobrazowej, na podło_u
TSC (agar tryptozowy z cykloseryna i siarczynem) w temperaturze 37ºC. Wyhodowanie
tego gatunku swiadczyc mo_e o bardzo „starym” zanieczyszczeniu
wody, gdy obumarły ju_ wszystkie bakterie chorobotwórcze. Przetrwalniki bakterii
z rodzaju Clostridium sa odporne na dezynfekcje, wiec ich obecnosc w wodzie
dezynfekowanej mo_e swiadczyc o niedociagnieciach w uzdatnianiu wody.
Dzieki temu moga równie_ słu_yc jako wskazniki bezpieczenstwa wód do picia
ewentualnie zanieczyszczonych enterowirusami. Moga byc tak_e przydatne do
oceny wód studziennych badanych rzadko, kilkakrotnie w roku. Wykrycie ich
obecnosci mo_e swiadczyc o przedostaniu sie zanieczyszczen kałowych, podczas,
gdy bakterie coli ju_ wygineły.
Pozostałe wskazniki mikrobiologicznego zanieczyszczenia wody
Ogólna liczba bakterii w temperaturze 37ºC po 24 h (bakterie mezofilne).
Hodowla bakterii mezofilnych odbywa sie na stałym podło_u agarowym przez
24 godziny w temperaturze 37ºC. Optimum termiczne dla tych bakterii to temperatura
ludzkiego ciała - 37ºC.
Na ogólna liczbe bakterii mezofilnych składaja sie bakterie sciekowe oraz
niektóre glebowe. Stwierdzenie ich obecnosci w wodzie jest dowodem jej zanieczyszczenia
sciekami bytowo-gospodarczymi lub sciekami zawierajacymi substancje
organiczne z zakładów przemysłowych.
Ogólna liczba bakterii w temperaturze 22 ºC po 72 h (bakterie psychrofilne).
Hodowla bakterii psychrofilnych odbywa sie na stałym podło_u agarowym
przez 72 godziny w temperaturze 22ºC - optymalnej dla tych bakterii. Du-
_a liczba tych bakterii swiadczyc mo_e o dopływie do wody znacznych ilosci
substancji organicznych, stwarzajacych dogodne warunki dla rozwoju bakterii
saprofitycznych.
Bakterie z rodzaju Salmonella
Gram ujemne pałeczki nale_ace do rodziny - Enterobacteriaceae, urzesione,
nie wytwarzaja przetrwalników, dobrze rosna na zwykłych podło_ach w atmosferze
tlenu lub w warunkach wzglednie beztlenowych. Obecnosc pałeczek Salmonella
bada sie metoda filtrów membranowych ze wstepnym namno_eniem
w tych kapieliskach, w których wyniki kontroli budza zastrze_enia.
Pseudomonas aeruginosa
Gram dodatnie pałeczki, ruchliwe, oksydazo- i katalazo-dodatnie. Bakterie te
nie wytwarzaja przetrwalników. Rosna w temperaturze od 5 do 42 ºC. Produkuja
fluoryzujacy w swietle UV _ółtozielony barwnik fluoresceine (98% szczepów)
oraz niefluoryzujacy barwnik piocyjanine (90% szczepów). Bakteria Pseudomonas
aeruginosa jest bakteria, która coraz czesciej proponowana jest jako dodatkowy
wskaznik zanieczyszczenia wody przeznaczonej do spo_ycia, wody
w zbiornikach transportu ladowego, powietrznego, wodnego oraz wód powierzchniowych.
Gronkowce
Bakterie te zostały wykorzystywane do oceny jakosci sanitarnej kapielisk
oraz basenów kapielowych (pływalni). Du_a liczba gronkowców złocistych
swiadczy o niewłasciwej dezynfekcji wody w basenie kapielowym. Woda
w kapieliskach mo_e byc przyczyna zaka_en zwiazanych z infekcjami dróg oddechowych,
skóry i oczu u osób kapiacych sie. Analiza oparta tylko o bakterie
Escherichia coli w tym wypadku jest niewystarczajaca.
Bakterie z rodzaju Legionella
Gram ujemne pałeczki, do których nale_y obecnie 49 gatunków tworzacych
64 grupy serologiczne.
Wystepuja w wodach naturalnych, ale moga byc obecne równie_ w instalacjach
wodociagowych. Od 1977r. uznane jako czynnik chorobotwórczy dla
człowieka (w zwiazku z epidemia w Filadelfii). Bakterie z rodzaju Legionella
namna_aja sie szczególnie w instalacjach wodnych, w których woda ma temperature
w zakresie 35-46°C. Procesowi temu sprzyja długi czas stagnacji wody
oraz obecnosc biofilmu (błona biologiczna zło_ona z bakterii i pierwotniaków)
i osadów na powierzchniach kontaktujacych sie z woda. Ze wzgledu na inhalacyjny
charakter zaka_en bakteriami Legionella niebezpieczne jest zasiedlenie
przez te mikroorganizmy:
_ urzadzen wytwarzajacych aerozol wodno-powietrzny, m.in. takich jak:
prysznice, wanny wirowe i perełkowe typu whirlpool i jacuzzi,
_ urzadzen balneologicznych,
_ myjni, chłodni,
_ obrabiarek i wiertarek, w których stosuje sie chłodzenie woda,
_ szpitalnych inhalatorów,
_ klimatyzatorów,
_ turbin dentystycznych.
Bakterie te sa wra_liwe na wysychanie, ogrzewanie (30 min. w temp. 58 ºC),
niewielkie ste_enie formaldehydu czy glutaraldehydu, 70% etanol, podchloryn
sodu (5 ppm), jod (10 ppm), fenol 0,05%, biocydy (rodzaj chemicznych srodków
ochrony roslin), ale bywa, _e biofilm pokrywajacy instalacje wodne chroni je
przed działaniem srodka dezynfekcyjnego. Moga pozostawac w stanie uspienia
w przetrwalnikach pierwotniaków i uaktywniac sie wraz ze wzrostem komórki
_ywiciela.
Profilaktyka zaka_en wody bakteriami Legionella:
_ czyszczenie zbiorników i sieci wodnej z osadu we wszystkich urzadzeniach
leczniczych, klimatyzacyjnych i sanitarnych (przynajmniej 2 razy
w ciagu roku);
_ likwidacja wszelkich slepych koncówek i miejsc zastoju wody;
_ kontrola temperatury wody na koncówkach sieci wodociagowej i zadbanie
o to, aby była ona utrzymywana na wymaganym poziomie;
_ wykonywanie okresowych badan wody w sieci wodociagowej i urzadzeniach
klimatyzacyjnych w kierunku bakterii Legionella, a przy stwierdzeniu
ich obecnosci w liczbie powy_ej 1000 komórek/100 ml wody natychmiastowe
podejmowanie działan interwencyjnych.
Badanie organoleptycznych cech wody
Temperatura
Temperatura wód powierzchniowych, zaskórnych i infiltracyjnych, w zale_-
nosci od pory roku waha sie od 8-12°C, jest ona tak_e zmienna w zale_nosci np.
od głebokosci zbiornika. Wody podziemne wykazuja wieksza stałosc temperatury.
Ma ona znaczny wpływ na proces samooczyszczania biologicznego wód
naturalnych, proces ten ulega spowolnieniu w temperaturach niskich. Wysoka
temperatura wody studziennej w lecie a niska w zimie wskazuje, _e pochodzi
ona z powierzchniowych warstw gruntu. Temperatura wody do picia powinna
wynosic od 7 do 11 °C. W wodach powierzchniowych I klasy temperatura nie
mo_e przekraczac 22°C, w II klasie 24°C, w III 26°C, w IV klasie 28°C, a w V
klasie >28°C. Temperatura scieków wprowadzanych do wód powierzchniowych
nie powinna przekraczac 35°C.
Temperature wody mierzy sie w trakcie inspekcji miejscowej natychmiast po
pobraniu próbki lub bezposrednio w zbiorniku.
Odczyn - (pH)
Odczyn pH winien wynosic od 6,5 do 8,5 pH, tak samo w wodach powierzchniowych
o I klasie czystosci. W wodach III klasy mo_e sie miescic miedzy
6,0 a 9,0, w IV klasie 5,5 a 9,0, w V klasie <5,5 lub >9, a w sciekach wprowadzanych
do wód i ziemi dopuszcza sie wartosci pH takie same jak w wodzie
powierzchniowej II klasy, to znaczy 6,5 do 8,5.
Barwa
Barwa wody ma szczególne znaczenie przy zaopatrywaniu ludzi w wode do
picia, na potrzeby niektórych gałezi przemysłu jak i wykorzystaniu jej do celów
rekreacyjnych.
Woda chemicznie czysta w małej objetosci jest bezbarwna, w grubej warstwie
ma odcien niebieskawy. Naturalna barwa wody, jej odcien i intensywnosc
pochodzi i zale_y zazwyczaj od substancji humusowych. Skala barw wody jest
bardzo szeroka, od zabarwienia lekko _ółtego do barwy brazowej. Wody podziemne
odznaczaja sie mała skala barwy naturalnej (5-20 gPt/m3), barwa wód
powierzchniowych jest zmienna w szerokich granicach (np. powodowana sciekami
przemysłowymi z produkcji barwników, farb i przemysłu tekstylnego, produkcji
celulozy). Scieki przemysłowe nadaja wodzie barwe specyficzna. Dopuszczalna
barwa wody do picia wynosi 15 mgPt/dm3. Zabarwienie wody nie
swiadczy o jej szkodliwosci, mo_e łaczyc sie natomiast z pogorszeniem smaku.
Drobne zawiesiny - np. kłaczki straconego Fe(OH)3, równie_ nadaja wodzie
dodatkowe zabarwienie. To zabarwienie, pochodzace od substancji zawieszonej,
dajace sie łatwo usunac przez filtracje nazywamy barwa pozorna.
rzeczywista wody pochodzi od substancji rozpuszczalnych. Dlatego barwe wody
oznacza sie na próbie klarownej, pozbawionej zawiesin, po odsaczeniu lub odwirowaniu
zanieczyszczen.
W skali platynowo-kobaltowej jednostka barwy jest zabarwienie, jakie nadaje
1mgPt zawartej w chloroplatynianie potasowym K2PtCl6 rozpuszczonym w 1
dm3 wody destylowanej z dodatkiem 0.5 mg chlorku kobaltowego CoCl2×6H2O.
Metnosc
Metnosc oznacza sie przez porównanie badanej wody ze skala wzorców,
sporzadzonych z zieleni okrzemkowej (SiO2) zawieszonej w wodzie destylowanej.
Wyra_a sie ja w mg SiO2/dm3. W wodzie do picia nie powinna byc wieksza
ni_ 1. Wa_na jest nie tylko wielkosc metnosci, ale jej rodzaj: o ile mo_na dopuscic
zwiekszona metnosc spowodowana wytracaniem sie zwiazków _elaza lub
manganu, o tyle niepo_adana jest metnosc pochodzenia organicznego. Zawiesine
te stanowia rozdrobnione substancje organiczne pochodzenia roslinnego, zwierzecego,
substancje humusowe, plankton, wy_sze drobnoustroje, czastki gliny,
piasku i iłu.
Zapach
Zapach nale_y do czynników organoleptycznych, którego ocena zale_y od
indywidualnych odczuc człowieka - jego powonienia. Aby wyeliminowac błedy
nale_y oceniac zapach wody przez zespół trzyosobowy.
Woda chemicznie czysta jest bezwonna. Zapach wód naturalnych mo_e byc
spowodowany przez wystepujace w nich ró_ne wonne substancje, przewa_nie
pochodzenia organicznego, ale tak_e nieorganicznego np. siarkowodór i fosforowodór,
zwiazki lotne, produkty rozkładu substancji organicznych, wy_sze
drobnoustroje. Mo_e tak_e pochodzic od zanieczyszczen sciekami bytowogospodarczymi
lub przemysłowymi. Naturalne zapachy wód powierzchniowych
sa powodowane przez glony (wydzielajace olejki eteryczne, szczególnie intensywne
w czasie zakwitów), plesnie, grzyby wodne i pierwotniaki. Wpływ na
zapach maja tak_e osady denne oraz procesy fizykochemiczne i biologiczne,
zachodzace w tym srodowisku. Wody podziemne w wiekszosci przypadków sa
bezwonne.
Rozró_nia sie trzy zasadnicze grupy zapachów:
_ zapach roslinny (R) jest to zapach naturalny, spowodowany obecnoscia
substancji organicznych, nie bedacych w stanie rozkładu i nie nadajacych
wodzie cech przykrych. Do takich zapachów nale_y zapach ziemi,
siana, trawy, torfu, mchu i kwiatów;
_ zapach gnilny (G) jest to zapach naturalny wywoływany obecnoscia
ciał organicznych w stanie rozkładu gnilnego i nadajacy wodzie nieprzyjemna
won np. zapach siarkowodoru, stechlizny, plesni, fekaliów;
zapach specyficzny (S) jest to zapach nienaturalny, powodowany obecnoscia
ciał nie wystepujacych w wodach naturalnych np. chlor, fenol,
benzen, denaturat, smoła, nafta. W badaniach zapachu, w nawiasie podaje
sie bli_sze okreslenie zapachu np. S (chlor)
Oprócz rozpoznania zapachu wody nale_y zwrócic uwage na jego intensywnosc.
Smak
Smak jest równie_ wskaznikiem organoleptycznym i jest okreslany wyjatkowo
rzadko ze wzgledu na mo_liwosc zaka_enia sie wykonujacych tego rodzaju
badania chorobami przenoszonymi przez wode. Smak wód naturalnych zale_y od
temperatury wody, ilosci i rodzaju gazów rozpuszczonych w wodzie oraz jej
składu chemicznego. Rozró_nia sie smaki wody: gorzki, słodki i kwasny. Inne
wra_enia smakowe uwa_a sie za posmak wody. Woda do picia powinna byc bez
smaku.
Twardosc
Twardosc wody jest to cecha wody, bedaca funkcja ste_enia soli wapnia,
magnezu i innych metali. Twardosc wody ma bardzo silny wpływ na jej napiecie
powierzchniowe. Czym wieksze napiecie powierzchniowe wody, tym trudniej
zwil_a ona wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudno jest przy jej pomocy
prac i zmywac naczynia. Dodatek detergentów powoduje zmniejszenie twardosci
wody - przy czym, im twardsza woda, tym wiecej trzeba ich dodawac, aby uzyskac
skuteczny efekt mycia.
Twardosc wody dzieli sie na:
_ twardosc stała (wody przegotowanej) spowodowana przez sole usuwane
podczas gotowania, jak siarczany, chlorki, azotany i weglany obojetne;
_ twardosc przejsciowa zale_na od kwasnych weglanów wapnia i magnezu,
które podczas gotowania rozpadaja sie na nierozpuszczalne w wodzie
weglany oraz dwutlenek wegla i wode;
_ twardosc ogólna lub całkowita (wody nieprzegotowanej) bedaca suma
twardosci stałej i przejsciowej.
Twardosc ogólna dzieli sie te_ wg anionów wchodzacych w zwiazek z kationami
wapnia i magnezu. Weglany i dwuweglany daja twardosc weglanowa,
pozostałe aniony - twardosc nieweglanowa.
Twardosc wody wyra_a sie w mg CaCO3/l lub za pomoca miligramorównowa
_ników wapnia i magnezu - mval/l (CaCO3 i MgO łacznie) albo w stopniach
twardosci 1°n = 10 mg CaO/l nazywanymi te_ stopniami niemieckimi
(patrz tabela 6-4)
Tab.6-4. Równowa_ne wartosci
6.3.5.5. Badanie fizyczno-chemiczne wody
_elazo
_elazo w wodzie pochodzi albo z gruntu albo z zanieczyszczen lub rurociagów
i z reguły wystepuje w postacie rozpuszczalnego dwuweglanu. W obecnosci
tlenu zwiazek ten przechodzi w nierozpuszczalny wodorotlenek _elazowy powodujacy
metnienie i brunatnienie wody.
Znaczenie higieniczne _elaza jest małe ale, o tyle jest wa_ne, _e zmienia klarownosc,
barwe i smak wody. Nie udowodniono wpływu _elaza na prace przewodu
pokarmowego. Dopuszczalna zawartosc _elaza wynosi 0,2 mg/dm3
Zawartosc tego zwiazku powy_ej normy powoduje powstawanie plam na pranych
tkaninach.
Mangan
Czesto, choc nie zawsze, towarzyszy zwiekszonym ilosciom _elaza. Znaczenie
higieniczne ma podobne jak _elazo. Dopuszczalna zawartosc - poni_ej 0,05
mg/dm3. Przy wy_szych ste_eniach konieczne jest odmanganianie. Bardzo niewskazany
w wodzie do prania, oraz w niektórych gałeziach przemysłu.
Azot amonowy (amoniak)
Amoniak wystepujacy w wodach powierzchniowych pochodzi zwykle z biochemicznego
rozkładu organicznych zwiazków azotowych roslinnych lub zwierzecych,
jak białko i produkty jego rozpadu, mocznik itp. Z punktu widzenia
sanitarnego istotne znaczenie ma nie tylko zawartosc amoniaku w wodzie, ale
równie_ jego pochodzenie. Najwieksze znaczenie ma amoniak pochodzacy z odchodów
i odpadów zwierzecych. Wystepuje on najczesciej w towarzystwie azotynów
i azotanów, które powstaja przez jego utlenianie. Obecnosc w wodzie
powierzchniowej amoniaku, przy braku azotynów wskazuje na swie_e zanieczyszczenia
wody sciekami gospodarczymi lub innymi zwiazkami organicznymi,
zawierajacymi azot. Jednoczesne wystepowanie amoniaku i azotynów wskazuje
na to, _e zanieczyszczenie wody nastapiło jakis czas temu. Brak amoniaku
i azotynów oraz obecnosc azotanów swiadczy o dawnym zanieczyszczeniu wody
i zapoczatkowaniu procesów jej samooczyszczenia.
W wodzie do picia obecnosc amoniaku jest niepo_adana. W czasie dezynfekcji
wody, tj. chlorowania wody, amoniak reaguje z chlorem tworzac chloraminy.
Zwieksza to zu_ycie chloru jako czynnika bakteriobójczego. Ponadto
amoniak jest korozyjny w stosunku do _elaznych rur wodociagowych.
Amoniak tzw. mineralny spotykany w studniach głebokich, a pochodzacy
z redukcji azotanów przez siarczki FeS2
wystepuje w znacznych ilosciach od
0,25 do kilku mg N/l, przy czym inne własciwosci wody (poza _elazem) w zasadzie
nie sa zmienione.
Azotyny
Azotyny charakteryzuja sie bardzo mała trwałoscia, gdy_ łatwo przechodza
w amoniak a nastepnie w srodowisku zawierajacym tlen w azotyny, które łatwo
ulegaja utlenieniu do azotanów. Obecnosc ich w wodzie swiadczy o tym,
_e w wodzie zachodza procesy utleniania lub redukcji. Azotyny w wodzie sa
produktem nie trwałym, łatwo przechodza w amoniak lub azotany. W wodach
naturalnych nie zanieczyszczonych ilosc azotynów jest minimalna (rzedu tysiecznych
czesci miligrama w dm3). Zawartosc azotynów w wodach do picia
zwykle nie przekracza 0,1 mg azotu azotynowego/dm3. Azotyny moga powstawac
w czasie uzdatniania wody np. w procesie napowietrzania przy od_elazieniu
lub w przewodach wodociagowych wskutek działania bakterii i innych organizmów
nitryfikujacych. Gdy amoniak jest pochodzenia mineralnego - woda wykazuje
znaczne zabarwienie i zwiekszona utlenialnosc. Jesli pochodzenia zwierzecego
- woda charakteryzuje sie zwiekszona utlenialnoscia, wzrostem zawartosci
chlorków i koloidów, a tak_e wieksza liczba bakterii. Według przepisów
woda do picia nie powinna zawierac amoniaku i azotynów pochodzenia zwierzecego.
Natomiast amoniak i azotyny pochodzenia mineralnego nie maja szkodliwego
wpływu na zdrowie.
Azotany
Azotany moga byc pochodzenia organicznego jako koncowy produkt rozkładu
białek i mineralnego z gleby nawo_onej nawozami sztucznymi, z naturalnych
pokładów soli, z odwodnien kopaln, ze scieków przemysłowych i miejskich.
Du_e ste_enia azotanów spotykane sa w niektórych wodach podziemnych.
Azotany nale_a do grupy zwiazków biogennych, czyli pokarmowych dla roslin
wodnych i glonów. Przyczyniaja sie do eutrofizacji zbiorników wód powierzchniowych,
co prowadzi do zarastania i w koncowym efekcie ich zaniku.
Dopuszczalne ste_enie azotanów w wodzie do picia nie powinno przekraczac
50 mg azotu azotanowego/dm3, azotynów - 0,5 mg azotu azotynowego/dm3,
amoniaku - 0,5 mg azotu amonowego/dm3.
Chlorki
Wystepuja one głównie w postaci chlorku sodu, potasu, wapnia i magnezu.
Chlorki w wodzie pochodza z gruntu lub pokładów soli. Czasem ich ilosc jest
znaczna (najczesciej ste_enie chlorków zawiera sie od kilkunastu do kilkudziesieciu
mg/dm3) i przewy_sza 100 mg/dm3. Dopuszczalne ste_enie Cl- w wodzie
do picia wynosi 250 mg/dm3. Oprócz chlorków „normalnych” moga pojawiac sie
chlorki pochodzace z zanieczyszczen. Wa_ny jest wtedy przyrost ich ste_enia.
Wzrost ich zawartosci mo_e swiadczyc o zanieczyszczeniu lub dopływie zasolonych
wód z innych warstw wodonosnych. Chlorki nie stanowia zagro_enia dla
organizmu, sa nawet niezbedne dla jego prawidłowej egzystencji. Jednak przy
du_ym ste_eniu nadaja wodzie nieprzyjemny smak. Chlorki w du_ych ilosciach
powoduja korozje metali, dajac sole rozpuszczalne w wodzie. Uniemo_liwiaja
w ten sposób tworzenie powłoki ochronnej.
d w Polsce
W ostatnich latach obserwujemy poprawę jakości wód, która jest efektem ograniczenia produkcji w wielu branżach przemysłu, unowocześnienia technologii i budowy oczyszczalni ścieków przemysłowych i komunalnych. Polska ma małe zasoby wód ok.. 1500m3/rok/mieszkańca to 36% średniejeuropejskiej
Piśmiennictwo:
Brzozowski J., Wawrzyszuk B., Zaborowska W., Kozak H., Zieminska M. Elementy pryzrodnicze w ochronie zdrowia człowieka. Lublin 1986.
Marcinkowski J.T. Podstawy Higieny.Volumed Wrocław 1997.
Maśliński S., Ryżewski J.Patofizjologia. Wydawnictwo lekarskie PZWL , wydanie II, Warszawa 1992
Zaborski L.( red.) Przewodnik do ćwiczeń z Higieny. Gdańsk 2005.
Wyszukiwarka