Produkty uboczne dezynfekcji wody pitnej

Woda jest środowiskiem występowania rozmaitych składników i organizmów, z których wiele, zwłaszcza w nadmiernej ilości może być szkodliwych dla ludzi. Ze względu na zanieczyszczenia  wynikające z działalności człowieka (np. nawożenia pól uprawnych, odprowadzania ścieków bytowych itp.) woda ujmowana do celów wodociągowych musi podlegać procesom uzdatniania i dezynfekcji. Zadaniem Zakładów Uzdatniania Wody jest takie jej przygotowanie, aby nie zagrażała zdrowiu i życiu konsumentów. Jakość wody pod względem chemicznym i mikrobiologicznym do celów konsumpcyjnych normowana jest bardzo rygorystycznie, zarówno na poziomie międzynarodowym (Dyrektywa Europejska), jak i krajowym (Rozporządzenie Ministra Zdrowia).
Aby wyeliminować niebezpieczeństwo rozprzestrzeniania się chorób powodowanych wskutek spożycia wody, poddaje się ją dezynfekcji, która ma na celu zniszczenie żywych organizmów i ich form przetrwalnych oraz niedopuszczenie do ich wtórnego rozwoju w sieci wodociągowej.

Dezynfekcję wody prowadzić można wykorzystując metody: fizyczne za pomocą promieniowania UV, ultradźwięków i technik termicznych.

  • chemiczne,  które wykorzystują chlor, dwutlenek chloru, chloraminy, ozon oraz nadmanganian potasu.
Woda w Krakowie uzdatniana jest w czterech Zakładach Uzdatniania Wody (ZUW), które stosują różne metody dezynfekcji:
  • Bielany, gdzie ujmowana jest woda z rzeki Sanki – dezynfekcja chlorem gazowym
  • Dłubnia, gdzie ujmowana jest woda z rzeki Dłubni – dezynfekcja dwutlenkiem chloru
  • Raba, gdzie ujmowana jest woda z rzeki Raby, ze zbiornika Dobczyce, poprzez dwa niezależne Zakłady Raba I i Raba II – wstępne ozonowanie wody surowej oraz dezynfekcja chlorem gazowym
  • Rudawa, gdzie ujmowana jest woda z rzeki Rudawy – dezynfekcja dwutlenkiem chloru
Uboczne produkty chlorowania wody chlorem gazowym
 
Najbardziej rozpowszechnioną ze względu na swoją wysoką skuteczność i najtańszą metodą dezynfekcji wody jest chlorowanie za pomocą chloru gazowego.
Zastosowanie chloru jako środka dezynfekującgo jest praktykowane na całym świecie. Powszechnie znane efekty towarzyszące procesowi chlorowania wody to jej nieprzyjemny smak i zapach. Jednakże zapach ten może być usunięty z wody poprzez jej gotowanie lub chłodzenie w lodówce, a jego obecność gwarantuje pełne bezpieczeństwo bakteriologiczne i świadczy o tym, że czas przepływu wody w przewodach wodociągowych od zakładu uzdatniania do klienta nie jest zbyt długi, co eliminuje zjawisko wtórnego zanieczyszczenia wody.
Podczas reakcji chloru ze związkami organicznymi mogą powstawać liczne produkty dezynfekcji, a wiele z nich w nadmiernej ilości nie jest obojętnych dla zdrowia człowieka. Najlepiej poznaną grupą ubocznych produktów chlorowania są trihalometany (THM). Przy ich tworzeniu powstaje również szereg innych związków chloroorganicznych (np. chlorofenole), co wpływa znacząco na pogorszenie właściwości organoleptycznych wody. Poważnym problemem jest to, że trihalometany powstają  nie tylko w miejscu uzdatniania (tzn. w wodociągu), ale także w sieci rozprowadzającej wodę, przy czym im dalej płynie woda, tym ich stężenie jest wyższe i tym większa różnorodność. Proces tworzenia trwa do momentu wyczerpania jednego ze składników reakcji: chloru lub substancji organicznej. Praktycznie następuje to dopiero po przegotowaniu wody, co powoduje usunięcie chloru, jednego z czynników reakcji i pozwala na przerwanie narastania stężenia THM- ów. Im gorsza jest jakość wody poddawanej chlorowaniu, tym więcej może powstawać szkodliwych trihalometanów.  
 
Uboczne produkty chlorowania dwutlenkiem chloru
 
Dwutlenek chloru – obok ozonu – jest coraz częściej stosowany do dezynfekcji zamiast chloru gazowego. Dwutlenek chloru ma silne właściwości bakteriobójcze, wirusobójcze oraz zarodnikobójcze. Hamuje rozmnażanie glonów, niszczy też fito- i zooplankton. Ten sposób dezynfekcji pozwala także wyeliminować, tworzenie się szkodliwych trihalometanów. Dwutlenek chloru w wodzie jest bardzo trwały. Po zakończonej dezynfekcji jego nadmiar utrzymuje się przez dłuższy czas w sieci tak, że nawet przy rozległych sieciach udaje się skutecznie przeciwdziałać ponownemu zanieczyszczeniu bakteriologicznemu. Zastosowanie dwutlenku chloru oznacza więc nie tylko znaczącą poprawę bakteriologiczną instalacji wewnętrznych, ale również zapobiega tworzeniu się osadów organicznych wewnątrz rurociągów.
Wadą stosowania dwutlenku chloru jest niebezpieczeństwo powstawania chloranów i chlorynów. Ich znaczenie zdrowotne nie jest w pełni wyjaśnione, lecz podejrzewa się, że związki te jako silne utleniacze mogą powodować zmiany we krwi.
 
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007r. w sprawie wymagań dotyczących jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U.Nr 61, poz. 417 z późniejszymi zmianami) normuje sumę stężeń chlorynów i chloranów na maksymalnym poziomie 0,7 mg/l. Z badań monitoringowych wynika, że substancje te tworzą się w bardzo małej ilości i ich szkodliwość jest znacznie mniejsza, niż składników wody nieuzdatnianej.
 
Uboczne produkty ozonowania
 
Alternatywą wobec chlorowania wody jest stosownie ozonu, który pomimo niezaprzeczalnych zalet posiada również pewne wady.
Ozon jest zarówno bardzo silnym utleniaczem, jak i dezynfektantem. Zastosowanie ozonu do dezynfekcji jest celowe wówczas, gdy zawodzi chlorowanie z powodu tworzenia chlorowych pochodnych związków organicznych lub związków nadających wodzie smak i zapach. Zabieg ozonowania wyraźnie poprawia właściwości organoleptyczne spożywanej wody. Związki chemiczne nadające wodzie zapachy ziemiste, pleśni, rybne, czy tzw. apteczne, są stosunkowo łatwo rozkładane ozonem. Ozon utlenia zawarte w  wodzie mikrozanieczyszczenia, zarówno nieorganiczne jak i organiczne.  
Proces ozonowania wód jest przyczyną utleniania jednego z naturalnych ich składników, tj. bromków, w wyniku czego powstają bromiany. Na podstawie badań toksykologicznych zostały one zakwalifikowane do potencjalnych kancerogenów, czyli do związków zwiększających ryzyko zachorowania na raka.
W większości krajów, które normują ten parametr w wodzie do spożycia, w tym również i w Polsce, dopuszczalne stężenie bromianów wynosi 10 μg/l. Z badań monitoringowych WSSE prowadzonych od 2005 roku wartość bromianów szacuje się  w wodach do spożycia na znacznie niższym poziomie, niż ich stężenie dopuszczalne. 
Istotną wadą ozonu, jako dezynfektanta jest jego mała trwałość, przez co ozonowana woda pozostaje aseptyczna przez krótki czas (tzn. nie można jej bezpiecznie przesyłać długimi rurociągami). Dlatego ozon nie może całkowiecie wyeliminować chloru z procesu uzdatniania wody, jednakże może go w istotny sposób ograniczyć do minimum, w ilości niezbędnej do utrzymania w sterylności wszystkich nitek sieci wodociągowej po przejściu wody przez Zakłady Uzdatniania.
 
Konieczne są dalsze badania w celu określenia efektów działania ubocznych produktów dezynfekcji  wody. Do czasu uzyskania wyników należy dążyć do zmniejszania ich stężenia w wodzie. Działania te jednakże, nie powinny zmniejszać skuteczności dezynfekcji wody.
Procesy dezynfekcji wody przeznaczonej do spożycia kontrolowane są na każdym etapie jej produkcji. Woda przeznaczona dla konsumentów musi spełniać wymagania Rozporządzenia Ministra Zdrowia, dlatego też monitorowana jest przez Stacje Sanitarno – Epidemiologiczne pod względem zawartości  wszystkich związków ujętych w rozporządzeniu.
Uboczne produkty dezynfekcji, o których mowa powyżej znajdują się w wodzie do spożycia w ilościach śladowych, często tak małych, że nie można oznaczyć ich ilościowo.
Dla nas konsumentów, to bardzo dobra wiadomość, ponieważ możemy być pewni, że w kranie znajduje się woda bezpieczna dla naszego zdrowia. Może warto zastanowić się, czy narzekając na „złą” wodę w kranie, robimy wszystko, aby szanować środowisko naturalne, z którego ta woda pochodzi.
 
Literatura: 
  1. 1.   Kowal Apolinary, Świderska – Bróż Maria: Oczyszczanie wody, 1997.
  2. 2. Andrzej Gierak, Roman Leboda: Analiza azotanów i bromianów powstających podczas dezynfekcji wody ozonem. Ochrona Środowiska 3 (74), 1999.
  3. 3.  Edward Zbieć, Jan R. Dojlido: Uboczne produkty dezynfekcji wody. Ochrona Środowiska 3(47), 1999.
  4. 4. Jacek Nawrocki: Oznaczanie ubocznych produktów dezynfekcji wody. Nowe horyzonty i wyzwania w analityce i monitoringu środowiskowym, 2003.
  5. 5.  Jacek Nawrocki: Uboczne produkty utleniania i dezynfekcji wody – doświadczenia ostatnich 30 lat. Ochrona Środowiska nr 4, 2005.
  6. 6.   Roeske Wolfgang: Dezynfekcja wody pitnej, 2007.
 
Opracowały:  
  • Dorota Pasierbek
    Oddział Laboratoryjny Higieny Komunalnej
  • Małgorzata Lis
    Oddział Laboratoryjny Analiz Instrumentalnych

Postępowanie w przypadku złej jakości wody w budynkach wielorodzinnych

Problemy zwiazane z jakością wody do spożycia przez ludzi lokatorzy powinni zglaszać administracji budynków, a w przypadku braku ich reakcji do Oddziału Higieny Komunalnej właściwej Powiatowej Stacji Sanitarno-Epidemiologicznej.

 

Na podstawie otrzymywanych skarg na jakość wody, można wyciągnąć wnioski, że mieszkańcy domów wielorodzinnych, zlokalizowanych na osiedlach mieszkaniowych administrowanych przez spółdzielnie, wspólnoty mieszkaniowe i zarządy komunalne, nie są w pełni zorientowani, kto odpowiada za jakość wody doprowadzanej do ich mieszkań.

Mieszkańcy ci, zauważywszy zmiany w jakości wody, takie jak zmętnienie, osady rdzy, nietypowy zapach, próbują interweniować w przedsiębiorstwach wodociągowych. Takie interwencje często nie przynoszą skutku. Nieporozumienie wynika z faktu, że mieszkańcy nie są, w rozumieniu przepisów prawa, odbiorcami wody. Umowę w ich imieniu zawierają w tym przypadku w/w administratorzy. Umowa ta określa punkty podłączenia magistrali doprowadzającej wodę, do których za jakość wody odpowiada przedsiębiorstwo wodociągowe z wewnętrzną siecią osiedlową, będącą najczęściej własnością zarządców budynków, którzy również, poprzez swoich przedstawicieli, są stroną w kontaktach z przedsiębiorstwem wodociągowym. Często też służby techniczne zarządców budynków prowadzą prace remontowe, bądź likwidują awarie sieci osiedlowej. Prace te mogą mieć wpływ na przejściowe, lokalne, pogorszenie jakości wody. Dlatego też, w takich przypadkach, lokatorzy powinni w pierwszej kolejności zgłaszać problemy związane z jakością wody komórkom technicznym administracji budynków, a dopiero w przypadku braku reakcji, do właściwego terenowo Państwowego Powiatowego Inspektora Sanitarnego.

Krzysztof Wesołowski
Oddział Nadzoru Higieny Komunalnej

Wpływ twardości wody na zdrowie człowieka

Woda jest podstawą życia. W przyrodzie praktycznie nie występuje woda chemicznie czysta. Jako bardzo dobry rozpuszczalnik zawiera prawie wszystkie substancje naturalne występujące w skorupie ziemskiej oraz substancje będące efektem działalności człowieka. Substancje te występują w stężeniach zależnych od ich powszechności, rozpuszczalności oraz od wielu różnych procesów fizycznych, chemicznych i mikrobiologicznych zachodzących w przyrodzie.

 

Do prawidłowego funkcjonowania organizm ludzki potrzebuje nie tylko wody, ale również substancji w niej rozpuszczonych, które mogą występować w dużych ilościach (makroskładniki) lub jako elementy śladowe (mikroskładniki). Do makroskładników zalicza się: wodorowęglany, siarczany, chlorki, sód, potas oraz wapń i magnez. W mniejszych ilościach występuje żelazo i krzemionka. Zawartość i proporcje podstawowych jonów zależą głównie od składu chemicznego skał i gleb, przez które przepływa woda. Wpływ zanieczyszczeń doprowadzonych do wód w wyniku działalności człowieka może znacznie zmienić ten skład.

Równoczesny wzrost poziomu zanieczyszczenia wód naturalnych oraz wymagań stawianych wodzie do spożycia, a także rozwój technik analitycznych, pozwalających na identyfikację zanieczyszczeń występujących w wodach, powoduje konieczność oczyszczania wód do celów wodociągowych. Konieczne jest usuwanie z wód uciążliwych lub szkodliwych zanieczyszczeń pierwotnych obecnych w ujmowanych wodach oraz zapobieganie powstawaniu zanieczyszczeń wtórnych podczas oczyszczania wody (uboczne produkty dezynfekcji wody do spożycia) i w trakcie dostarczania jej do odbiorców.

Woda, która jest dostarczana do naszych domów musi być chemicznie i mikrobiologicznie stabilna. Warunki, jakie musi spełniać woda przeznaczona do spożycia określone zostały w dyrektywie Unii Europejskiej 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 roku „w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi”, a w Polsce w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 roku „w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi” (DzU 2007, nr 61, poz. 417).

Woda podawana do sieci wodociągowej jest uzdatniana, to znaczy poddawana jest wielu procesom jej oczyszczania począwszy od filtracji z zanieczyszczeń mechanicznych przez koagulację i dezynfekcję . Przedsiębiorstwa Wodociągowo-Kanalizacyjne w ramach kontroli wewnętrznej prowadzą badania jakości wody dostarczanej konsumentom w celu oceny przydatności jej do spożycia. Jednocześnie Inspekcje Sanitarne odpowiedzialne są za nadzór nad jakością wody u konsumentów pod kątem wtórnych zanieczyszczeń w sieci wodociągowej (próbki wody pobierane są na tzw. końcówkach wodociągów, czyli w naszych domach). Badania w ramach monitoringu  jakości wody prowadzone są  przez Laboratoria  Państwowej Inspekcji Sanitarnej lub inne laboratoria  o udokumentowanym systemie jakości prowadzonych badań zatwierdzonym przez Państwową Inspekcje Sanitarną.

Czy woda z kranu nadaje się do picia?

Konsumenci narzekają na smak i zapach wody, które pochodzą od obecnych w wodzie związków organicznych, służących do jej uzdatniania, między innymi chloru.

Zawartość chloru w wodzie pomimo wyraźnego zapachu jest minimalna,. Próg wyczuwalności chloru jest niski i wynosi ok. 0,2 mg/l. Obecność w wodzie tego pierwiastka w ilościach nie przekraczających zalecanych dawek nie wpływa negatywnie na nasze zdrowie, a co ważniejsze gwarantuje, że woda jest mikrobiologicznie czysta.

Obserwując kamień odkładający się na naczyniach podczas gotowania wody, każdy zastanawia się czy taka woda nadaje się do picia.

Odpowiedzialna za to zjawisko jest twardość wody czyli zawartość w wodzie związków wapnia i magnezu. Wodorowęglany wapnia i magnezu podczas gotowania przekształcają się w węglany, które osadzają się na ścianach naczyń w postaci białego osadu. W ten sposób twardość ta zwana przemijającą jest usuwana z wody. Istnieje również twardość wody nieprzemijająca, której nie można usunąć poprzez gotowanie, gdyż jest ona wynikiem obecności w wodzie innych soli niż węglany.

Twardość wody powszechnie przez konsumentów uważana jest za zjawisko negatywne, gdyż powoduje :

  • powstawanie kamienia w przewodach ciepłej wody, grzałkach i innych urządzeniach grzewczych
  • nieekonomiczne pranie i zmywanie naczyń ze względu na trudną zwilżalność wszelkich powierzchni (dodatek detergentów powoduje zmniejszenie twardości wody: im woda jest twardsza, tym więcej trzeba ich dodawać, aby uzyskać skuteczny efekt mycia)
  • może powodować intensywny posmak, powodując spadek intensywności zapachu gotowanych potraw.Tymczasem wyniki badań prowadzone od wielu lat na różnych kontynentach udowadniają, że jest zupełnie inaczej.

Jak podaje Polskie Towarzystwo Magnezologiczne są dowody na to, że twarda woda, zawierająca większe ilości takich biopierwiastków jak, magnez i wapń, może być zdrowsza od miękkiej, ponieważ na terenie gdzie występuje, zaobserwowano niższą zapadalność na choroby układu krążenia. Przykładem są mieszkańcy Gruzji, którzy pijąc wodę twardą, w mniejszym stopniu cierpią na choroby miażdżycowe i dożywają sędziwego wieku. Inaczej jest w Finlandii, której obywatele mający do dyspozycji wodę miękką, polodowcową, częściej zapadali na choroby serca i umierali nawet w młodym wieku.
Zwrócił na to uwagę polski uczony, – prof. Julian Aleksandrowicz – pisząc w tej sprawie list do ówczesnego prezydenta Finlandii Urho Kekkonena. W związku z tym problemem władze fińskie zleciły opracowanie kompleksowego programu zaradczego. Tak powstał projekt profilaktyczny pod nazwą Nord Kareliia, w którym uwzględniono również m.in. suplementowanie wody składnikami mineralnym. W ciągu 25 lat trwania kampanii liczba zgonów z powodu chorób serca i naczyń krwionośnych w Północnej Karelii zmniejszyła się o 75%. /Publikacja T.Wojtaszek –„Woda-strumień życia”czerwiec 2008/.

Woda pitna powinna zawierać przede wszystkim magnez i wapń, które stanowią o jej twardości, ale są niezwykle istotne dla ustroju człowieka. Niedobory tych pierwiastków w organizmie można uzupełniać właśnie poprzez spożycie wody bogatej w te substancje. 

Rozporządzenie dotyczące wody do spożycia określa dolny zakres twardości wody do spożycia jako 60 mgCaCO3/l, zaś magnezu na 30 mg/l. Tylko w tych dwóch przypadkach określone są minimalne stężenia parametrów dopuszczone do spożycia. Badania nad wpływem twardości wody na zdrowie człowieka prowadzone były przez wielu naukowców od szeregu lat. W latach 70-tych potwierdzono, że u osób pijących miękką wodę śmiertelność z powodu chorób serca jest o 20% wyższa, a spożywanie wody pozbawionej elektrolitów prowadzi do zmian stałości składu elektrolitowego płynu pozakomórkowego.

Warto zaznaczyć iż związki wapnia i magnezu znajdują się także w pożywieniu, niemniej zawarte w wodzie są przez organizm przyswajane w znacznie większym stopniu, ponieważ są łatwo absorbowane w przewodzie pokarmowym.

Producenci filtrów do wody, zmiękczaczy, magnetyzerów, odkamieniaczy itp. usiłują wmówić nam, że twarda woda jest niebezpieczna dla naszego zdrowia.

Akwizytorzy domowych filtrów do uzdatniania wody chcąc udowodnić odbiorcom wody wodociągowej stopień jej zanieczyszczenia, proponują doświadczenie, podczas którego z wody wytrąca się brunatny osad. Do tego celu wykorzystują proste zjawisko fizykochemiczne – elektrolizę, podczas której wytrącają się sole zawarte w  wodzie oraz pochodzące z elektrod elektrolizera (jedna elektroda wykonana z żelaza, które podczas elektrolizy się rozpuszcza powodując brunatną barwę wody) . Zastosowanie filtra do wody wydawałoby się koniecznością. Tymczasem na podstawie tego zjawiska nie jesteśmy w stanie stwierdzić obecności zanieczyszczeń zawartych w analizowanej wodzie. Tylko laboratoryjna analiza poszczególnych składników zawartych w wodzie pozwala nam stwierdzić obecność substancji niepożądanych.

Należy pamiętać, że woda jest niezbędnym elementem do prawidłowego funkcjonowania organizmu, a jej skład mineralny decyduje o właściwościach zdrowotnych wody.
Woda płynąca w naszych kranach jest stale kontrolowana i całkowicie bezpieczna dla człowieka.

Warto przeczytać  /dostępne na stronach internetowych opracowania/ :

  1. Monika Derkowska-Sitarz, Anna Adamczyk – Lorenc – „Wpływ składników mineralnych rozpuszczonych w wodzie pitnej na organizm człowieka”;
  2. Michał Drobnik, Teresa Latour – „Wpływ wody dejonizowanej na stan zdrowotny ludności” ;
  3. Publikacje na stronach Polskiego Towarzystwa Magnezologicznego – www.ptmag.pl;
  4. Tadeusz Bochnia – „Czy twarda woda zdrowia doda?”- Woda i My, wrzesień 2008;

Elżbieta Fąfara
Oddział Laboratoryjny Higieny Komunalnej