Dezynfekcja Wody i Bezpieczeństwo Systemów Wodociągowych

W instalacjach regularnie nieużywanych, zalegająca - stagnująca woda może ulec wtórnemu skażeniu, co może przejawiać się na przykład jej zmętnieniem. Sytuacja taka w szczególności dotyczy rozbudowanych i rozległych instalacji wewnętrznych, np. w placówkach oświatowych, zakładach pracy, ale w wyniku dłuższej nieobecności mieszkańców może również wystąpić w domach jednorodzinnych.

Dlaczego dezynfekcja wody pitnej jest niezbędna?

Dezynfekcja wody jest ważnym elementem technologii jej uzdatniania w wielu aplikacjach. Jej celem jest unieszkodliwienie wszystkich mikroorganizmów patogennych oraz zabezpieczenie wody przed jej wtórnym skażeniem bakteriologicznym w sieci wodociągowej. Dezynfekcja wody musi być stosowana w przypadku uzdatniania wód powierzchniowych, natomiast w przypadku wód podziemnych, wolnych od patogenów, powinna zabezpieczać uzdatnioną wodę przed skażeniem wtórnym.

Każdy z nas potrzebuje korzystać z wody, która jest bezpieczna dla nas i naszych domowników. Mimo iż w uzdatnionej wodzie podawanej do sieci wodociągowej ze Stacji Uzdatniania Wody (SUW) nie ma szkodliwych mikroorganizmów, wodę trzeba zabezpieczyć na czas jej transportu lub przed ewentualnym wtórnym zanieczyszczeniem mikrobiologicznym. Woda jest transportowana nawet 8 kilometrów od miejsca jej ujmowania i uzdatniania i do naszych kranów może płynąć kilkanaście godzin!

Celem dezynfekcji jest całkowite zniszczenie żywych form mikroorganizmów oraz maksymalna redukcja form przetrwalnikowych przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa dla odbiorcy i zminimalizowaniu negatywnego oddziaływania na materiał instalacji. Dzięki procesowi dezynfekcji osiągamy:

• eliminację nadmiaru bakterii, które naturalnie występują w wodzie ujmowanej,
• utrzymanie elementów układu uzdatniania wody (np. zbiorników wody) na poziomie gwarantującym bezpieczeństwo wody na jej wyjściu do sieci dystrybucji,
• ograniczenie powstającego naturalnie na powierzchniach przewodów sieci wodociągowej biofilmu - zarówno w sieci dystrybucji, jak i w wewnętrznych instalacjach wodociągowych (po skolonizowaniu instalacji przez mikroorganizmy trudno jest je wyeliminować, ponieważ biofilm stanowi barierę, która obniża skuteczność zabiegów czyszczenia i dezynfekcji),
• zapobieganie zanieczyszczeniom wtórnym (powstających np. podczas awarii wodociągowych, modernizacji sieci wodociągowej).

Źródła bakterii w wodzie i klasyfikacja mikroflory

Bakterie różnego rodzaju są wszechobecne w środowisku - w glebie, powietrzu, wodzie, roślinach, organizmach żywych. Wyprodukowanie na Stacji Uzdatniania Wody (SUW) wody do spożycia, która spełnia obowiązujące standardy jakościowe, nie daje gwarancji, iż woda pobierana przez mieszkańców jest równie dobrej jakości. Przyczyną tego może być wtórny rozwój mikroorganizmów zachodzący w wodzie rozprowadzanej w sieci wodociągowej i na powierzchni osadów, co jest związane m.in. z obecnością biodegradowalnych substancji organicznych i pierwiastków biogennych naturalnie znajdujących się w wodzie.

Znaczna część mikroorganizmów rozwijających się w sieci wodociągowej należy do nieszkodliwych heterotrofów, lecz wśród nich mogą występować bakterie potencjalnie zagrażające zdrowiu ludzi (głównie u osób z nieprawidłowo funkcjonującym układem odpornościowym). Mikroflorę znajdującą się w wodzie do spożycia dzieli się na dwie zasadnicze grupy, zależnie od ich pochodzenia i możliwości rozwoju w środowisku wodnym:

• Mikroflora autochtoniczna (miejscowa): Do tej grupy zaliczamy drobnoustroje, dla których woda jest normalnym środowiskiem bytowania i rozwoju. Należą tutaj przede wszystkim bakterie siarkowe oraz bakterie żelaziste. Zaliczają się również saprofity (bakterie czerpiące energię z rozkładu cząstek organicznych) o różnych właściwościach fizjologicznych, liczne gatunki z rodzaju Pseudomonas, Achromobacter, Vibrio.
• Mikroflora allochtoniczna (naniesiona): Tę grupę stanowią głównie bakterie saprofityczne, wśród których mogą również występować organizmy pasożytnicze. Ścieki komunalne, a także niektóre rodzaje ścieków przemysłowych (np. z rzeźni, garbarni, mleczarni), wnoszą do zbiorników wodnych - poza mikroorganizmami saprofitycznymi - także wirusy i bakterie chorobotwórcze.

Bakterie wspomagające procesy uzdatniania mogą wchodzić w skład ogólnej liczby mikroorganizmów, które hodowane są w laboratorium w temperaturze 22°C (potocznie nazywane „zimnolubnymi” i potencjalnie nieszkodliwe dla zdrowia człowieka). Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. 2017 poz. 2294) limituje wartość tego parametru do 100 jednostek tworzących kolonie (jtk) w 1 ml wody, wody wychodzącej ze stacji uzdatniania wody.

Dezynfekcja i kontrola jakości wody w sieciach wodociągowych

Kontrola jakości wody zaczyna się już na etapie ujmowania surowca, a następnie jest badana na wszystkich etapach produkcji. Woda sprawdzana jest także w sieci wodociągowej. Miejski Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji (MPWiK) przy produkcji wody wykorzystuje związki chloru (chlor i dwutlenek chloru), które służą do unieszkodliwiania różnych wirusów i bakterii mogących wywoływać choroby. Ilość związków chloru w wodzie dostarczanej do mieszkańców jest określona przez Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi i wynosi 0,3 g/m³. Takie stężenie związków chloru zwalcza wirusy i bakterie oraz zabezpiecza wodę przed jej ewentualnym skażeniem w sieci.

Ponadto wirusy, podobnie jak inne zawieszone cząstki o takich rozmiarach, usuwane są z wody w procesie koagulacji połączonej z flokulacją wspomaganą polielektrolitami i filtracją na filtrach piaskowych, piaskowo-antracytowych i (lub) węglowych. Nie ma możliwości, aby wirusy przeniknęły do miejskiej sieci wodociągowej, ponieważ jest ona w pełni szczelna.

Jak ZWiK dezynfekuje wodę i nadzoruje proces?

Zakład Wodociągów i Kanalizacji (ZWiK) prowadzi dezynfekcję wody przy pomocy podchlorynu sodu, który dozowany jest przez precyzyjne pompy do wody uzdatnionej. Podchloryn sodu używany w procesie uzdatniania spełnia wymagania jakościowe (posiada certyfikaty i dopuszczenia do obrotu zgodnie z ustawodawstwem polskim).

Nadzór nad procesem dezynfekcji stanowi system monitoringu on-line (ciągłego), za pomocą sond wykrywających stężenie chloru w wodzie. Pomiary są zapisywane co kilka minut w systemie SCADA nadzorującym proces uzdatniania i dystrybucji wody. Warto dodać, że podchloryn sodu można uzyskać w procesie elektrolizy wodnego roztworu soli kuchennej, a więc substancji, która używana jest na co dzień przez każdego z nas.

W marcu 2020 r. ZWiK sp. z o.o. otrzymał od Inspektoratu Sanitarnego w Grodzisku Mazowieckim wytyczne dotyczące dezynfekcji wody dystrybuowanej w sieci wodociągowej.

Bezpieczeństwo dezynfekcji podchlorynem sodu

Dezynfekcja wody podchlorynem sodu jest bezpieczna dla zdrowia. Dopuszczalne stężenie chloru wolnego w wodzie zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 7 grudnia 2017 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. 2017 poz. 2294) wynosi 0,30 mg/l w kurku czerpalnym u konsumenta. WHO podaje, że stężenie do 5,0 mg/l chloru w wodzie nie powoduje negatywnych skutków zdrowotnych lub pogorszenia samopoczucia. ZWiK rutynowo stosuje dawkę poniżej 0,30 mg/l, która jest wystarczająco skuteczna dla bezpieczeństwa wody i jednocześnie nie może mieć negatywnego wpływu na zdrowie konsumentów.

Wyzwania: Bakteria Legionella

Bakteria Legionella wywołuje choroby układu oddechowego, znane jako legionellozy. Ta bakteria występuje na całym świecie, a najbardziej narażone na jej pojawienie się są ciepłe i wilgotne miejsca, czyli środowiska wodne lub mokra gleba. Źródłem zakażenia pałeczkami Legionella w obiektach mogą być m.in.: instalacje ciepłej wody, instalacje klimatyzacyjne, nawilżacze powietrza, baseny, sitka prysznicowe, zawory czerpalne, wieże chłodnicze, myjnie, turbiny dentystyczne oraz urządzenia do wspomagania oddychania.

Dobra wiadomość jest taka, że dotychczas nie zaobserwowano przenoszenia się Legionelli z jednego człowieka na drugiego. Rozwojowi bakterii sprzyja temperatura w zakresie 25-45 °C (optymalna temperatura do ich wzrostu wynosi 38 °C), niskie stężenie dezynfekantów, zastoiny wody i czynniki biotyczne, takie jak obecność innych mikroorganizmów i biofilmu. Do zakażenia bakterią najczęściej dochodzi w wyniku inhalacji aerozoli, czyli drobnocząsteczkowych pyłów wodnych lub zachłyśnięcia się skażoną wodą. Szczególnie należy zwracać uwagę na urządzenia, które sprzyjają powstawaniu aerozoli w dużych obiektach i budynkach przemysłowych. Należą do nich przede wszystkim instalacje klimatyzacyjne, gdyż bakterie zawieszone w aerozolu transmitowane wiatrem stwarzają zagrożenie nawet do 1 km od źródła zakażenia.

Zwalczanie Legionelli: Metody i skuteczność

Obecnie zwalczanie Legionelli jest jednym z największych wyzwań dla zarządców i właścicieli wielu dużych obiektów i budynków, zwłaszcza w starych i skomplikowanych systemach rozprowadzenia ciepłej wody użytkowej, gdzie najczęściej dochodzi do rozwoju bakterii.

Jednym z podstawowych sposobów zwalczania bakterii Legionella jest dezynfekcja termiczna, tzw. przegrzewanie instalacji. Niestety jej efekt jest krótkotrwały lub koszty jej przeprowadzenia są niewspółmierne do osiągniętych rezultatów. Co więcej, metoda termiczna ma ograniczone działanie i stwarza szereg problemów technicznych związanych z możliwością uszkodzenia systemu instalacji, zwiększeniem ilości kamienia kotłowego. Ponadto standardowe metody zwalczania Legionelli nie przenikają przez biofilm, przez co nie są w stanie usunąć znacznych ilości bakterii.

Jedną z najbardziej efektywnych metod dezynfekcji wody pitnej jest dozowanie dwutlenku chloru (ClO₂). Dwutlenek chloru eliminuje bakterie, zarodniki i niezawodnie zabija Legionellę. Ma znacznie silniejszy efekt dezynfekcyjny niż chlor i to w szerokim zakresie pH. Przy zastosowaniu dwutlenku chloru nie powstają żadne niebezpieczne produkty uboczne (THM, dioksyny, chlorofenole itp.). Dwutlenek chloru jest powszechnie stosowany na miejskich i lokalnych stacjach uzdatniania wody pitnej, często w kombinacji z lampami UV.

Lampy UV dezynfekują wodę „lokalnie”, natomiast dwutlenek chloru jest skuteczny na całej długości rurociągu i dociera również do oddalonych punktów poboru wody. Dodatkowo eliminuje warstwę biologiczną (biofilm), który jest „siedliskiem i schronem” milionów różnych, w tym niebezpiecznych bakterii. Dezynfekcja dwutlenkiem chloru ma długotrwały efekt, a środek ten idealnie nadaje się również do dezynfekcji „szokowej” lub jednorazowej. ClO₂ gwarantuje usunięcie pojedynczych pałeczek Legionelli nawet w stosunkowo niskich stężeniach: 0,1 - 0,2 mg ClO₂/l dla wody zimnej, a 0,35 mg ClO₂/l w systemach gorącej wody. Do pozostałych zalet tej metody zaliczamy możliwość przeprowadzenia dezynfekcji bez konieczności wyłączania obiegu z eksploatacji.

Przestrzegamy, by regularnie badać źródło wody na obecność bakterii Legionelli, gdyż stwierdzenie powyżej 1000 komórek bakterii w 100 ml jest sygnałem do szybkiego wdrożenia czynności interwencyjnych. Badanie najlepiej zlecać specjalistom, którzy zbadają próbkę wody w certyfikowanym laboratorium.

Różne metody dezynfekcji wody

Dezynfekcja może być prowadzona różnymi metodami, zarówno fizykochemicznymi, jak i chemicznymi. W praktyce często łączy się te metody:

• Metody fizykochemiczne:
  • Dezynfekcja termiczna (pasteryzacja): dezaktywuje mikroorganizmy, prowadząc do denaturacji białek.
  • Dezynfekcja ultradźwiękowa: prowadzona za pomocą fal o częstotliwości powyżej 20 kHz silnie oddziałujących na żywe bakterie. Mechanizm działania ultradźwięków opiera się na zjawisku kawitacji, tj. rozrywaniu komórki od wewnątrz na skutek wytworzenia w niej pęcherzyków gazu.
  • Dezynfekcja promieniami UV: zaletą zastosowania promienników UV jest brak zmian organoleptycznych wody, a specyfika ich działania umożliwia ciągłość pracy. Metoda ta nie powoduje zmian chemicznych, ale woda musi być bardzo klarowna, bo inaczej promienie odbijają się od cząsteczek zawiesin i koloidów. Promieniowanie działa miejscowo. Wadą tej metody jest jej miejscowe działanie, co nie zapewnia prewencji przed wtórnymi zakażeniami wody oraz podwyższa koszt produkcji 1 m³.
• Metody chemiczne:
  • Dezynfekcja podchlorynem sodu (chlorowanie): to najbardziej powszechny sposób dezynfekcji wody. Zaletą jest wysoka efektywność dezynfekcji, niskie koszty oraz dość długi czas działania w instalacji. Wadami są przede wszystkim możliwe zmiany właściwości organoleptycznych - może wpływać na zapach wody.
  • Dezynfekcja dwutlenkiem chloru (ClO₂): zaletą jego jest działanie w znacznie niższych stężeniach niż podchloryn sodu lub ozon, przez co nie oddziałuje tak silnie korozyjnie na materiały instalacyjne. Również wymagany czas dezynfekcji jest dużo krótszy, a skuteczność niszczenia zarodników, bakterii, wirusów i biofilmu jest wyższa. Instalacja do dezynfekcji dwutlenkiem chloru bywa bardzo kosztowna. Główną wadą stosowania tego środka jest powstawanie bardzo nieprzyjemnych zapachów w domach konsumentów.
  • Dezynfekcja ozonem (ozonowanie): zaletą jest jego skuteczność i bezpieczeństwo stosowania. Wadą jest natomiast krótki czas działania, co powoduje brak właściwości dezynfekcyjnych w całej instalacji - w związku z powyższym jego zastosowanie jest miejscowe. Ozon jest silnie reaktywny, więc niszczy nie tylko bakterie, ale również utlenia inne substancje znajdujące się w wodzie, przez co jego skuteczność w dużej mierze zależy np. od stopnia czystości wody.

Jak dbać o wewnętrzną instalację wodociągową?

Stosowanie przez ZWiK minimalnych dawek podchlorynu sodu pośrednio wpływa na stan instalacji wewnętrznych. Niezależnie od materiału, z jakiego wykonana jest instalacja wodociągowa, jest ona narażona na tworzenie się biofilmu - cienkiej warstwy osadu biologicznego, tworzącego się na wewnętrznych powierzchniach, co powoduje ograniczenie tworzenia się biofilmu w instalacji.

Aby korzystać ze smacznej i czystej wody w kranie, powinna być ona regularnie płukana i czyszczona, dlatego zalecamy:

• regularne czyszczenie perlatorów, wylewek baterii i pryszniców - usuwanie części stałych z filtrów siatkowych zabezpieczających armaturę (np. kamienia);
• unikanie długich zastojów wody w instalacji - warto, po dłuższej nieobecności, przepłukać instalację przez kilkanaście minut;
• okresowe czyszczenie i dezynfekowanie zasobników wody ciepłej.

Przed rozpoczęciem płukania instalacji warto się przygotować. Wszystkich, którzy mają taką możliwość, zachęcamy do wtórnego wykorzystania wody poprzez podlanie ogrodu czy trawnika. W tym celu należy podłączyć i wyprowadzić na teren zielony wąż ogrodowy lub zgromadzić wodę w pojemnikach do ponownego wykorzystania, np. w celu spłukania toalety lub podlania kwiatów. Instalacja powinna zostać przepłukana trzykrotnie. Ponieważ instalację należy przepłukać 3-krotną objętością wody, powinniśmy spuścić około 75 litrów wody lub, w przypadku większych systemów, około 18 metrów sześciennych wody.

tags: #dezynfekcja #wodociagu #przez #hydrant