Dezinfekce pitné vody a její problematika

Závažnou a trvale aktuální problematikou je zajišťování zdravotně nezávadné pitné vody pro obyvatelstvo. V situaci, kdy se zejména v posledních letech opakovaně setkáváme v některých oblastech s kritickým deficitem vody v přírodě, což postihuje citelně zejména malé a individuální zdroje vody, stejně tak, jako v situacích, kdy jsou tyto zdroje kontaminovány při stále častějším výskytu bleskových povodní, je hospodaření s vodou a péče o ni, včetně její dezinfekce, ­prvořadým úkolem.
V tom spočívá i význam článku, který se zabývá srozumitelným shrnutím požadavků na úpravu pitné vody a její dezinfekci. Tato oblast, v podstatě již dobře fungující u velkých zdrojů a hromadného zásobování, má ještě značné rezervy při zásobování z místních malých zdrojů a v individuálním zásobování, kde jsou slabým článkem zvláště rodinné studně, které stále tvoří nezanedbatelné procento pokrytí potřeby pitnou vodou.
Dezinfekce, která je terminální fází celého procesu úpravy vody na vodu pitnou, může být efektivní pouze v případě, že jí budou předcházet správné postupy úpravy vody při jejím předčištění.
Autor článku uvádí i přehled dezinfekčních metod vhodných i pro pitnou vodu podle Vyhlášky č. 37/2001 Sb., vydané Ministerstvem zdravotnictví ČR. To umožňuje i rychlou orientaci v aktualizované problematice.

Recenzent: Vladimír Pavlíček

Dezinfekce pitné vody je jejím posledním technologickým postupem po její úpravě před použitím v distribuční síti.

Obecně se pod označením „dezinfekce“ rozumí zničení choroboplodných mikrobů v životním prostředí. Neznamená to pochopitelně zničení všech mikrobů, tj. i doprovázejících saprofytických (neškodných) mikrobů. Dezinfekcí se neničí ani spory u případně přítomných sporulujících mikrobů, protože tyto spory vykazují výrazně větší odolnost proti prostředkům obvykle používaným k dezinfekci.

Problematika dezinfekce pitné vody se od „klasické“ dezinfekce přece jen liší. Jednak tím, že ve vodě působí dezinfekční prostředky snadněji, a dále tím, že jde o předčištěnou vodu, kde je počet mikrobů předcházejícími procesy již redukován, takže jejich počet je poměrně nízký, až nepatrný, a to od několika jedinců až do počtu cca 100, nacházených v 1 ml vody. Při dodržení správné technologie úpravy vody nelze předpokládat, že by se v této upravené vodě vyskytovaly koliformní mikroby (signalizující fekální znečištění) v objemu vody obvykle do 100 ml. U vody pro centrální zásobování, v níž mohou přetrvávat i nepatrná rezidua použitých dezinfekčních prostředků, se tím blíží dezinfekční efekt efektu konzervačnímu.

Je známo, z odborné literatury i z praxe, že voda nedostatečně dezinfikovaná způsobila řadu epidemií, v mnoha případech i velmi značného rozsahu, a to i v době zcela nedávné. Toto nebezpečí je akcentováno i častým rizikem záplav, při němž jsou ohroženy zejména zdroje pitné vody pro individuální zásobování, tj. studně a zdroje místního významu. Zajištění zdravotně nezávadné pitné vody pro obyvatelstvo je náročným úkolem zásadní důležitosti a řešení nelze odkládat nebo realizovat jen nárazově.

Problematiku dezinfekce vody, která je pro zajištění zdravotně nezávadné pitné vody klíčová, je možné rozdělit na dvě skupiny, a to podle

1. vydatnosti uvažovaného zdroje pitné vody a
2. podle vlastností a složení uvažovaného zdroje pitné vody.

Teprve na základě komplexního posouzení a návazných technologií v předcházejících stupních úpravy pitné vody (aerace, sedimentace, koagulace, filtrace a d.) lze správně aplikovat konečný zásah proti znečištění, tj. správně volenou dezinfekci.

Zdroje pitných vod

Vody povrchové

Nejdůležitějšími zdroji pitných vod jsou vody povrchové (tj. vody z řek a potoků, většinou svedené do chráněných údolních přehrad). Pro posuzování výchozího stavu čistoty těchto povrchových vod byla vypracována kritéria tříd čistoty (4 třídy s mezitřídami).

• První třídu čistoty
  tvoří zóna digosaprobní, která připouští jen velmi nízký výskyt bakterií (v počtu pod 100 kolonií psychrofilních bakterií v 1 ml vody) a vyžaduje zcela vyhovující ostatní ukazatele chemických i fyzikálních vlastností vody.
• Druhou třídu čistoty
  toků tvoří tzv. třídy betamezosaprobní, kde počet saprofytických mikrobů nepřesahuje počet 100 000 v 1 ml vody. V této třídě lze najít i velkou rozmanitost rostlinných i živočišných organizmů, vázaných na vodní prostředí.
• Třetí třídu čistoty
  tvoří tzv. zóna alfamezosaprobní. Tato zóna je již velmi silně znečištěna, se značným množstvím rostlinných i živočišných organizmů a s vyšším množstvím amonných iontů a dusičnanů, které spolu s dalšími indikátory svědčí pro velké znečištění této povrchové vody.
• Čtvrtou třídu čistoty
  tvoří zóna polysaprobní, která se vyznačuje mimořádně velkým znečištěním, a to jak mikrobiologickým, tak fyzikálním a chemickým.

Vody podzemní

Podzemní vody jsou dalším zdrojem pitné vody. Tyto vody jsou zpravidla rozdělovány do tří skupin, a to:

1. podzemní voda z nižších hloubek,
   maximálně do hloubky 20 až 30 metrů. Tato voda se vyznačuje kolísavou teplotou, změnami chemického složení i kolísavým mikrobiologickým stavem. Dostává se do ní zpravidla i znečištění z povrchu půdy, které může být i značné. Rovněž může přejímat i infiltraci z povrchových vodních toků, nádrží a p. Kvalita této podzemní vody úzce odvisí od filtračních vlastností okolní zeminy. Zpravidla jde o vodu měkkou, obsah minerálních látek je většinou nízký (do hodnoty 200 mg/litr).
2. podzemní voda z hloubky od 30 m
   se vyznačuje již ustáleným režimem, má stálou teplotu, stabilní chemické složení, které je ovlivněno geologickým složením okolí, obsah minerálních látek je vyšší (200 až 700 mg/ litr). Rovněž druhové složení mikrobiologického obrazu i počet mikrobů nevykazují podstatnější změny.
3. artézská podzemní voda
   pochází z dutin mezi nepropustnými vrstvami hornin, a to z větších a velkých hloubek. Vykazuje vysoký obsah minerálních látek (někdy jejich obsah přesahuje i hodnotu 1000 mg/litr), čímž splňuje i kritéria pro vody minerální. Mikrobiologický stav těchto vod je obvykle vyhovující. Přesto i některá hlubinná voda (například v krasových útvarech nebo ve velkých puklinách) může být kontaminována z povrchu.

Výchozí stav zdrojů pitné vody je určující pro způsob jejich úpravy. Chemické i mikrobiologické vlastnosti vod, získávaných jako zdroje z velmi nízké hloubky (do cca 10 m) jsou ovlivňovány mnoha různými, a to zpravidla velmi nepříznivými faktory, které je pro účely úpravy na pitnou vodu zcela znehodnocují, neboť úprava takové vody by byla neekonomická, neefektivní a často tedy zcela neúčelná. Z praxe jsou známé případy, kdy v některých obcích se zemědělskou výrobou byla převážná většina studní nepoužitelná, protože jejich voda byla po stránce chemické, fyzikální i mikro­biologické zcela nevyhovující, mj. voda obsahovala vysoký výskyt dusitanů, amonných iontů, dusičnanů atd., kromě dalších látek škodlivých zdraví (pesticidy atd.), a zcela nevyhovujících mikrobiologických nálezů, svědčících o průsaku fekálního znečištění.

Dezinfekce pitné vody

Péče o zejména místní a malé zdroje, sloužící k získávání pitné vody, je dosud v mnoha případech podceňována a není jim věnována předepsaná potřebná péče. To se týká zvláště studní pro individuální potřebu.

Ve všech těchto případech je nutné vycházet ze stavu zdroje, stupně jeho znečištění a respektovat i doporučené lhůty pro údržbu a kontrolu.

Vhodné postupy pro čištění a úpravu vody jsou dnes již obecně známé a prostředky pro ni běžně dostupné.

Jak již bylo uvedeno, je posledním stupněm úpravy vody dezinfekce, která musí být provedena tak, aby zaručila nezávadnost vody, a to i během její přepravy na místo spotřeby.

Proto jsou také nároky na použití vhodných dezinfekčních prostředků pro pitnou vodu vysoké. Použité dezinfekční prostředky musí působit rychle, a to jak na vegetativní formy bakterií, tak i na jejich spory, které jsou ještě odolnější. Dezinfekční prostředky by měly mít široké spektrum působení jak na bakterie grampozitivní, například na Staphylococcus aureus, který je původcem různých zánětlivých onemocnění, často terapeuticky velmi rezistentních, nebo na různé typy streptokoků, původců angín, spály a d., tak i na bakterie gramnegativní, které jsou původci tyfu, paratyfu, úplavice, salmonelóz a d., dále pak na mikroby acidorezistentní, např. původce TBC, dále pak by měly být účinné i na viry a parazity.

K těmto vysokým nárokům na účinnost dezinfekčních prostředků pro použití ve vodě, určené ke konzumu jako voda pitná, přistupuje požadavek, aby byly naprosto neškodné v používaných koncentracích pro člověka a vyšší organizmy (vč. domácích zvířat), měly by být finančně dostupné, snadno použitelné i při laické aplikaci, nehořlavé a dobře skladovatelné. Je však nutné uvést, že těmto požadavkům, včetně požadavku na senzorickou neutralitu (bez zápachu, bez chuti), vyhovuje jen úplné minimum dezinfekčních prostředků, kterých je v současné době na našem trhu velké množství a každoročně přibývají nové výrobky, podporované reklamními akcemi.

Pro úplnost je třeba uvést, že použití dezinfekčních prostředků pro vodu upravuje Vyhláška č. 37 ze dne 8. ledna 2001, kterou vydalo Ministerstvo zdravotnictví ČR.

Podle přílohy č. 2 k této vyhlášce lze pro vodu používat následující dezinfekční a oxidační prostředky:

1. Chlor (chemický vzorec CI) – v kapalném stavu je čirá, jantarově zbarvená kapalina. V plynném stavu je chlor 2,5x těžší než vzduch, žlutozelený.

2. Sloučeniny chloru, a to:

2.1 chlornan vápenatý (chemický vzorec Ca (CIO₂)₂ – bílé granule či tobolky
2.2 chlornan sodný (NaCIO) – žlutozelený roztok
2.3 chloritan sodný (NaClO₂) – žlutozelený roztok
2.4 chlorid amonný (NH₄Cl) – bílé krystalky (prášek)

3. ozon (O₃) – modrý plyn, zkapalněný je tmavě modrý

4. peroxid vodíku (H₂O₂) – bezbarvá kapalina

5. manganistan draselný (KMnO₄) – tmavě fialové krystaly

6. oxid uhličitý (CO₂) – bezbarvý plyn

U větších nebo velkých zdrojů vody se v současné době k zajištění jejich nezávadnosti používá hlavně chlor a také jeho sloučeniny. Jde o tradiční dezinfekční prostředek, který se k dezinfekci vody začal používat ve formě chlorového vápna v USA již v roce 1908. V roce 1912 byl vyroben laciný a účinný plynný chlor elektrolýzou vodného roztoku kuchyňské soli (chemický vzorec NaCl). Takto vyrobený plynný chlor byl pod vysokým tlakem zkapalněn a uchováván v ocelových tlakových lahvích. To umožnilo rozšíření používání chloru do celého světa. Sloučeniny chloru se používají hlavně pro dezinfekci v malých vodárnách a pro chlorování samostatných studní.

Chlor je vysoce účinný dezinfekční prostředek, náleží do skupiny okysličujících prostředků, kde s vodou vzniká kyselina chlorná, chlor a vodíkové ionty. Chlor ve formě kyseliny chlorné je schopen rychle reagovat s oxidace schopnými organickými hmotami, čímž způsobuje jejich inaktivaci, což je významný efekt u bakterií, virů, parazitů a p. organizmů. Je pozoruhodné, že u nich, ani po více než 100letém působení chloru, nevznikla na tento dezinfekční přípravek žádná rezistence, ani rezistence na sloučeniny chloru.

Jak bylo uvedeno, pro hromadné zásobování pitnou vodou je jako dezinfekční prostředek používán především plynný chlor, pro individuální zásobování jsou používány především práškovité výrobky na bázi chloru. Tekuté prostředky nejsou z hlediska komerčního příliš oblíbené pro obtížnější manipulaci při dávkování, které je u pitné vody nutné provádět přesně.

Naproti tomu výrobky ve formě prášku, prodávané pod různými obchodními názvy (např. Chloramin) nejsou na přesné odměření náročné. Určitou nevýhodou používání chloru a jeho sloučenin k dezinfekci vody je skutečnost, že chlor tvoří s některými, ve vodě přítomnými ionty nebo sloučeninami, i v nepatrném jejich množství, tzv. chlorfenolový zápach, který připomíná jodoform a z hlediska senzorického je nežádoucí. Proto je třeba věnovat přesnému dávkování chloru odpovídající pozornost, neboť jeho nadbytek ve vodě tento fenomén zbytečně akcentuje, aniž by s tím byla spojena vyšší efektivita dezinfekce.

Zbytkové množství chloru nemá po úpravě vody překračovat hodnotu 0,3 mg/litr!

Při provádění dezinfekce studní nelze v žádném případě opomenout, že je před dezinfekcí nutné studnu nejprve celou vyčerpat, mechanicky kartáčem odstranit pečlivě veškeré nánosy a nárůsty na stěnách, vybrat horní vrstvu štěrku na dně a doplnit čistým propláchnutým materiálem. Doporučuje se také vybílit stěny roztokem vápna. Po naplnění studny se v nádobě z plastické hmoty (ne kovové!) rozpustí, podle objemu vody ve studni, podle návodu předepsané množství chloraminu a tento roztok se po stěnách vlije do studny. Za 48 hodin se obsah studny opět úplně vyčerpá a po jejím dalším naplnění se voda může používat.

Tuto proceduru je vhodné použít k ověření kvality vody chemickým a mikro­biologickým rozborem autorizovanou laboratoří. Opakovaný rozbor vody se doporučuje až po uplynutí l4 dnů. Bez tohoto postupu je pouhá dezinfekce neefektivní. Vrtanou studnu vyčistit nelze, je možná pouze dezinfekce roztokem chloraminu.

Je na místě zmínit se ještě o působení ozonu, který je pro dezinfekci vody používán v poslední době stále s větší oblibou. Ozon je rovněž účinným oxidačním dezinfekčním prostředkem. Jeho technické uplatnění je však obtížnější. Do vody se vhání ve formě ozonizovaného vzduchu. Výhodou tohoto postupu je, že ve styku s jinými sloučeninami, přítomnými ve vodě, netvoří žádné senzorické změny (zápach, příchuť). Nezanechává ve vodě žádná rezidua, což je nevýhodné, pokud by se do vody ze sítě dostala náhodná kontaminace, která by zůstala neošetřená. Jde tedy, co do účinku, o následný, finální způsob dezinfekce, který je používán také tam, kde jsou podmínky pro jeho uplatnění, z důvodu zachování senzorických vlastností vody a ve zvláštních případech (bazény pro alergiky aj.).

Manganistan draselný se používá pouze velmi omezeně, na příklad při některých havarijních situacích, v minulosti byl užíván na vojenských akcích. Omezeně se používá i oxid uhličitý (stabilizace vod).

Stejně jako jiné oblasti života, prošla i dezinfekce vody vlastním vývojem, který zasunul do pozadí některé dříve velmi obvyklé metody a přípravky a nahradil je modernějšími a vhodnějšími. Tak například zmizel z povědomí dříve velmi používaný přípravek pro dezinfekci vody Sagen, ze skupiny kovů, který na bázi koloidního stříbra, jakožto oligodynamického činitele, měl dlouholetou oblibu pro dezinfekci studní, zvláště těch, které nebyly delší dobu používány. Sagen již není ve Vyhlášce uváděn.

Závěr

Závěrem lze konstatovat, že pro dezinfekci vody zůstává stále zcela suverénním prostředkem chlor, případně jeho sloučeniny. Jakkoliv jsou tyto prostředky „staré“ a používají se více než 100 let, není jejich působení překonáno a spolehlivě řeší potřeby dezinfekce pitné vody. Chlor vykazuje i v nízkých koncentracích výrazné dezinfekční účinky, a protože proti němu nevzniká žádná rezistence u mikrobů, virů ani parazitů, ošetřená voda, při dodržení správného postupu úpravy pitné vody, je po stránce mikrobiologické zpravidla plně vyhovující. Cíleným používáním chloru a vzhledem ke stále se rozšiřujícímu centrálnímu zásobování obyvatelstva pitnou vodou i v malých obcích, se podařilo významně snížit i počet onemocnění, která byla závadnou vodou zapříčiněna a šířena (střevní onemocnění, hepatitida atd.). přitom je ovšem nutné zajistit i předepsanou pravidelnou kontrolu zdrojů povrchové vody pro jejich úpravu na pitnou vodu. Tento úkol je zejména u velkých zdrojů plněn na profesionální úrovni a pitná voda si zachovává trvale svoji dobrou kvalitu, srovnatelnou plně s kvalitními balenými vodami. Je však nutné uvést, že určité problémy zůstávají v oblasti zásobování pitnou vodou v malých obcích, kde kontrola zdrojů většinou chybí, sledování kvality pitné vody ve studnách je spíše nahodilé a většinou i nedostatečné, a není ani výjimkou, že větší pozornost je věnována kvalitě vody v rodinném bazénu než v rodinné studni s pitnou vodou.

Slovníček méně známých výrazů

(připravil recenzent)

acidorezistentní mikroby – odolné mikroby, na které nepůsobí ani kyseliny (např. Mycobacteria, jejichž buňka má odolný voskový obal)
grampozitivní / gramnegativní bakterie – bakterie, které se při laboratorním diagnostickém barvení barvivem dle Gramma zbarvují odlišně, což určuje pak jejich příslušnost do skupin patogenů (působící střevní, kožní, krční onemocnění a d.)
koloidní – rozptýlený
oligodynamický efekt – specificky probíhající
psychrofilní bakterie – rostoucí při normálních teplotách v životním prostředí, nepatogenní
saprofytické mikroby – v životním prostředí se vyskytují jako jeho součást, neškodné
senzorické vlastnosti – vlastnosti postižitelné lidskými smysly (chuť, zápach atd.)

---

Disinfection of drinking water

The article identifies the various sources of water. Sources of water are divided by grade into groups. Described are various ways of water disinfecting according to national decree No. 37/2001.

Keywords: water disinfection, drinking water, hygiene