Říhová

MINIMALIZACE VZDUŠNÉHO SPADU V OBJEKTECH
S AKUMULACÍ PITNÉ VODY
RNDr. Jana Říhová Ambrožová, Ph.D.1), Jaroslav Říha2),
Ing. Jana Hubáčková CSc.3), doc. Ing. Iva Čiháková, CSc.4)
1)
VŠCHT, Ústav technologie vody a prostředí
Technická 3, 166 28, Praha 6, e-mail:[email protected]
2)
SčVK, a.s., závod Most,
Dělnická 14, 434 01 Most, e-mail:[email protected]
3)
Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.M. VVI
Podbabská 30, 160 62 Praha 6, e-mail:[email protected]
4)
ČVUT Praha, Fakulta stavební, katedra zdravotního a ekologického inženýrství
Thákurova 7, 166 29 Praha 6, e-mail:[email protected]
______________________________________________________________________
Stručný nástin problému
V roce 2005, po úspěšném výběrovém řízení veřejné soutěže NAZV a rozhodnutí
o financování a podpoře ve výzkumu při řešení projektu s hlavní prioritou řešení
degradace jakosti pitné vody při její akumulaci, pracoviště VÚV T.G.M., VŠCHT
ÚTVP a ČVUT FSV zahájila řešení projektu s cílem zamezení nežádoucích
organoleptických závad akumulované vody, která je zhoršována v důsledku
nedostatečného zabezpečení funkce objektu. Účelem projektu 1G58052 „Výzkum
řešení degradace jakosti pitné vody při její akumulaci“ je definování těch vnějších
i vnitřních klíčových faktorů, které mají vliv na udržení jakosti vody v akumulaci a dále
pak v distribuční síti.
Zásobní akumulace jsou navrženy, budovány a provozovány tak, aby se zabránilo
kontaminaci nebo jiným chemických, fyzikálním a biologickým změnám škodlivým pro
jakost vody (směrnice rady 98/83/ES z 3. listopadu 1998 o jakosti vody určené k lidské
spotřebě). Účelem zásobních vodojemů je akumulovat objem vody potřebný pro
zásobování uvažovaného zásobovacího pásma vodou.
Po dosažení tohoto cíle musí plnit následující funkce:
• vyrovnávat rozdíl mezi přítokem a odběrem vody a pokrývat špičkové odběry
vody;
• udržovat požadovaný tlak systému rozvodu vody;
• udržovat rezervu pro případ přerušení dodávky z vodárenských zařízení a poruch
na rozvodném systému vody;
• poskytnout vodu pro požární účely v souladu s místními předpisy.
Při distribuci vody je vodojem jedním z klíčových prvků, které mají potenciální vliv na
sekundární kontaminaci pitné vody dodávané spotřebiteli. Vlivem nižší spotřeby pitné
vody a delší doby zdržení, vlivem vzdušné kontaminace a tvorby bakteriálních nárostů
na smáčených stěnách v místě kulminace (pohybu) hladiny v akumulacích vodojemů,
dochází zjm. ke zhoršení biologických ukazatelů jakosti pitné vody (hygienické
mikrobiologické ukazatele dle vyhlášky MZd. č. 252/2004 Sb. v platném znění).
167
S přívodem a odvodem vzduchu, který je umožněn konstrukcí systému odvětrání
(přirozené či nucené), souvisí pohyb hladiny vody. Je nutné zabezpečit jakost
přiváděného (odváděného) vzduchu do (ze) zásobního vodojemu a zajistit jeho kontrolu,
např. osazením filtračních tkanin do větracích otvorů a jejich včasná výměna.
Metodika sledování
V rámci projektu 1G58052 jsou vybrané lokality vodojemů navštěvovány v době před
jejich čištěním. Metodika způsobu odběru vzorků stěrů molitanem pro hydrobiologické
posuzování kontaminace a dále pak i způsob odběru pomocí tzv. pádlových testerů byly
detailně popsány např. ve sborníku Vodárenská biologie 2007 [1]. Výsledky stupně
mikrobiální kontaminace zjištěné pomocí pádlových testerů, byly porovnávány
s výsledky zjištěnými kultivací na selektivních agarových plotnách. Z výsledků byla
zjištěna věrohodnost a dostatečná interpretace v případě používání pádlových testerů,
nicméně o věrohodnosti použité metody dostatečně referovala již RNDr. Dana
Baudišová, Ph.D. [2].
V průběhu roku 2007 lokality, které byly v rámci projektu navštíveny podruhé, byly
vzorky stěrů odebírány z vícero míst – ze dna objektu, z pravé stěny, z levé stěny, na
odtoku a ze sloupu (pokud v objektu byl, jinak byl volen jiný typ vzorku, např., na
přítoku, či vzorek vody, sedimentu, apod.). Příklad jedné sledované lokality uvádí
tabulka 1, kde je současně patrné, že paralelní sledování míst v rámci jedné lokality je
opodstatnělé.
Tabulka 1. Souhrnné výsledky z mikrobiologických a hydrobiologických rozborů stěrů
Lokalita/
TB 36°C
Typ vzorku
Titr
104
Odtok
101
Sloup
102
Dno
101
Pravá stěna
102
Levá stěna
Mikrobiologické ukazatele
TB 22°C
COLI
DEZ
Titr
Titr
Titr
4
10
0
102
2
10
0
102
3
10
0
102
2
10
0
0
103
0
0
MI
Titr
0
101
0
0
0
Hydrobiologické ukazatele
MMO
ABUN
ŽMO
org·ml-1
%
org·ml-1
100
800
>40
0
0
10
0
1 000
40
0
4 400
20
0
500
20
Zkratky použité v Tabulce 1., 2. a 3.:
TB 36°C ... celkové aerobní organismy stanovené při 36 °C, TB 22°C ... celkové
aerobní organismy stanovené při 22 °C, COLI ... koliformní bakterie, DEZ ... kontrola
dezinfekce, MI ... mikromycety (kvasinky, plísně), ŽMO ... živé mikroorganismy,
MMO ... mrtvé mikroorganismy, ABUN ... abundance biosestonu nezahrnutého do
celkového počtu mikroorganismů.
Z našeho rozsáhlého ročního sledování jsme na základě výsledků hydrobiologických
a mikrobiologických rozborů dospěli následně k doporučeným limitům pro typ vzorku stěr.
Tabulka 2. Návrh na doporučené limity pro typ vzorku stěr, popř. otisk (u pádlového testeru)
Mikrobiologické ukazatele
TB 36°C TB 22°C
COLI
DEZ
Hydrobiologické ukazatele
MI
ŽMO
-1
MMO
-1
ABUN
Titr
Titr
Titr
Titr
Titr
org·ml
org·ml
%
0-102
0-103
0
0-102
0-101
0
Nemá smysl
Nemá smysl
168
U ukazatele MMO a ABUN nemá smysl určovat doporučené limity, protože jejich
úroveň je značně ovlivněna metodou odběru, místem odběru a lokalitou, na které je
odběr prováděn (včetně provozu a manipulací v objektu). Navíc hodnocení abiosestonu
je subjektivní metodou, která může být examinátorem nadhodnocována.
Aby mělo naše sledování, hodnocení a následná doporučení význam pro provozovatele,
je potřeba se zaměřit na řešení problematiky vzdušné kontaminace. A to nejen na
konstatování stávajícího stavu, ale hlavně na jeho řešení. Při řešení problematiky
vzdušné kontaminace můžeme vycházet i z několikaletých zkušeností při provádění
auditů vodárenských společností. Tyto zkušenosti jsou uvedeny v textu dále.
To, že je sekundární kontaminace akumulované pitné vody významná, prokazují
i závady, které byly zjištěny při hydrobiologickém auditu společností s podzemními
zdroji surové vody. Bohužel hydrobiologické nálezy, které byly zjištěny v akumulované
pitné vodě se v podzemní vodě nevyskytují, do akumulované vody se dostávají
druhotně. Jedná se např. o zrna škrobu, pylová zrna, motýlí šupiny, ptačí peří, travní
a rostlinné zbytky, zbytky tkanin, apod. Tyto částice mohou mít nepřímý vliv na jakost
akumulované vody, mohou se stát substrátem pro uchycení jiných organismů, popř.
i zdrojem živin pro další potravně závislé organismy, což nás trápí podstatně víc..
Dalším z příkladů vlivu vzdušné kontaminace na zhoršování vlastností akumulované
vody v příhladinové vrstvě a smáčených stěn v horní části akumulace (kde je možné za
provozu odebrat stěr) je např. jedna z lokalit, která byla sledována v rámci ročního
hloubkového biologického auditu. Biologické ukazatele znázorňuje tabulka 3. I když
bylo uskutečněno čištění akumulace, v místech, kdy bylo možné provádět za provozu
běžné kontroly, nebylo patrné zlepšení. Podíl na zhoršené jakosti smáčených stěn má
zjm. vzdušná kontaminace, která právě na této lokalitě má markantní vliv, viz komentář
ke sledování. V rámci běžného sledování biologického charakteru vody a stěrů byla
zahrnuta i otázka sledování možného stupně vzdušné kontaminace.
Tabulka 3. Příklad ročního auditu lokality L1– vzorky vody a stěry z levé komory (LK)
a pravé komory (PK) akumulace
Datum
odběru/typ
vzorku
Σ MO
Σ ŽMO
Sledované ukazatele
DEZ
KO
AB
KO
(titr)
36°C
%
22°C
(titr)
(titr)
1-3
103
0
0
(org·ml-1)
(org·ml-1)
V.07/voda LK
2
0
V.07/stěr LK
100
100
40
105
101
0
0
1
102
0
VI.07/voda LK
VI.07/stěr LK
0
0
20
10
4
1
10
2
MI
(titr)
0
103
0
101
105
0
0
0
10
2
0
0
10
2
<101
0
VI.07/stěr PK
0
0
40
<10
VII.07/stěr PK
8
0
20
102
101
0
101
0
2
10
1
0
0
0
10
3
10
5
X.07/voda PK
X.07/stěr PK
X.07/stěr LK
0
0
0
4
0
0
3
10
20
20
169
10
3
10
4
<10
1
COLI
(titr)
0
10
1
10
4
0
10
4
101
Cituji z komentáře ze sledování: ..... Ve vzorcích vody i stěrů nalezeny železité bakterie
vlákna bakterií, konidie a hyfy mikromycet, škrob, rostlinné a živočišné zbytky, zbytky
chitinu hmyzu (na hladině ve větším počtu – což se projevuje na zvýšeném titru na
testeru pro záchyt mikromycet, ve vzorku vody i stěru), pylová zrna, ptačí peří, motýlí
šupiny, trichomy rostlin. Z organismů krásnoočka, rozsivky, bezbarví bičíkovci a
háďátka. Tester pro kontrolu stupně dezinfekce a pro záchyt koliformních bakterií
poukazuje na vysokou kontaminaci smáčených stěn. Znepokojivý je i nález
kultivovatelných mikroorganismů a mikromycet ve vzorcích vody i ve stěrech.
Kontaminace bakteriemi je na vyšší úrovni, je odrazem nezajištění prostor před
vzdušnou kontaminací. Objekt není vůbec zajištěn před sekundární kontaminací,
akumulace nejsou odděleny od manipulačního a vstupního prostoru (viz orb. 1 a).
Stropem vede roura (viz orb. 1 b), nekrytá a ničím nezajištěná, přímo ven mezi vegetaci
(viz obr. 1 c). Taktéž nepořádek na podlaze, prach, partikule, to vše se podílí na
negativních nálezech ve stěrech. Doporučuji zajistit objekt před vzdušnou kontaminací,
např. osazením mřížky a geotextilie do větracího otvoru, ošetřit podlahy tak, aby byly
bezprašné. V případě sledování stupně vzdušné kontaminace byly zjištěny nejhorší
výsledky, po 20 minutách expozice 46 KTJ mikromycet s přerostlými a obtížně
počitatelnými koloniemi po 3 dnech kultivace, později bylo obtížné vyhodnocení misek
z důvodu přerostlých a rychleji rostoucích kolonií.
b)
a)
c)
Obr. 1. Fotodokumentace lokality L1
Pokud je lokalita dostatečně zajištěna před sekundární kontaminací vzduchem, pak
výsledky auditu v době před čištěním a po čištění akumulací mají následující charakter.
Cituji z dalšího z auditů....
170
Porovnání vzorku vody (odebíraného z příhladinové vrstvy) před čištěním a po vyčištění
komory:
Nepatrné zvýšení % pokryvnosti abiosestonu z 3-5 % na 7 %. Po vyčištění výsledky
z pádlových testerů prokázaly výskyt kultivovatelných mikroorganismů při 22 °C (<101).
Před čištěním komory ve vodě nalezeny živé mikroorganismy (améby) v počtu 6 org.·ml-1
(ve vyhl.č.252/2004 Sb. v platném znění je limit živých mikroorganismů 0 org.·ml-1), po
vyčištění nalezeny 4 mrtvé mikroorganismy (rozsivky) – v limitu dle vyhl.č.252/2004 Sb.
v platném znění je limit mrtvých mikroorganismů 50 org.·ml-1.
Porovnání vzorku stěru před čištěním a po vyčištění levé komory:
Hodnota % pokryvnosti abiosestonu před a po vyčištění nezměněna - 10 %. Sníženy
počty (na testerech) kultivovatelných mikroorganismů při 22 °C z 102 na <101, počty
kultivovatelných mikroorganismů při 36 °C sníženy z 103 na 101. Po vyčištění komory
nepotvrzen indikátor nedostatečné dezinfekce – dostatečné vyčištění stěny akumulace.
Z výše uvedených důvodů jsme se v další části projektu 1G58052 zaměřili na
problematiku vzdušné kontaminace, na způsob jejího měření, kvantifikaci výsledků
a problematiku filtračních materiálů.
Pro potřeby sledování a hodnocení stupně vzdušné kontaminace bylo sestrojeno
jednoduché mobilní zařízení, které umožňuje zjišťovat úroveň vzdušné kontaminace.
K sestrojení jednoduchého a mobilního zařízení byli vyzváni kolegové z firmy Hach
Lange, kteří vybrali a dodali vhodný zdroj napětí a zařízení pro odběr vzorků vzduchu
(typ vývěvy). Zařízení bylo doplněno o další nezbytné doplňky, umožňující umístění
misek i pádlových testerů, nasávací hlavici a hadičky. Zařízení bylo ověřováno
v akumulacích za provozu, současně bylo použito i na zjištění účinnosti různých
filtračních materiálů, které byly osazovány do průduchu. Pro účel bylo zvoleno celkem
6 filtračních vrstev (dle EN 1508), představované vložkou s aktivním uhlím (AU) a 5
geotextilií. Každý z materiálů byl testován zvlášť [3, 4].
Inspirací způsobu odběru vzorků (např. aeroskopem) byla vyhláška č.6/2003 Sb.,
kterými se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů
pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb. Dalším krokem při
sledování bylo i vhodné navržení filtrační jednotky, která je postupně osazována do
průduchů v akumulacích. Účinnost filtrace jednotlivých vrstev znázorňuje graf na obr.
2, kde je současně k dispozici i vzhled jedné z filtračních vrstev po 6 měsících osazení
ve větracím otvoru.
KTJ ve vzduchu po dobu 5 minut
600
500
400
300
200
100
0
bez
filtru
bez 1 vrstva 1 vrstva 6 vrstev 6 vrstev
filtru
a AU
Obr. 2. Příklad záchytu KTJ vrstvami
171
Firmou Eco-Air navržená filtrační jednotka vzduchu je uzpůsobena tak, aby byla
jednoduše aplikovatelná do libovolného průměru, jednotky či prostoru. Pro
jednoduchost manipulace jsme zvolili plastové provedení tzv. typu „roura“, které
umožňuje nejen zasazení jednotlivých mezistupňů filtrace, ale současně umožňuje i snazší
manipulaci při výměně vložek či vlastní osazení do vybraných prostor. Filtrační jednotka
se skládá ze šesti samostatně osazených filtračních jednotek o známé filtrační ploše,
krytých dvěma mřížkami a osazených rámečkem do stěny zdiva.
Závěry a doporučení
Z důvodu možné kontaminace vody (znečištění vzduchem, prachem, hmyzem či jinými
živočichy) je nutné zabezpečit vstupy a zařízení určené k větrání. V případě výskytu
otvorů přímo nad hladinou pitné vody je nutné upravit otvory tak, aby se zabránilo
vniknutí cizorodých částic z okolí. Vhodným řešením je osazení filtračních netkaných
textilií či geotextilií do všech větracích a nasávacích otvorů. S četností 1-2× ročně, popř.
dle potřeby, je nutné filtrační vložky vyměnit za nové (předpokládá se v době návštěvy
lokality v termínu pravidelného čištění akumulace).
Dále se doporučuje mikroskopická a bakteriologická kontrola vyjmutých a použitých
tkanin. Výměna tkanin se doporučuje v termínu po vyčištění akumulace (vodojemu).
V současné době spolupracujeme při osazování filtru do vybraných větracích objektů.
Autoři děkují za finanční podporu agentuře NAZV při řešení projektu 1G58052, dále
MSM6046137308 a MSM6840770002.
Použitá literatura:
[1] Říhová Ambrožová, J. 2007. Rychlé screeningové metody hodnocení kvality vody a
povrchů ve vodárenských provozech. Sbor. konf. Vodárenská biologie 2007, Praha
30.1.-31.1.2007: p. 42-46.
[2] Baudišová, D., 2007: Současné metody mikrobiologického rozboru vody. Příručka
pro hydroanalytické laboratoře.- Výzkum pro praxi, sešit 54, VÚV T.G.M. v.v.i.
Praha: 100 str.+přílohy
[3] Říhová Ambrožová, J., Hubáčková, J., Čiháková, I., Říha, J., Kollár M.,
Dobrovodský J. 2007: Sekundární kontaminace vodojemů a problémy s udržením
jakosti vody. Plynár-Vodár-Kúrenár+Klimatizácia, Jeseň/2007, roč. 5, 22-25, ISSN
1335-9614
[4] Říhová Ambrožová, J., Hubáčková, J., Čiháková, I. 2008: Spolupráce na projektu
NAZV 1G58052. Zlepšujeme jakost pitné vody.- Vodohospodársky spravodajca
roč. XLIII, č.1-2: ISSN 0322-886X.
172