VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA CHEMICKÁ ÚSTAV CHAMIE POTRAVIN A BIOTECHNOLOGIÍ FACULTY OF CHEMISTRY INSTITUTE OF FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY
KVALITA PITNÝCH VOD V MORAVSKOSLEZSKÉM KRAJI THE QUALITY OF DRINKING WATER IN MORAVSKOSLEZSKÝ REGION
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR´S THESIS
AUTOR PRÁCE
MICHAELA NOVOBILSKÁ
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BRNO 2009
DOC., ING. JIŘINA OMELKOVÁ, CSC.
2
ABSTRAKT Cílem
této
práce
bylo
zjištění
kvality
vod
vyrobených
a
spotřebovávaných
v Moravskoslezském kraji metodami používanými v laboratoři Morava a. s. Na základě statistického zpracování výsledků analýz za období let 2005 až 2006 bylo stanoveno, že nejvyšší míra znečištění je mikrobiálního původu a to především bakteriemi čeledi Enterobacteriaceae (koliformní bakterie a E. coli). Chemické znečištění bylo způsobeno převážně amonnými ionty a dusičnany, což může být jednak důsledek kontaminace podzemních a povrchových toků průmyslovými hnojivy, jednak prosakováním odpadů ze septiků.
ABSTRACT The objective of this work was determination of quality of waters made and spent in Moravskoslezský region by methods using Morava a. s laboratory. At interval from 2005 to 2006 was provided by the statistic analysis of accoplishments, that the maximum of pollution is microbial origin firstly by bacteries of Enterobacteriaceae tribe (coliform bacteries a E. coli). Chemical pollution was mainly provided by amonia ionts and by nitrates. It can may be contamination effect of inside or surface flows by fertilizers or septic tank wastes infiltrative.
KLÍČOVÁ SLOVA Pitná voda, mikrobiologický rozbor pitné vody, chemický rozbor pitné vody, E. coli
KEY WORDS Drinking water, mikrobiological analysis of drinking water, chemical analysis of drinking water, E. coli 3
NOVOBILSKÁ, M. Kvalita pitných vod v Moravskoslezském kraji. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, 2009. 35 s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Jiřina Omelková, CSc.
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně a že všechny použité literární zdroje jsem správně a úplně citovala. Bakalářská práce je z hlediska obsahu majetkem Fakulty chemické VUT v Brně a může být využita
ke komerčním účelům jen se souhlasem
vedoucího bakalářské práce a děkana FCH VUT.
Za cenné rady při konzultacích a trpělivost při korektuře mé práce děkuji doc. Ing. Jiřině Omelkové, CSc. a Ing. Josefu Mikoškovi.
4
OBSAH OBSAH...................................................................................................................................... 5 1 ÚVOD ..................................................................................................................................... 7 2 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY............................................................ 8 2.1 Vlastnosti vody................................................................................................................. 8 2.2 Rozdělení vody podle užití............................................................................................... 8 2.3 Definice pitné vody .......................................................................................................... 8 2.4 Výroba pitné vody............................................................................................................ 9 2.5 Tvrdost vody .................................................................................................................... 9 2.6 Rozbor vody ................................................................................................................... 10 2.6.1 Mikroorganismy sladkých vod ................................................................................ 10 2.6.2 Morfologie a fyziologie mikroorganismů................................................................ 11 2.7 Vliv člověka na životní prostředí ................................................................................... 18 3 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST .............................................................................................. 20 3.1 Odběr a následný rozbor pitné vody .............................................................................. 20 4 VÝSLEDKY......................................................................................................................... 24 4.1 Odběr vzorků vody......................................................................................................... 24 4.2 Statistické zpracování výsledků pro posouzení kvality vyrobených a spotřebovávaných vod v Moravskoslezském kraji............................................................................................. 25 5
4.2.1 Statistika pro rok 2005 ................................................................................................ 26 4.2.2 Statistika pro rok 2006 ................................................................................................ 28 5 DISKUZE ............................................................................................................................. 30 6 ZÁVĚR................................................................................................................................. 32 LITERATURA ....................................................................................................................... 33 SEZNAM ZKRATEK............................................................................................................ 37
6
1 ÚVOD Voda je jednou ze složek nezbytných k životu na Zemi. V přírodě se vyskytuje ve dvou formách, jednak jako voda vázaná v horninotvorných minerálech, jednak jako voda volná. Volná voda je součástí hydrosféry, je v ovzduší, povrchovém vodstvu a ve zvodněné části zemské kůry. Především vlivem tepla se část vody neustále vypařuje, znovu pak kondenzuje a ve formě srážek opět padá na zemský povrch. Tento koloběh se neustále opakuje a dělíme podle něj vodu na: •
srážkovou
•
povrchovou
•
podzemní [1]
V převážném počtu velkých měst je obyvatelstvo zásobováno upravenou povrchovou vodou. V menších městech a vesnicích se využívá vody podzemní, která se nejčastěji jímá studněmi. Studny se podle účelu zásobování rozdělují na: •
domovní
•
vodárenské [1]
7
2 SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY 2.1 Vlastnosti vody Voda není pouhá sloučenina vodíku a kyslíku. Obsahuje také rozpuštěné plyny a nejrůznější anorganické, popřípadě organické látky, které mají rozhodující vliv na jakost vody. Ta se posuzuje fyzikálně – chemickými, mikrobiologickými a biologickými rozbory [1].
Obr. 1 molekula vody
2.2 Rozdělení vody podle užití •
Pitnou
•
Užitkovou
•
Odpadní
2.3 Definice pitné vody Pitná voda je zdravotně nezávadná voda, která ani při trvalém požívání nevyvolá onemocnění nebo poruchy zdraví přítomností mikroorganismů nebo látek ovlivňujících akutním, chronickým či pozdním působením zdraví fyzických osob a jejich potomstva, jejíž smyslově postižitelné vlastnosti a jakost nebrání jejímu požívání a užívání pro hygienické potřeby fyzických osob [2], [3].
8
2.4 Výroba pitné vody Země bývá často označována jako „modrá planeta“. Je to tím, že více než 3/4 jejího povrchu zaujímá voda. Přes 94 % této vody je přitom vázáno ve světovém oceánu, na sladkou vodu pak připadá necelých 6 %. Z tohoto množství voda, kterou lidé potřebují k životu, představuje jen nepatrný zlomek zdrojů sladké vody. Kvůli znečištění, způsobeném činností člověka, je však stále větší část povrchových vod nepoživatelná a získávání pitné vody se tak stává velkým problémem pro většinu civilizovaného světa [4]. Výroba pitné vody může být právem považována za prioritní proces, na který jsou kladeny přísné kvalitativní požadavky. Často jsou tím nejlepším zdrojem pitné vody vody podzemní, které nepotřebují přímý způsob úpravy separačními metodami, zhodnocuje se pouze jejich vhodnost pro dopravu vody potrubím a jejich případná alkalizace a zabezpečení vody proti možné bakteriální kontaminaci chlorací. Povrchová voda má jen velmi zřídka takovou kvalitu, že je možné ji bez úpravy použít jako vodu pitnou. Nejčastějším znečištěním v povrchové vodě jsou humusové látky, nerozpuštěné částice, organické znečištění, bakterie a viry a v posledních letech se zpřísnilo také sledování vybraných kovů jako je arzen a antimon [5]. Z tohoto důvodu je nutné přirozené zdroje vod upravovat tak, aby splnily požadavky zákona o ochraně veřejného zdraví a vyhlášky Ministerstva zemědělství (Mze) o hygienických požadavcích na pitnou a teplou vodu [2], [3].
2.5 Tvrdost vody Tvrdost vody je způsobena koncentrací kationtů vápníku a hořčíku, které jsou velmi důležité pro zdraví. Celkovou tvrdost lze rozdělit na přechodnou (uhličitanovou) a na stálou (neuhličitanovou). Základní jednotkou tvrdosti vody je mmol/l (milimoly v litru). Existuje však i několik dalších jednotek, od kterých se dnes již upouští: německé, francouzské, anglické stupně). Současná česká norma stanovuje tvrdost vody podle koncentrace Ca a Mg (mmol/l) [6]. 9
2.6 Rozbor vody Při kvalitativním rozboru vody jsou důležité mikrobiologické a chemické ukazatele, které jsou upraveny legislativou. Limity udává vyhláška Mze ČR 252/2004 Sb. a zákon 258/2000 Sb. Tyto parametry jsou uvedeny v tabulkách č. 2 a č. 3 v oddílu 3.1. Práce byla pojata především z mikrobiologického hlediska, neboť chemické ukazatele jsou překračovány jen zřídka. 2.6.1 Mikroorganismy sladkých vod Sladkovodní prostředí je ovlivňováno vnějšími podmínkami, především teplotními změnami během jednotlivých ročních období, ale i během dne. Množství mikroorganismů je závislé na obsahu živin a koncentraci kyslíku. Mezi typické mikroorganismy patří fytoplankton (Chromatium, Thiospirillum, Thyodiction, Thiopedia aj.) a bakterie rodů Flavobacterium, Chromobacterium, Micrococcus, Spirillum, Sphaerotilus. Do vody se mohou dostávat také bakterie z jiných zdrojů, především z půdy – rody Bacillus, Streptomyces, Corynebacteriumj, Brevybacterium a jiné [7]. Vedle typických vodních mikroorganismů se ve vodě mohou také objevovat bakterie čeledi Enterobacteriaceae (které indikují fekální znečištění), některé druhy rodu Clostridium a některé streptokoky. Všechny tyto mikroorganismy jsou známkou kontaminace [7]. Mikrobiologické ukazatele mají zásadní význam, pokud jde o lidské zdraví. Je velmi důležité jejich striktní dodržování, protože již velmi malé množství mikroorganismů obsažené v pitné vodě může vést k závažným zdravotním problémům. V následujícím oddílu jsou stručně popsány druhy a skupiny mikroorganismů, které se v pitné vodě běžně stanovují.
10
2.6.2 Morfologie a fyziologie mikroorganismů Buňka je základní stavební prvek všech živých organismů a podle její morfologie a fyziologie se organismy dělí na prokaryotní (říše Archaebacteria a říše Eubacteria s podříší bakterie a sinice) a eukaryotní (říše hub Fungi a říše rostlin a živočichů) [8]. Bakterie jsou velmi drobné prokaryotické mikroorganismy, jejichž velikost se pohybuje mezi 1 – 5 µm délky a 0,2 – 1 µm šířky. Rozmnožují se příčným dělením, pučením, pomocí konidií a hormogonií. Tvarově nejsou bakteri příliš rozmanité. Mohou být kulovité – koky (diplokoky, tetrakoky, stafylokoky, streptokoky a sarciny) nebo tyčinkovité – tyčinky (rovné, vibria, spirilla a spirochéty) [8]. Bakterie se rozdělují na grampozitivní a gramnegativní. Toto rozdělení je založeno na barvitelnosti jejich buněk anilínovými barvivy metodou podle GRAMA. V přírodě se vyskytují převážně bakterie gramnegativní, z nichž se jedná např. o pseudomonády, enterobakterie, meningokoky, gonokoky. Grampozitivní jsou např. bacily rodu Clostridium a Bacillus, mykobakterie, aktinomycety, koky, laktobacily (u mikromycet plísně a kvasinky, u virů bílkoviny, někteří prvoci). Tato metoda není ale 100 %, protože existují i variabilní kmeny a skupiny bakterií, které se zařazují do skupiny tzv. gramvariabilních bakterií. Jedná se o rody Bacillus, Clostridium, aktinomycety, korynebakterie, kaulobakterie [9]. Mechanismus tohoto barvení vysvětlují rozdíly v propustnosti (tj. permeabilitě) buněčných stěn grampozitivních a gramnegativních bakterií (krystalová violeť a jod reagují uvnitř buňky, čímž vzniká sloučenina obsahující velké molekuly, které u grampozitivních bakterií neprojdou zpět membránou a nejsou rozpustné v alkoholu) a rozdílné vlastnosti protoplazmy (vnější vrstva u grampozitivních bakterií je grampozitivní a obsahuje magnesium ribonukleát, u gramnegativních bakterií tato vnější vrstva a magnesium ribonukleát chybí) [9]. a) Escherichia coli Escherichia coli je anaerobní gramnegativní tyčinkovitá bakterie patřící do čeledi Enterobacteriaceae. Je podmíněně patogenní, vyvolává nemoci močových cest, ale také 11
průjmové infekce, zvláště u kojenců a malých dětí. Fyziologicky se vyskytuje ve střevech člověka, kde je pro svého hostitele užitečný, ale některé kmeny se mohou projevovat jako patogenní [10]. Přítomnost E. coli ve větším počtu v potravinách nebo ve vodě poukazuje na fekální znečištění [10]. E. coli je modelový organismus, který se nejvíce ze všech bakterií používá pro fyziologické, biochemické a genetické výzkumy [10].
Obr. 2 Escherichia coli [11]
Obr. 3 Escherichia coli [12]
12
b) Koliformní bakterie Patří do čeledi Enterobacteriaceae. Představují gramnegativní aerobní nebo fakultativně anaerobní tyčinky netvořící spory, které zkvašují laktózu s tvorbou plynu, kyselin a aldehydu během 48 hodin při teplotě 35 °C, případně 37 °C. Vykazují negativní test na citochromoxidasu a produkují enzym beta-galaktosidasa. Mezi koliformní bakterie patří zejména E. coli, Enterobacter aerogenes,rod Citrobacter a některé druhy rodu Klebsiella. Dříve se tato skupina označovala jako „coliaerogenes“ [10]. Slouží jako indikátor obecného bakteriálního znečištění. Při zvýšeném nálezu existuje zvýšená pravděpodobnost žaludečních a střevních problémů. Dříve byly považovány za indikátor fekálního znečištění, ale bylo zjištěno, že existují i koliformní bakterie, které běžně žijí a množí se ve vnějším prostředí [10].
Obr. 4 Enterobacter aerogenes [13]
13
Obr. 5 r. Klebsiella [14] c) Psychrotrofní bakrerie Z řeckého psychos = chladný a trofein = živiti, doslovně tedy bakterie „živící se chladem“. Stanovují se na stejné půdě jako psychrofilní bakterie, ale inkubují se při teplotě 15 °C, častěji 20 °C. Zahrnují nejen striktní psychrofily, ale i část mezofilních psychrotolerantních bakterií schopných růstu při dané teplotě vyšetření [10]. Psychrotrofní bakterie mají význam jako původci kažení surovin a potravinářských produktů dlouhodobě skladovaných při nízké teplotě [10].
14
Obr. 6 Bacillus cereus (Illustration by H. Wilson) [15] d) Mezofilní bakterie Nesourodá skupina organotrofních saprofytických bakterií, které po 48 hodinách kultivace při teplotě 37 °C tvoří na kultivačním médiu kolonie viditelné pouhým okem či lupou zvětšující pětkrát až šestkrát. [16] Teplota pro růst je 20 – 40 °C, optimální pak 37,5°C. [10] Patří sem např. některé druhy z čeledi Enterobacteriaceae ( Salmonella typhimurium, E. coli), zástupci rodu Bacillus [10].
15
Obr. 7 Salmonella [17] e) Enterokoky Grampozitivní a katalasanegativní koky, nikdy netvoří spory. Snášejí i hodnotu 8,5 pH (jsou tolerantní k alkalickému prostředí). Mohou růst v hypertonickém prostředí s koncentrací NaCl až 6,5 % a rovněž při teplotách od 10 °C do 45 °C. Přežívají půlhodinové zahřátí na 60 °C. Optimum kolem 37 °C. Jsou součástí normální mikroflóry v tlustém střevě, ale lze je prokázat i v tenkém střevě. Mohou způsobovat infekce močových a žlučových cest, ale také gynekologické a pooperační infekce [10]. Některé kmeny Enterococcus faecalis se používají v sýrařství. Rovněž určité kmeny Enterococcus faecium se uplatňují při zrání sýrů a jako součást silážních kultur v zemědělství [10].
16
Obr. 8 Enterococcus faecalis [18] f) Clostridium perfringens Jedná se o grampozitivní, aerotolerantní (snáší až 5 % kyslíku v prostředí) tyčinky. Vyskytuje se ve střevní mikroflóře lidí a zvířat. Kolonie jsou na agarové půdě s beraní krví obklopeny dvojitou zónou hemolýzy. Částečná beta hemolýza je způsobena účinkem alfa toxinu, který Clostridium perfringens produkuje. Úplná beta hemolýza (blíže kolonií) je vyvolána toxinem théta [10]. Clostridium perfringens dokáže díly alfa toxinu štěpit lecitin. Ve střevním systému člověka může vytvářet enterotoxin, který způsobuje průjmová onemocnění [10].
17
Obr. 9 Clostridium perfringens [19]
2.7 Vliv člověka na životní prostředí Se stále se rozvíjejícím průmyslem a rostoucím počtem obyvatel roste také spotřeba pitné vody, ale i množství odpadních látek, které jsou vypouštěny do našeho životního prostředí. Ačkoli je velká snaha tyto odpady regulovat a toxické látky neutralizovat, je ohrožena surová voda jako zdroj vody pitné. „V současné době nemá ve světě asi 1,1 miliardy obyvatel naší planety přímý přístup k nezávadné vodě. Nejen vody pitné, ale nemají ani dostatek nezávadné vody na mytí. Mezi jednotlivými zeměmi však jsou ve spotřebě vody značné rozdíly. V některých nejchudších zemích musí lidé vystačit s několikanásobně menším množstvím vody než ve vyspělých státech. Více než 2 mil. lidí ročně umírá jenom proto, že pijí znečištěnou vodu. Nedostatek nezávadné vody vede jednak k tomu, že lidé onemocní, ale rovněž je odsuzuje k chudobě. Klesající zásoby vody mohou vést až k napětí ve světě. Může se projevit hlavně na Blízkém a Středním východě v povodí řek Jordánu, Nilu, Tigridu a Eufratu, v jižní Asii v povodí Gangy a v oblasti kdysi čtvrtého největšího vnitrozemského moře - Aralského jezera, které se 18
vinou
člověka
zmenšilo
na
méně
než
polovinu
své
původní
rozlohy.
Rovněž Čadské jezero, které leží na hranici čtyř zemí (Niger, Kamerun, Nigérie a Čad) a je zdrojem života miliónů lidí v Africe, vysychá. Jezero dnes pokrývá plochu 1350 km2, ale ještě v roce 1963 to bylo 25 tisíc km2. Příčinou vysychání je globální oteplování a klimatický jev zvaný El Nińo, v jejichž důsledku se vyprahlý pás pod Saharou neúprosně rozšiřuje“ [4].
19
3 EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST 3.1 Odběr a následný rozbor pitné vody Odběr provádí kvalifikovaný pracovník. Pro mikrobiologický rozbor je nutné, aby vzorek byl odebrán sterilně. Nedodržení přesných odběrových postupů a špatná manipulace se vzorkem by mohly vést k jeho znehodnocení. Všechny mikrobiologické rozbory se provádí na komerčních živných půdách, laboratoře si je samy nepřipravují. Přehled všech těchto živných půd je uveden v tabulce č. 1. Počet mikroorganismů se stanovuje nepřímou metodou počítáním vyrostlých kolonií. Maximální normou povolené množství kolonií je uvedeno v tabulce č. 2. Pouze kontrola počtu organismů, živých organismů a abiosestonu se provádí mikroskopicky. Abiosestonem, je dle normy ČSN 75 7713, míněn tzv. neživý materiál, který se stanovuje při mikroskopické analýze. Určení abiosestonu není vázáno na metody úpravy vzorků. Poznání abiosestonu (jeho indikační hodnota) je výhodné pro analýzu povrchových vod. Vyjadřuje se jako pokryvnost (viz obr. 1) v procentech 1 %, 3 %, 5 %, 10 %, 20 % a 40 % či odhadovou stupnicí (stupnice abundance): 1, 2, 3, 5, 7 a 9 [20]. Dále jsou sledovány chemické ukazatele, které jsou uvedeny v tabulce č. 3. Počet rozborů krácených i úplných (viz. tabulky č. 2 a č. 4) a jednotlivá odběrová místa pro kontrolu vzorků pitné vody během roku schvaluje Krajská hygienická stanice (KHS) na základě návrhů dotčených obcí provozujících obecní vodovod (t. j. zajišťující veřejné zásobování obyvatel pitnou vodou) dle níže citované legislativy (Mze ČR 252/2004 Sb. a zákon 258/2000 Sb.). Místně příslušný orgán KHS má ale pravomoc tento návrh pozměnit i mimo tabelované požadavky v této vyhlášce. Přihlíží tedy k místní problematice. Většinou se provádí 1 – 2 rozbory úplné (ÚR) ze dvou odběrových míst stálých a několika odběrových míst variabilních. Variabilní místa se během roku mění. Podle požadavků obcí se také provádí rozbory krácené (KR) rovněž ze dvou míst stálých a několika variabilních [21]. 20
Tabulka č. 1 - použité živné půdy: Druh mikroorganismu
Použitá živná půda
Escherichia Coli
Agar s tergitolem
Koliformní bakterie
Agar s tergitolem
Počet kolonií při 22 °C
GTK
Počet kolonií při 36 °C
GTK
Enterokoky
Slanetz – Bartley agar
Clostridium perfringens
M – CP agar
Tabulka č. 2 Mikrobiologické ukazatele Ukazatel
Maximální
Druh rozboru
normou
povolené množství
Escherichia Coli
0 KTJ/100 ml
Koliformní bakterie
0 KTJ /100 ml
Počet kolonií při 22
Krácený rozbor
20 KTJ /ml
°C Počet kolonií při 36
200 KTJ /ml
°C
Úplný rozbor
Enterokoky
0 KTJ /100 ml
Clostridium perfringens Počet organismů
0 KTJ /100 ml X
50 /ml
Živé organismy
0/ml
Abioseston
10 %
KTJ – kolonie tvořící jednotku
21
Tabulka č. 3 Chemické ukazatele Ukazatel pH Barva Pach Zákal NO3NO2NH4+ Vodivost Fe Chuť CHSK (manganistanem) Mn Na CNB Cu Pb Cr (celkový) Ni Benzo[a]pyren PAU FAs Sb Se Hg Cd Benzen 1,2-dichlorethan TCE PCE Mg Ca Al Chloroform THM BrO3ClSO42Celková tvrdost
Maximální normou povolené množství 6-8 0 0 5 ZF (t, n) 50 mg/l 0,50 mg/l 0,50 mg/l 125mS/m 0,20 mg/l 0
Druh rozboru
Krácený rozbor
3 mg/l
Úplný rozbor
X
0,050 mg/l 200 mg/l 0,050 mg/l 1 mg/l 1000 µg/l 10 µg/l 50 µg/l 20 µg/l 0,010 µg/l 0,10 µg/l 1,5 µg/l 10 µg/l 5 µg/l 10 µg/l 1 µg/l 5 µg/l 1 µg/l 3 µg/l 10 µg/l 10 µg/l 20 – 30 mg/l 40 – 80 mg/l 0,20 mg/l 30 µg/l 100 µg/l 10 µg/l 100mg/l 250 mg/l 2 – 3,5 mmol/l
22
Legenda: PAU – polycyklické aromatické uhlovodíky TCE – trichlorethen
PCE - tetrachlorethen THM – trhal
23
4 VÝSLEDKY 4.1 Odběr vzorků vody Ke shromažďování povrchové vody slouží vodárenská nádrž (přehrada), v níž se nachází odběrová věž s několika odběrovými šachtami v různých hloubkách. Odebírá se podle příkazu z úpravny vody, která bývá v blízkosti přehrady. Vhodná teplota pro odběr je méně než 12 °C. Výjimečně se využívá umělé filtrace a sorpční schopnosti půdního sedimentu, protože řasy často ucpávají filtraci. Voda z toku se nechá prosáknout z umělých nádrží do podzemí a z podzemí se poté čerpá [22]. V Moravskoslezském kraji se pro zásobování obcí využívají jak přehradní nádrže, tak i voda z vlastních zdrojů ( studny využívá asi 10 % obcí a to především v horských oblastech). Názvy jednotlivých obcí a druhy zásobování jsou uvedeny v tabulce č. 4. Tabulka č. 4 Obec(-ce)
Druh zásobování
Frýdecko - Místecko
Přehrady – Morávka a Šance
Třinec, Jablůnkov (a dále směrem k Polsku)
Těrlická přehrada
Nošovice
Prameniště Zimný
Ostrava
Přehrady Kružberk a Šance
Novojičínsko
Přehrady Kružberk a Šance
Bruntálsko, Opavsko
Přehrady Kružberk a Slezská Harta
Obce Krásná, Raškovice, Gúty, Vlkovice, Veselí, Těškovice, Vápenná atd.
Pitná voda z vlastních studní
24
4.2
Statistické
zpracování
výsledků
pro
posouzení
kvality
vyrobených
a spotřebovávaných vod v Moravskoslezském kraji Laboratoří Morava s. r. o. byl poskytnut rozbor vod za období let 2005 a 2006. Hodnoty byly zpracovávány v programu Statgraphics.Ve statistice jsou zahrnuty pouze obce, které jsou sledovány touto laboratoří. Do průzkumu byly zahrnuty jak rozbory úplné (mikrobiologické ukazatele: E. Coli, koliformní bakterie, psychrofilní a mezofilní bakterie, enterokoky, Clostridium perfringens, počet organismů, z toho počet živých, mrtvých a neživý matriál, tzv. abioseston; chemické ukazatele: pH, barva, pach, zákal, NO3-, NO2-, NH4+, vodivost, Fe, chuť, CHSK manganistanem,Mn, Na, CN-, B, Cu, Pb, Cr celkový, Ni, benzo-a-pyren, PAU, F-, Ad, Sb, Se, Hg, Cd, benzen, 1,2-dichlorethan, TCE, PCE, Mg, Ca, Al, chloroform, THM, BrO3-, Cl-, SO42-, celková tvrdost), tak i krácené (mikrobiologické ukazatele: E. Coli, koliformní bakterie, psychrofilní a mezofilní bakterie, chemické ukazatele: pH, barva, pach, zákal, NO3-, NO2-, NH4+, vodivost, Fe, chuť). Kvalitativní rozbory za rok 2005 a 2006 byly provedeny laboratoří Morava a. s. a byly porovnávány s parametry pitné vody stanovenými platnou legislativou, tj. se zákonem o ochraně veřejného zdraví a vyhláškou Mze o hygienických požadavcích na pitnou a teplou vodu [2] a [3]. Výsledky rozborů za rok 2005 jsou uvedeny v tabulce č. 5 pro mikrobiologický rozbor a tabulce č. 6 pro rozbor chemický. Výše uvedené rozbory jsou pro rok 2006 uvedeny v tabulkách č. 7 a 8.
25
4.2.1 Statistika pro rok 2005 Tabulka č. 5 – mikrobiologické ukazatele počet
Průměrný
V
Pod
Nad
hodnocení
obsah
normě
normou
normou
KTJ/100 ml 361
2
345
0
15
KTJ/100 ml 362
5
316
0
45
KTJ/100 ml 363
25
350
0
12
při 36 °C
KTJ/100 ml 363
16
329
0
33
Enterokoky
KTJ/100 ml 91
0
89
0
1
perfringens
KTJ/100 ml 84
0
84
0
0
Počet
jedinci/100
organismů
ml
84
0
84
0
0
Živé
jedinci/100
organismy
ml
84
0
84
0
0
Abioseston
%
84
2
84
0
0
Parametr
Jednotka
Escherichia Coli Koliformní bakterie Počet kolonií při 22 °C Počet kolonií
Clostridium
26
Tabulka č. 6 – chemické ukazatele
Parametr pH Barva Pach Zákal NO3NO2NH4+ Vodivost Fe Chuť CHSK (Mn) Mn Na CNB Cu Pb Cr (celkový) Ni Benzo[a]pyren PAU FAs Sb Se Hg Cd Benzen 1,2-dichlorethan TCE PCE Mg Ca Al Chloroform THM BrO3ClSO42Celk. tvrdost
Jednotka mg/l Pt stupeň ZF (n) mg/l mg/l mg/l mS/m mg/l stupeň mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l mmol/l
Počet hodnocení 333 330 330 330 337 334 342 332 333 330 341 96 91 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 91 91 90 99 98 98
Průměrný obsah 7,22 0 0 0,46 10,1 0,02 0,18 20 0,16 0 2,04 0,06 11,6 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,0025 0,02 0,15 0,005 0,0026 0,005 0,0003 0,001 0,2 1 0,3 0,3 6,7 27,8 0,06 5,75 8,14 0,006 13,3 44,5 1,16
V normě 307 329 330 327 326 334 323 332 311 330 319 86 91 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 4 12 90 89 90 88 99 98 8
Pod normou 26 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 86 76 0 0 0 0 0 0 89
Nad normou 0 1 0 3 11 0 19 0 22 0 22 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 2 1 2 0 0 1
27
4.2.2 Statistika pro rok 2006 Tabulka č. 7 – mikrobiologické ukazatele
Parametr
počet
Průměrný
V
Pod
Nad
hodnocení
obsah
normě
normou
normou
KTJ/100 ml 404
1
376
0
28
KTJ/100 ml 405
4
353
0
52
KTJ/100 ml 404
23
395
0
9
KTJ/100 ml 404
11
371
0
33
0
6
0
1
0
143
0
1
145
0
145
0
0
Jednotka
Escherichia Coli Koliformní bakterie Počet kolonií při 22 °C Počet kolonií při 36 °C
Enterokoky KTJ/100 ml 98 Clostridium perfringens KTJ/100 ml 145 Počet
jedinci/100
organismů
ml
Živé
jedinci/100
organismy
ml
145
0
145
0
0
Abioseston %
145
2
144
0
1
28
Tabulka č. 8 – chemické ukazatele
Parametr pH Barva Pach Zákal NO3NO2NH4+ Vodivost Fe Chuť CHSK (Mn) Mn Na CNB Cu Pb Cr (celkový) Ni Benzo[a]pyren PAU FAs Sb Se Hg Cd Benzen 1,2-dichlorethan TCE PCE Mg Ca Al Chloroform THM BrO3ClSO42Celk.tvrdost
Jednotka mg/l Pt stupeň ZF (n) mg/l mg/l mg/l mS/m mg/l stupeň mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l µg/l µg/l mg/l mg/l mg/l mmol/l
Počet hodnocení 368 364 364 365 366 367 375 364 366 364 368 98 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 98 96 95 97 97 98
Průměrný obsah 7,12 0,2 0 0,28 11,8 0,03 0,17 20,2 0,11 0 1,56 0,03 12,9 0,01 0,1 0,01 0,01 0,01 0,01 0,0027 0,021 0,15 0,005 0,0025 0,005 0,0003 0,001 0,2 1 0,3 0,3 6,11 28,2 0,11 7,81 9,81 0,007 17,7 59,3 1,09
V normě 328 363 364 363 360 366 357 364 355 364 361 92 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 3 15 95 95 96 93 97 97 7
Pod normou 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 92 78 0 0 0 0 0 0 90
Nad normou 0 1 0 2 6 1 18 0 11 0 7 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 3 0 2 0 0 1
29
5 DISKUZE Při statistickém vyhodnocení výsledků analýz pitných vod za období let 2005 a 2006 bylo zjištěno, že nejvíce byly překračovány hodnoty mikrobiologických ukazatelů (tabulky č. 5 a 7). Především koliformních a mezofilních bakterií. Při celkovém počtu 767 analýz, při nichž byly stanovovány koliformní bakterie, jich 97 bylo nad povolenou hranicí uvedenou v normě. Mezofilní bakterie byly rovněž stanovovány při 767 analýzách, z toho v 66 případech byla překročena norma (tabulky č. 5 a 7). V menší míře byly překračovány hodnoty u E. coli a psychrofilních mikroorganismů, nejméně pak u enterokoků, Clostridia perfringens a abiosestonu (tabulky č. 5 a 7). V daném období nikdy nebyly ve vzorcích nalezeny živé ani mrtvé organismy (tabulky č. 5 a 7). Normou povelené hodnoty chemických ukazatelů byly, ve srovnání s mikrobiálními ukazateli, překračovány pouze výjimečně. V roce 2005 bylo z celkového počtu 333 analýz železa 22 nad normou povoleném množství a rovněž z 341 analýz CHSK 22 nad hranicí danou normou. V tomto roce byly v menší míře překročeny povolené hodnoty dusičnanů a manganu, minimálně pak vápníku, chloroformu, THM, bromičnanů, barvy a tvrdosti vody (tabulky č. 6 a 8). V roce 2006 se četnost nevyhovujících analýz snížila především u dusičnanů, železa, CHSK a manganu. Minimálně byly překročeny hodnoty vápníku, bromičnanů, chloroformu, barvy, zákalu a tvrdosti vody a dusitanů (tabulky č. 6 a 8). V období let 2005 a 2006 bylo z celkového počtu 717 rozborů pitné vody, při nichž byly stanovovány amonné ionty, 37 vzorků nad normou (tabulky č. 6 a 8).
30
Při celkovém zhodnocení lze říci, že z mikrobiologického hlediska byla kvalitnější voda v roce 2005, ale z chemického hlediska v roce 2006.
31
6 ZÁVĚR Cílem
této
práce
bylo
zjištění
kvality
vod
vyrobených
a
spotřebovávaných
v Moravskoslezském kraji metodami používanými v laboratoři Morava a. s. Na základě statistického zpracování výsledků analýz za období let 2005 až 2006 bylo stanoveno, že nejvyšší míra znečištění je mikrobiálního původu a to především bakteriemi čeledi Enterobacteriaceae (koliformní bakterie a E. coli). Vzhledem k tomu, že velká část vzorků pochází také ze soukromých studní zákazníků, indikují zvýšené počty bakterií znečištění, které může pocházet z listí, případně jiného organického materiálu (kousky dřeva, drobní živočichové, atd.), napadaného do nekrytých nebo špatně chráněných studní. Takto znečištěná voda může způsobovat především žaludeční a střevní potíže, které mohou v extrémních případech vést až ke smrti. Chemické znečištění bylo způsobeno převážně amonnými ionty a dusičnany, což může být jednak důsledek kontaminace podzemních a povrchových toků průmyslovými hnojivy, jednak prosakováním odpadů ze septiků. Kvalita pitné vody je pro lidský organismus zcela zásadní, proto je třeba důsledně dbát nejen na její účinnou a správnou úpravu, ale také na to, abychom zbytečně a úmyslně neznečišťovali přírodní vodní zdroje.
32
LITERATURA [1]
PŠTROSS, Č., PŠTROSS, M.: Domovní a vodárenské studny. 1. vyd. Praha: NAKLADATELSTVÍ TECHNICKÉ LITERATURY, 1971. 304 s. 04-718-71
[2]
Vyhláška č. 252/2004 Sb.: 2004. O hygienických požadavcích na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody. Praha: Ministerstvo zdravotnictví, 2004. 21 s.
[3]
Zákon č. 258/2000 Sb.: 2000. O ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů. Praha: Parlament, 2000. 40 s.
[4]
PVK: O vodě [online]. 2007, poslední revize 1. 2. 2007 [cit. 2007-04-23]. Dostupné na WWW: < http://www.klub.pvk.cz/o_vode.php?p=zeme >
[5]
KEMIFLOC: Pitná voda [online]. 2007, poslední revize 14. 3. 2007 [cit. 2007-04-23]. Dostupné na WWW: < http://www.kemifloc.cz/index2.php?action=show&id_java=x11-39&id=39 >
[6]
VEOLIA VODA: Tvrdost vody [online]. 2008, poslední revize 1. 12. 2008 [cit. 2008-12-09]. Dostupné na WWW:
[7]
NĚMEC, M., HORÁKOVÁ, D.: Základy mikrobiologie pro učitelské studium. 3. vyd. Brno: MUNI V BRNĚ, 2002. 120 s.
[8]
ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J.: Encyklopedie hydrobiologie [online]. 2007, poslední revize 23. 7. 2007 [2008-12-5]. Dostupné na WWW: < http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_isbn-80-7080-534-X/pages-pdf/022.html> 33
[9]
ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J.: Encyklopedie hydrobiologie [online]. 2007, poslední revize 23. 7. 2007 [cit. 2007-07-24]. Dostupné na WWW: < http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.html?p=B009>
[10]
KLABAN, V.: Svět mikrobů. 1. vyd. Hradec Králové: GAUDEAMUS, 1999. 304 s. ISBN 80-7041-639-4
[11]
KIMICONTROL: Educational [online]. 2009, poslední revize 25. 11. 2008 [cit. 2009-01-09]. Dostupné na WWW:
[12]
LITERATURE: Post Details: On the evolution of a "key innovation" in Escherichia coli [online]. 2009, poslední revize 6. 10. 2008 [cit. 2009-01-09]. Dostupné na WWW:
[13]
WEB PAGE FOR DR. CAISER’S MICROBIOLOGY: Capsule stain of Enterobacter aerogenes [online]. 2007, poslední revize 28. 8. 1998 [cit. 2007-07-11]. Dostupné na WWW: < http://student.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit1/prostruct/capent.html>
[14]
LABORATOIRE GÉNIE DES PROCÉDÉS ET MATÉRIAUX : Galerie photo [online]. 2007, poslední revize 6. 7. 2006 [cit. 2007-07-11]. Dostupné na WWW: < http://www.lgpm.ecp.fr/axes_recherche/bioprocedes/galerie>
34
[15]
SIERRA COLLEGE DEPARTMENT OF BIOLOGICAL SCIENCES: Microbiology Illustrations [online]. 2009, poslední revize 2. 12. 2008 [cit. 2009-01-09]. Dostupné na WWW:
[16]
ČSN 75 7841: 1999. Jakost vod. Stanovení mezofilních bakterií. Praha: Český normalizační institut, 1999. 12 s.
[17]
STEADY HEALTH: Basic Information About Salmonella Food Poisoning [online]. 2009, poslední revize 24. 7. 2008 [cit. 2009-01-09]. Dostupné na WWW:
[18]
UNSW EMBRYOLOGY: Gastrointestinal Tract – Intestine [online]. 2009, poslední revize 20. 12. 2008 [cit. 2009-01-09]. Dostupné na WWW:
[19]
EDUCATION: Education [online]. 2009, poslední revize 15. 1. 2009 [cit. 2009-01-15]. Dostupné na WWW:
[20]
ŘÍHOVÁ AMBROŽOVÁ, J.: Encyklopedie hydrobiologie [online]. 2007, poslední revize 23. 7. 2007 [cit. 2007-07-24]. Dostupné na WWW: 35
< http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-006/ebook.copyright.htm > [21]
Hodnocení jakosti vody – popis ukazatelů [databáze online]. Praha: Státní zdravotní ústav ČR, 2007 . Dostupné z URL: < http://www.szu.cz/tema/zivotni-prostredi/koupani-ve-volne-prirode/hodnocenijakosti-vody-zakladni-informace> < http://www.szu.cz/chzp/koupani/hodnoce2.html>
[22]
VODA: Referát [online]. 2008, poslední revize 28. 1. 2008 [cit. 2008-12-09]. Dostupné na WWW:
36
SEZNAM ZKRATEK CHSK – Chemická spotřeba kyslíku KHS – Krajská hygienická stanice KR – Krácený rozbor KTJ – Kolonie tvořící jednotku Mze – Ministerstvo zemědělství PAU – Polycyklické aromatické uhlovodíky PCE – Tetrachlor ethen TCE – Trichlorethen THM – Trhal ÚR – Úplný rozbor
37
