Jak odstranit koliformní bakterie a Escherichia coli ze studny představuje zásadní problém pro majitele soukromých zdrojů vody v České republice. Výskyt bakterie Escherichia coli (E.coli) a kolifofmní bakterie ve studni obvykle indikuje fekální kontaminaci, nejčastěji v důsledku průsaku ze septiků nebo splachů z půdy hnojené organickými hnojivy, a vyžaduje efektivní a dlouhodobě udržitelné řešení. Tento článek systematicky porovnává tři hlavní přístupy k jejich eliminaci – chemickou dezinfekci (chlorace), fyzikální inaktivaci pomocí UV záření a pokročilé membránové procesy (ultrafiltrace, nanofiltrace), které se v praxi používají jako filtr na vodu ze studny. Z pohledu účinnosti, provozních nákladů a kvality výstupní vody se jako nejefektivnější metoda pro odstranění koliformních bakterií a E.coli ze studniční vody jeví ultrafiltrace, která na rozdíl od předchozích metod mikroorganismy z vody fyzicky odstraňuje, nikoli pouze inaktivuje.
Bakterie Escherichia coli ve studni jako indikátor fekální kontaminace
Jak odstranit koliformní bakterie ze studny: přehled metod
Existuje několik metod jak koliformní bakterie v pitné vodě eliminovat. Kromě známého převaření vody, které je nepraktické, je nejstarší a nejznámější metodou chlorování vody. Velice často se používají UV lampy. Nejnovější jsou membránové filtrace, například ultrafiltrace nebo nanofiltrace. V tomto článku se budeme všemi těmito metodami zabývat. Naopak některé metody jako ozonace vody (pro pitnou vodu dává smysl pouze v čistírnách) nebo působení stříbra a mědi (příliš pomalé pro průtokovou filtraci) vynecháme.
Chlorace vody (chemická dezinfekce)
Chlorace je nejčastější způsob jak se zbavit bakterií. Používá se zejména v úpravnách vod. Velikou výhodou chlorace je, že chlor ve vodě vydrží nějaký čas a voda je tím pádem sterilní i na cestě z úpravny vody k spotřebiteli. Mechanizmus účinku chloru spočívá v jeho oxidačních schopnostech. Plynný chlór reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlorné. Ta proniká buněčnými membránami a způsobuje oxidaci lipidů v těchto membránách. Napadá uvnitř buňky enzymatický aparát a způsobí, že se bakterie prakticky udusí. Kromě toho napadá nenasycené mastné kyseliny v buněčné stěně bakterií, což má za následek perforaci této membrány a buňka prakticky „vyteče“ (1).
Nevýhodou je, že mrtvé bakterie, jejich organely a metabolické zbytky zůstávají i nadále ve vodě ačkoli jsou inaktivní a tedy neškodné.
UV záření (fyzikální inaktivace mikroorganismů)
Druhou metodou jak odstranit bakterie z vody je UV záření ve vlnových délkách 250 až 270 nm, který je o zvláště účinné proti bakteriím. Fotony záření způsobí že některé nukleotidy, ze kterých se skládá bakteriální DNA, zejména Thymin se mění na dimer(2). Tím zabrání replikaci DNA a zabrání bakteriím v dalším množení. I v tomto případě, podobně jako u Chlorace, zůstávají bakterie nebo jejich součásti v pitné vodě ačkoli jsou neaktivní. Jednou z velkých nevýhod sterilizace vody pomocí UV záření je fakt, že rtuťová Výbojka UV záření velmi rychle stárne. Po zhruba 9000 hod., to jest zhruba jednom roce používání ,dochází k degradaci elektrod výbojky a zároveň křemičité sklo ze kterého je Výbojka zhotovena „slepne“. Po roce užívání klesá účinnost UV lampy na 60 až 80% původní hodnoty a tím pádem již nelze garantovat že UV záření bakterie spolehlivě zlikviduje. Výměna výbojky, kterou je nutné udělat každý rok je navíc poměrně drahá.
Membránová filtrace (ultrafiltrace, nanofiltrace)
Nejnovější a zřejmě i nejlepší metodou, jak koliformní bakterie z vody odstranit jsou membránové metody. Membránu si můžeme představit jako sítko s extrémně malými póry, kterými neprojde bakterie ani vir. Bakterie zůstávají na membráně (sítku) a voda volně protéká. Pak se bakterie po nějakém čase odstraní během proplachování membrány. Velikou výhodou je že v tomto případě člověk nepije mrtvé bakterie ani jejich součásti.
Nejznámější membránovou metodou je takzvaná ultrafiltrace. Je to membrána která má póry o velikosti 0,001 mikrometrů. V porovnání s velikostí bakterií která je 0,5 až 5 mikronu je to jako bychom chtěli prohodit míč očkem v plotě.
Nanofiltrace je podobná metoda, ale membrána má póry ještě o jeden až dva řády menší. Ta už kromě bakterií a virů, dokáže odstranit i velké anorganické ionty, případně organické molekuly.
Velikou výhodou ultrafiltrace oproti nanofiltraci je, že pro filtraci postačuje běžný tlak vody a nepotřebuje vlastní čerpadlo. Navíc průtoky umožňují použít ultrafiltraci i na patě domu a tedy odstranit koliformní bakterie a E.coli z veškeré vody v celém domě.
Nanofiltrace oproti tomu potřebuje již zvýšený tlak a má mnohem menší průtok. Proto se spíše hodí na jeden kohoutek, nejčastěji u kuchyňského dřezu.
| Metoda | Odstranění bakterií | Zbytky ve vodě | Provoz |
|---|---|---|---|
| Chlorace | inaktivace | ano | nízký |
| UV lampa | inaktivace | ano | střední |
| Ultrafiltrace | fyzické odstranění | ne | nízký |
Nejlepší řešení: membránový filtr na vodu ze studny metodou ultrafiltrace
Protože jsme přesvědčení že ultrafiltrace je nejlepší způsob dezinfekce vody a zároveň i nejlevnější a bezúdržbový, nabízíme v e-shopu h2onanotec.cz pouze ultrafiltrace a ostatní metody považujeme za nadbytečné.
Pro odstranění koliformních bakterií a Escherichia coli ze studny pro celý dům či byt:
IMT U-7
IMT U-8
IMT U-8PSG
(Montováno na tzv. patu domu)
Ultrafiltrace pro kuchyňské řešení:
Ultra filtrační jednotka IMT-D3
Ultra filtrační jednotka IMT-D5
Připravil:
RNDr. Jiří Polman CSc., jednatel
Literatura:
- LeChevallier et al. Applied and Environ. Microbiology 1988(54) 2623-2630
- Alberts et al. Molecular Biology of Cell
