Přítomnost koliformních bakterií a Escherichia coli ve studniční vodě představuje často problém pro majitele soukromých zdrojů vody v České republice. Výskyt bakterie Escherichia coli (E.coli) a koliformních bakterií 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 ve studni 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 koliformní bakterie ze studně 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 koliformní 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 ve studni eliminovat 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 |
FAQ – Koliformní bakterie a E.coli ve studni
Jak se dostanou koliformní bakterie do studny?
Koliformní bakterie se do studny dostávají nejčastěji průsakem ze septiků, žump nebo splachy z půdy hnojené kejdou, močůvkou či hnojem, zejména při deštích.
Co jsou koliformní bakterie ve studni?
Koliformní bakterie ve studni představují skupinu mikroorganismů běžně se vyskytujících ve střevech teplokrevných živočichů. Jejich přítomnost ve vodě slouží jako indikátor fekální kontaminace a signalizuje možné zdravotní riziko, zejména u pitné vody ze studní.
Co znamená výskyt bakterie E. coli ve studni?
Bakterie Escherichia coli ve studni jednoznačně indikuje čerstvou fekální kontaminaci. Nejčastějším zdrojem jsou netěsné septiky, žumpy nebo splachy z polí hnojených organickými hnojivy. Taková voda není bezpečná k pití bez úpravy.
Co způsobují koliformní bakterie?
Pokud se tyto bakterie dostanou mimo střeva do jiných částí těla, mohou způsobit zdravotní potíže. U zdravého člověka jde nejčastěji o průjem. U dětí, seniorů nebo osob s oslabenou imunitou mohou být průběhy závažnější – včetně silného vodnatého průjmu, bolestí břicha, křečí, nevolnosti, zvracení a horečky. Některé kmeny E.coli mohou způsobit i krvavý průjem.
Jak odstranit koliformní bakterie ze studny?
Odstranit koliformí bakterie ze studny lze třemi metodami: chloraci (chemická dezinfekce), UV záření (inaktivace DNA) a membránovou filtraci. Nejefektivnější je ultrafiltrace, která bakterie fyzicky odstraňuje z vody, nikoli pouze deaktivuje.
Je UV lampa dostatečná pro bakterie ve studni?
UV lampa dokáže bakterie účinně inaktivovat, ale neodstraňuje je z vody. Navíc její účinnost klesá stárnutím výbojky a kvalitou vody. Proto se často kombinuje s filtrací.
Jaký je nejlepší filtr na koliformní bakterie?
Za nejúčinnější filtr na koliformní bakterie se považuje ultrafiltrace. Ta zachytí bakterie i viry na membráně a zajistí, že ve vodě nezůstávají ani jejich zbytky.
Nejlepší řešení: membránový filtr na koliformní bakterie 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:
(Montováno na tzv. patu domu)
Ultrafiltrace pro kuchyňské řešení:
Zajímá mě nabídka ultrafiltrací
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
