Prítomnosť koliformných baktérií a Escherichia coli v studničnej vode je častým problémom majiteľov súkromných zdrojov vody na Slovensku. Výskyt baktérie Escherichia coli (E. coli) a koliformných baktérií v studni zvyčajne indikuje fekálnu kontamináciu, najčastejšie v dôsledku presakovania zo septikov alebo splachov z pôdy hnojenej organickými hnojivami, a vyžaduje efektívne a dlhodobo udržateľné riešenie. Tento článok systematicky porovnáva tri hlavné prístupy k ich eliminácii – chemickú dezinfekciu (chlorácia), fyzikálnu inaktiváciu pomocou UV žiarenia a pokročilé membránové procesy (ultrafiltrácia, nanofiltrácia), ktoré sa v praxi používajú ako filter na vodu zo studne. Z pohľadu účinnosti, prevádzkových nákladov a kvality výstupnej vody sa ako najefektívnejšia metóda na odstránenie koliformných baktérií a E. coli zo studničnej vody javí ultrafiltrácia, ktorá na rozdiel od predchádzajúcich metód mikroorganizmy z vody fyzicky odstraňuje, a nielen inaktivuje.
Baktéria Escherichia coli v studni ako indikátor fekálnej kontaminácie
Ako odstrániť koliformné baktérie zo studne: prehľad metód
Koliformné baktérie v studni sa dajú eliminovať niekoľkými metódami. Okrem známeho prevárania vody, ktoré je nepraktické, je najstaršou a najznámejšou metódou chlórovanie vody. Veľmi často sa používajú UV lampy. Najnovšie sú membránové filtrácie, napríklad ultrafiltrácia alebo nanofiltrácia. V tomto článku sa budeme venovať všetkým týmto metódam. Naopak niektoré metódy, ako ozonizáciu vody (pri pitnej vode dáva zmysel iba v úpravniach) alebo pôsobenie striebra a medi (príliš pomalé pri prietokovej filtrácii), vynecháme.
Chlorácia vody (chemická dezinfekcia)
Chlorácia je najčastejší spôsob, ako sa zbaviť baktérií. Používa sa najmä v úpravniach vody. Veľkou výhodou chlorácie je, že chlór vo vode vydrží určitý čas, a voda je preto sterilná aj na ceste z úpravne k spotrebiteľovi.
Mechanizmus účinku chlóru spočíva v jeho oxidačných schopnostiach. Plynný chlór reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlórnej. Tá preniká bunkovými membránami a spôsobuje oxidáciu lipidov v týchto membránach. Vo vnútri bunky napáda enzymatický aparát a spôsobí, že sa baktéria prakticky udusí. Okrem toho napáda nenasýtené mastné kyseliny v bunkovej stene baktérií, čo má za následok perforáciu tejto membrány a bunka prakticky „vytečie“ (1).
Nevýhodou je, že mŕtve baktérie, ich organely a metabolické zvyšky zostávajú naďalej vo vode, hoci sú neaktívne, a teda neškodné.
UV žiarenie (fyzikálna inaktivácia mikroorganizmov)
Druhou metódou, ako odstrániť koliformné baktérie zo studne, je UV žiarenie s vlnovou dĺžkou 250 až 270 nm, ktoré je proti baktériám obzvlášť účinné. Fotóny žiarenia spôsobia, že niektoré nukleotidy, z ktorých sa skladá bakteriálna DNA, najmä tymín, sa menia na diméry (2). Tým zabránia replikácii DNA a ďalšiemu množeniu baktérií.
Aj v tomto prípade, podobne ako pri chlorácii, zostávajú koliformné baktérie alebo ich súčasti v pitnej vode, hoci sú neaktívne.
Jednou z veľkých nevýhod sterilizácie vody UV žiarením je, že ortuťová výbojka veľmi rýchlo starne. Približne po 9 000 hodinách, teda zhruba po roku používania, dochádza k degradácii elektród výbojky a zároveň kremenné sklo, z ktorého je výbojka vyrobená, „slepne“. Po roku používania klesá účinnosť UV lampy na 60 až 80 % pôvodnej hodnoty, a preto už nemožno zaručiť, že UV žiarenie baktérie spoľahlivo zlikviduje. Výmena výbojky, ktorú je potrebné robiť každý rok, je navyše pomerne drahá.
Membránová filtrácia (ultrafiltrácia, nanofiltrácia)
Najnovšou a zrejme aj najlepšou metódou, ako koliformné baktérie v studni eliminovať, sú membránové metódy. Membránu si môžeme predstaviť ako sitko s extrémne malými pórmi, cez ktoré neprejde baktéria ani vírus. Baktérie zostávajú na membráne (sitku) a voda voľne preteká. Baktérie sa potom po určitom čase odstránia pri preplachovaní membrány. Veľkou výhodou je, že v tomto prípade človek nepije mŕtve baktérie ani ich súčasti.
Najznámejšou membránovou metódou je takzvaná ultrafiltrácia. Je to membrána s pórmi s veľkosťou 0,01 mikrometra. V porovnaní s veľkosťou baktérií, ktorá je 0,5 až 5 mikrometrov, je to, akoby sme chceli prestrčiť loptu okom v plote.
Nanofiltrácia je podobná metóda, ale membrána má póry ešte o jeden až dva rády menšie. Okrem baktérií a vírusov dokáže odstrániť aj veľké anorganické ióny, prípadne organické molekuly.
Veľkou výhodou ultrafiltrácie oproti nanofiltrácii je, že na filtráciu postačuje bežný tlak vody a nepotrebuje vlastné čerpadlo. Navyše prietoky umožňujú použiť ultrafiltráciu aj na päte domu, a teda odstrániť koliformné baktérie a E. coli z všetkej vody v celom dome.
Nanofiltrácia naopak potrebuje vyšší tlak a má oveľa menší prietok. Preto sa hodí skôr na jeden kohútik, najčastejšie pri kuchynskom dreze.
| Metóda | Odstránenie baktérií | Zvyšky vo vode | Prevádzkové náklady |
|---|---|---|---|
| Chlorácia | inaktivácia | áno | nízke |
| UV lampa | inaktivácia | áno | stredné |
| Ultrafiltrácia | fyzické odstránenie | nie | nízke |
FAQ – koliformné baktérie a E. coli v studni
Ako sa dostanú koliformné baktérie do studne?
Koliformné baktérie sa do studne dostávajú najčastejšie presakovaním zo septikov, žúmp alebo splachmi z pôdy hnojenej hnojovicou, močovkou či hnojom, najmä pri dažďoch.
Čo sú koliformné baktérie v studni?
Koliformné baktérie predstavujú skupinu mikroorganizmov, ktoré sa bežne vyskytujú v črevách teplokrvných živočíchov. Ich prítomnosť vo vode slúži ako indikátor fekálnej kontaminácie a signalizuje možné zdravotné riziko, najmä pri pitnej vode zo studní.
Čo znamená výskyt baktérie E. coli v studni?
Baktéria Escherichia coli v studni jednoznačne indikuje čerstvú fekálnu kontamináciu. Najčastejším zdrojom sú netesné septiky, žumpy alebo splachy z polí hnojených organickými hnojivami. Takáto voda nie je bez úpravy bezpečná na pitie.
Čo spôsobujú koliformné baktérie?
Ak sa tieto baktérie dostanú mimo čriev do iných častí tela, môžu spôsobiť zdravotné ťažkosti. U zdravého človeka ide najčastejšie o hnačku. U detí, seniorov alebo osôb s oslabenou imunitou môže byť priebeh závažnejší – vrátane silnej vodnatej hnačky, bolestí brucha, kŕčov, nevoľnosti, vracania a horúčky. Niektoré kmene E. coli môžu spôsobiť aj krvavú hnačku.
Ako odstrániť koliformné baktérie zo studne?
Koliformné baktérie zo studne možno odstrániť tromi metódami: chloráciou (chemická dezinfekcia), UV žiarením (inaktivácia DNA) a membránovou filtráciou. Najefektívnejšia je ultrafiltrácia, ktorá baktérie z vody fyzicky odstraňuje, a nielen deaktivuje.
Stačí UV lampa na baktérie v studni?
UV lampa dokáže baktérie účinne inaktivovať, ale neodstraňuje ich z vody. Navyše jej účinnosť klesá so starnutím výbojky a v závislosti od kvality vody. Preto sa často kombinuje s filtráciou.
Aký je najlepší filter na koliformné baktérie?
Za najúčinnejší filter na koliformné baktérie sa považuje ultrafiltrácia. Zachytí baktérie aj vírusy na membráne a zaistí, že vo vode nezostávajú ani ich zvyšky.
Najlepšie riešenie: membránový filter na koliformné baktérie metódou ultrafiltrácie
Keďže sme presvedčení, že ultrafiltrácia je najlepší spôsob dezinfekcie vody a zároveň najlacnejší a bezúdržbový, ponúkame na odstránenie baktérií v e-shope h2onanotec.cz iba ultrafiltrácie a ostatné metódy považujeme za nadbytočné.
Na odstránenie koliformných baktérií a Escherichia coli zo studne pre celý dom či byt:
(Montáž na tzv. pätu domu)
Ultrafiltrácia pre kuchyňu:
Zaujíma ma ponuka ultrafiltrácií
Pripravil:
RNDr. Jiří Polman CSc., konateľ
Literatúra:
- LeChevallier et al. Applied and Environ. Microbiology 1988(54) 2623-2630
- Alberts et al. Molecular Biology of the Cell
