Voda a zdraví Doc. Ing. Martin Krsek, CSc RNDr. Danuše Lefnerová, Ph.D Voda a zdraví ØZákon č. 258/2000 Sb. o ochraně veřejného zdraví stanovuje:“ Pitnou vodou je veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření, přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství, voda, která je určena k péči o tělo, k čistění předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem, a k dalším účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob jejího dodávání“. Voda a zdraví ØFunkce vody v těle: ØTransport (přenos živin, odpadních látek, tepla, elektrolytů, hormonů) ØPomoc při termoregulaci ØPůsobí jako rozpouštědlo a vhodné prostředí pro chemické reakce probíhající v organismu ØChrání okolí kloubů, míchu a mozek ØObklopuje plod jako plodová voda ØPodílí se na udržování homeostázy a zajišťuje tak fyzikálně a chemicky stálé vnitřní prostředí těla Ø Voda a zdraví ØPotřeba tekutin: Velmi individuální, nedá se paušalizovat. Záleží na mnoha faktorech – věku, pohlaví, hmotnosti, okolní teplotě a vlhkosti vzduchu, zdravotním stavu, potravě, na povaze tělesné aktivity ØPo narození tvoří voda 75% tělesné hmotnosti, u dospělých osob 60% a ve stáří 50% tělesné hmotnosti ØPotřeba vody je zčásti kryta jejím přirozeným obsahem v potravinách, který se pohybuje v rozmezí 20-30% (velmi tučné výrobky) a velmi často mezi 80 – 90% (ovoce, zelenina, polévky,omáčky. Ø Voda a zdraví ØOxidačním metabolismem organických makronutrientů vzniká v těle člověka 300 ml vody denně. ØNezbytný příjem vody se u dospělého člověka středního věku pohybuje v průměru 2,5 l denně ( 1,5 litru ve formě nápojů a 500-700ml z běžné stravy). 35 ml – 40 ml na kg tělesné hmotnosti bez ohledu na klimatické podmínky ØDěti se dehydratují rychleji, proto by měly i víc přijímat – školáci o polovinu víc ke své hmotnosti než je dávka pro dospělého. ØVýdej a příjem vody by měl být vždy v rovnováze Ø Ø Ø Voda a zdraví ØNedostatek vody v organismu (dehydratace) – bolesti hlavy, únava, malátnost, pokles fyzické a duševní výkonnosti včetně poklesu koncentrace, u dětí snížení schopnosti soustředění. ØDlouhodobý nedostatek tekutin – poruchy funkce ledvin, vznik ledvinových a močových kamenů, riziko vzniku infekce močových cest atd. Biologická (biogenní) hodnota pitné vody ØPitná voda musí být zdravotně nezávadná s vyhovující biologickou hodnotou. ØMinerální látky obsažené v pitné vodě jsou obvykle v iontové formě, dokonale rozpuštěné a jsou proto lehce resorbovatelné a pro organismus lépe využitelné. ØVoda je důležitý zdroj v celkové potřebě minerálů ( fluor- ve formě fluoridových aniontů, jod, sodík, draslík, vzájemný poměr vápníku a hořčíku, selen, zinek a další makro i mikro prvky. Pásmo hygienické ochrany ØPři stanovení se přihlíží: ØKe geologickému složení půdy, její propustnosti ØKe svažitosti pozemku v okolí zdroje ØK vydatnosti zdroje ØK průmyslové činnosti ØK zemědělské činnosti ØK dopravě v okolí Zdravotní zabezpečení pitné vody Ø ØPovrchové zdroje : podzemní zdroje 1:1 ØPodezření, nebo zjištění, že voda ve zdroji je závadná: ØOdstraní se zdroj znečistění, provedou se stavební úpravy, obnoví se pásmo hygienické ochrany ØU kopaných studní se mechanicky očistí vnitřní stěny pláště studny, voda se vyčerpá, dno se vyčistí od kalu ØProvede se jednorázová desinfekce Multibariérový přístup ØPro zajištění mikrobiologické nezávadnosti vody je nutné uplatňovat: Ø Ø1. bariéra – důsledná ochrana zdroje surové vody (funkční ochranné pásmo) Ø2. bariéra - použití takové technologie úpravy vody, Økterá odpovídá kvalitě surové vody Ø3.bariéra – ochrana vody před sekundární kontaminací během distribuce ke spotřebiteli Ø4.bariéra – vnitřní vodovod (domovní rozvod vody) – provedení z hygienicky nezávadných materiálů Mikrobi přenášeni vodou ØPodmínka: Vylučování původce exkrementy (lidí i zvířat) a možnost nové infekce alimentární cestou ØViry: ØRotaviry - průjmová onemocnění ØPolioviry - původci poliomyelitis ØRNA viry - hepatitida A , E Ø Mikrobi přenášeni vodou ØViry: ØNorovirus – původně označovaný jako Norwalkský virus ØRNA virus ØZpůsobuje epidemickou akutní gastroenteritidu ØOnemocnění z vody, potravin, ale i přenos přímým kontaktem ØPříznaky onemocnění – nausea, zvracení, průjem a břišní křeče, případně mírná horečka, zimnice, bolest svalů a hlavy, únava ØPřenáší se také fekálně orální cestou Mikrobi přenášeni vodou ØGram negativní fakultativně anaerobní tyčinky: ØEscherichia coli, Klebsiella spp,Citrobacter spp.Salmonella typhi, Salmonella paratyphi – možný přenos vodou ØShigella sonei, Shigella flexneri – bacilární dyzenterie ØYersinia enterocolytica – průjmová onemocnění u dětí ØSerratia marcescens – infekce urogenitálního a dýchacího traktu ØProteus mirabilis, Proteus vulgaris – infekce urogeni- Øtálního traktu, gastroenteritidy u kojenců Ø Mikrobi přenášeni vodou l ØGram negativní aerobní tyčinky a koky: ØKlebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa – cestou aerosolů. Záněty horních cest dýchacích, plic,urogenitálního traktu ØNeisseria gonorhoae, Treponema pallidum ve vodách nepřežívají, přenos není pravděpodobný ØCampylobacter spp. (mikroaer.)– průjmová onemocnění Ø Ø Mikrobi přenášeni vodou ØLegionella pneumophila (Legionela) – výskyt: teplá a studená voda, povrchová voda, ve vodovodních řádech jako součást biofilmů, na filtrech, v chladících okruzích klimatizačních zařízení. ØPřežívá ve vlhkém prostředí ØŽije a množí se při teplotě 25-50 oC. ØŠíří se vzduchem – vdechnutí aerosolu kontaminované vody – inhalační cesta Mikrobi přenášeni vodou ØInfekce dýchacích cest, zápal plic (legionářská nemoc) ØLeptospiróza – horečnaté bakteriální onemocnění, jedná se o zoonotické onemocnění způsobené spirochétami rodu Leptospira ØZpůsob nakažení lidí je kontakt poranění kůže, očí nebo sliznic s vodou znečistěnou močí nakaženého zvířete ØJedná se tedy o antropozoonozu – přenos se zvířete na člověka (potkani, myši, dobytek) ØPříznaky – vysoká horečka, zimnice, třasavka, kruté bolesti hlavy a svalů, bolesti břicha,nevolnost, zvracení Mikrobi přenášeni vodou ØPlísně a kvasinky – osidlují vodovodní řády, pračky vzduchu, klimatizaci Prvoci ØCryptosporidium – prvok – výskyt v povrchových vodách. ØMůže pronikat i do pitné vody – chemická desinfekce proti oocystám je neúčinná. Způsobuje průjmovité onemocnění – kryptosporidioza.Epidemie v USA- 400 000 nemocných ØGiardia intestinalis – lamblia lidská – prvok způsobuje průjmovité onemocnění – giardioza ØCesta kudy může vstoupit infekční zárodek do organismu a způsobit nákazu není je zažívací trakt, ale i dýchací cesty, kožní oděrky a poranění. Zdravotní hledisko ØCesta inhalační a dermální – může být rizikovější než cesta orální – látky mohou po vstupu do organismu působit na cílové orgány ještě před biotransformací v játrech. ØExtraintestinální a intestiální onemocnění – nákazy mimostřevní a střevní Desinfekce pitné vody ØChloramin – 2-3 g/ m vody, oxid choričitý, Sagen, Savo, plynný chlor, ozon, UV záření, filtrace ØPomoci převaření: Vodu uvedeme do varu, bublá celá její hladina ( teplota 100 C), necháme 10 min. stát a přirozeně chladnout – nedáváme do ní led . Voda není sterilní. Sterilita – sterilizace v autoklávu. Užitková voda ØJe hygienicky nezávadná voda, která se nepoužívá jako pitná voda a na vaření, ale jen na mytí, koupání a pro výrobní účely. ØTeplá voda v domácnostech se podle zákona o veřejném zdraví vyrábí z pitné vody, ale za pitnou se nepovažuje. ØPrůmyslová voda ØTechnologická voda ØVoda pro závlahy Tvrdost vody a kardiovaskulární onemocnění ØTvrdost vody – tvořena především uhličitanem vápenatým a hořečnatým ØPreventivní působení proti rozvoji srdečně cévních chorob. Pitná voda a nádorová onemocnění ØDesinfekce vody chlorováním – vznikají při zvýšeném výskytu organických látek ve vodě nízkomolekulární látky jako např. chloroform, chlorbenzen, heptachlor a celá řada dalších chlorovaných sloučenin u nichž byla prokázána genotoxická aktivita. ØRozsáhlé finské studie ukazují souvislost mezi pitím chlorované pitné vody a výskytem nádorů močového měchýře, konečníku ,ledvin. Prokázány také nepříznivé účinky na reprodukci. ØArsen v pitné vodě – expozice je spojena s výskytem různých kožních lezí (pigmentace, keratozy, kožní nádory i zhoubné.Arsenitany vykazují vysokou embryotoxicitu. Pitná voda a nádorová onemocnění ØDusičnany:Neexistuje jednoznačný epidemiologický důkaz, že by lidé konzumující pitnou vodu se zvýšeným obsahem dusičnanů byli vystaveni zvýšenému riziku rakoviny. Jen jedna ze tří britských studií odhalila vztah mezi úmrtností na rakovinu žaludku a obsahem dusičnanů ve vodě. Zatím jsou výsledky rozporné ØVýznamější by mohla být methemoglobinemie -zvláště u kojenců. ØRadionuklidy:Pro pitnou vodu mají význam především přírodní radionuklidy. Obecně se předpokládá, že požití radonu v pitné vodě není spojeno s žádným významným rizikem rakoviny. Pitná voda a nádorová onemocnění Ø ØFluoridy: Od fluoridace pitné vody za účelem prevence zubního kazu bylo v ČR ustoupeno. Ekologické studie vliv fluoridů na rakovinu nepotvrdily. ØPrůmyslově vyráběné organické látky: Např chlorfenoly, trichlorethylen, těkavé organické látky. Nejčastěji se ve studiích, vedle postižení imunitního systému, objevoval zvýšený výskyt rakoviny močového měchýře. Pitná voda a nádorová onemocnění ØToxiny cyanobakterií (cyanotoxiny):Nejlépe popsaný z cyanotoxinů je mikrocystin. Mohou vyvolat poruchy zažívacího traktu, alergické reakce, onemocnění jater, oslabení imunitního systému, respirační a kontaktní dermatitidy, mají embryotoxické a genotoxické účinky ØK přítomnosti sinic v povrchové vodě přispívají především fosforečnany. Balené vody ØPřírodní minerální ØPramenité ØKojenecké ØPitné Ø ØPřírodní minerální:Získávají se z podzemního zdroje, který musí být schválen a pravidelně prověřován ministerstvem zdravotnictví ØMattoni, Magnesia , Poděbradka Ø Balené vody ØPramenité vody (stolní): Pochází z chráněného podzemního zdroje, který nemusí být schválen ministerstvem zdravotnictví. Nesmí být upravována žádným způsobem, který by změnil charakteristické složení ØToma natura, Bonaqua ØKojenecké vody: Pochází z chráněného podzemního zdroje, platí na ně přísnější požadavky ØHorský pramen ØPitné vody: Nemusí pocházet z podzemního zdroje,může Øbýt stáčena i z veřejného vodovodu, kvalita je srovnatelná s kvalitou pitné vody z vodovodu ØSpar, Tesco Balené vody ØMinerální vody organismu prospívají hlavně v horku, při těžké práci a intenzivním sportu ØTěhotné a kojící ženy by si měly vybírat ty s vyšším obsahem draslíku a vápníku ØObsah sodíku by si měli hlídat hlavně kardiaci ØPokud by člověk pil výhradně minerální vody, dostávalo by se do jeho těla příliš solí, hlavně sodíku. ØLidem kteří jsou dušní a trpí otoky se nedoporučují minerálky vůbec, výjímečně by je měli pít ti, kteří mají sklon ke vzniku ledvinových kamenů. Uměle dodávaný oxid uhličitý nepřináší organismi nic, co by bylo k užitku. Plyn v zažívacím ústrojí také přispívá k nadýmání a říhání. Oxid uhličitý je odpadní produkt, kterého se naše tělo musí vlastně neustále zbavovat. Zdravotní rizika- demineralizovaná voda ØDemineralizovaná voda – nemá charakter pitné vody a její pravidelnou konzumaci ve větším množství nutno považovat za zdravotně rizikovou ØNutno odmítnout zařízení na bázi destilace nebo deionizace jako koncový stupeň úpravy pitné vody ØPrakticky nulový příjem vápníku a hořčíku vodou ØSnížený příjem některých esenciálních prvků a mikroprvků ØVysoké ztráty vápníku, hořčíku a jiných esenciálních prvků z potravin vařených v demineralizované vodě Voda a zdraví ØVyhláška, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a rozsah kontroly pitné vody ØNyní platná vyhláška: č.83/ 2014 Sb. ØMezní hodnota (MH): Ø Překročení obvykle nepředstavuje akutní zdravotní riziko.Není-li u ukazatele uvedeno jinak, jedná se o horní hranici rozmezí přípustných hodnot Ø Nejvyšší mezní hodnota (NMH): Ø Hodnota zdravotně závažného ukazatele jakosti pitné vody, v důsledku jehož překročení je vyloučeno použití vody jako pitné, neurčí-li orgán ochrany veřejného zdraví na základě zákona jinak. Bakteriologický nález ØKoliformní bakterie – indikátory fekálního znečistění – Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Citrobacter spp., Klebsiella spp ØTermotolerantní koliformní bakterie – 430 C ØEnterokoky - indikátory fekálního znečistění ØMezofilní bakterie – inkubační teplota 360 C –indikátory obecného znečistění ØPsychrofilní bakterie – inkubační teplota 220 C – indikátory obecného znečistění ØClostridium perfringens ØEscherichia coli Ø ØOrganoleptické hodnocení: teplota, barva, zákal, chuť, pach Mikrobiologický rozbor vody Stanoveni indikátorů obecného znečištění Pitná voda Povrchová voda 1 ml vody plus 15 ml GTK agar Kultivace při 220 C psychrofilové 360C mezofilové 1 ml 1 ml 1 ml Fyzikálně – chemický nález ØpH ØAlkalita ØTvrdost celková ØDusitany ØDusičnany ØChloridy ØSírany ØFosforečnany ØOxidovatelnost ØAmoniak ØVápník ØHořčík ØŽelezo ØKadmium ØTrihalomethany ØPAU • Jestliže studna nebyla delší dobu používána (např. v zimním období), je nutno před odběrem vzorku studnu řádně odčerpat (minimálně dokonale propláchnout potrubí ze studny k odběrovému místu).Vyčerpá-li se studna do dna, nechá se voda nastoupat a pak se teprve odebere vzorek vody. • Vzorek vody se odebírá z místa, odkud se voda běžně používá (z rozvodu, z kohoutku, z pumpy apod.). Vzorek nelze odebírat přes hadice používané na zalévání a kropení. • Před vlastním odběrem se voda se nechá 1-5 minut stejnoměrně odtékat (dle délky potrubí) a potom se plní vzorkovnice způsobem popsaným níže. Vzorkovnice se drží tak, aby se případná nečistota z rukou nedostala do vzorkovnice. • Vzorky je nutno po odběru ihned dopravit do laboratoře.Jinak musí být skladovány v chladničce při teplotě 2-50 C, analýza započata nejpozději 24 hod. po odběru. Odběr vzorku pro chemický rozbor:  Vzorek se odebírá do čistých polyethylenových vzorkovnic (poskytuje výhradně laboratoř). Při odběru se vzorkovnice včetně uzávěru třikrát vypláchne odebíranou vodou a potom se naplní až po okraj. Odběr vzorku pro bakteriologický rozbor:  Vzorek se odebírá pouze do skleněných vzorkovnic (sterilní) s hliníkovou fólií. Vzorkovnice se otevře až těsně před odběrem. Vzorkovnice se nevyplachuje a plní se tak, aby mezi hladinou a zátkou zůstalo asi 2 cm vzduchu. Po uzavření vzorkovnice se hrdlo se zátkou opět překryje hliníkovou fólií. Postup odběru vzorku vody Protokol vyšetření vzorku vody Protokol vyšetření vzorku vody Odpadní vody Starověké Řecko, Řím – první kanalizační soustavy, odpadní vody svedeny do řek, nebo vsakovány . • Středověk – velký úpadek. • 18.století – výstavba kanalizačních systémů (odkanalizování armádních objektů), později církevních a veřejných staveb). • Konec 19.století – stokové soustavy ve většině evropských měst. • 1865 – Anglie - vznik „Royal Commission on River Pollution“. • 1860 – První kanalizační ČOV – splaškové farmy. • 1880 – První sedimentační čistírny. • 1900 – První biofiltry s přerušovanou činností. • 1910 – USA – pokusné provzdušňování splašků • 1912 – Anglie – Vynález aktivačního systému Odpadní vody • Ochrana vodních toků je zaměřena především na zajištění požadované jakosti odpadních vod na odtoku z ČOV (čistírna odpadních vod). • Typické příznaky obsahu odpadních vod v tocích (zápach, kal, nedostatek kyslíku) způsobené organickými látkami v evropských poměrech prakticky odstraněny. • Nové problémy při čištění: dusík, fosfor, mikroznečištění, léčiva. • Zákon č. 254/2001 Sb. o vodách - definuje pojem odpadní vody. • Zákon č.274/2001 Sb. o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu ve znění zákona 76/2006 Sb. • Nařízení vlády 61/2003 Sb. ve zněmí 229/2007 Sb. A 23/2011 Sb. o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod, náležitostech k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech. • Zákon č. 185/2001 Sb. o odpadech - určuje nakládání s odpady z ČOV (kaly, shrabky, písek, půda z kořenových polí apod.) Odpadní vody Základní metody čištění odpadních vod • Mechanické. • Fyzikálně chemické. • Biologické. • V praxi je používána většinou kombinace všech tří postupů. Rozdělení odpadních vod • Odpadní vody splaškové. • Odpadní vody průmyslové. • Odpadní vody srážkové (dešťové). Odpadní vody Schéma čistírny odpadní vody Odpadní vody ČOV Odpadní voda jde nejprve na lapák štěrku. Dalším stupněm jsou česle - odstranění hrubých plovoucích nečistot (ochrana dalších částí čističky) - skládka, kompostování, spalování. Následuje lapák písku Posledním zařízením pro mechanické čištění je usazovací nádrž - gravitační separaci suspendovaných látek Vzniká primární kal zpracováván v kalovém hosdářství. Odpadní vody ČOV BIOLOGICKÉ ČIŠTĚNÍ (SEKUNDÁRNÍ) - aktivační linka - dosazovací nádrž Aktivační nádrž - mikroorganismy v (an)aerobních podmínkách rozkládají organické látky -biologická oxidace organického substrátu, amoniakálního dusíku, nitrifikace, denitrifikace, biologický rozklad fosforu, nebo jeho chemické srážení. Dosazovací nádrže - slouží k separaci aktivovaného kalu od vyčištěné vody Odpadní vody ČOV Technologie zpracování kalu 1. Zahuštění 2. Stabilizace 3. Odvodnění 4. Hygienizace • Stabilizace kalu - redukce odbouratelné organické hmoty (mikrobi v aerobních nebo anaerobních podmínkách) a destrukce patogenních mikroorganizmů, • Totální rozklad a jiné metody stabilizace kalu: - sušení při nízkých teplotách, - sušení při vysokých teplotách (105 °C), - totální rozklad kyslíkem při teplotách 160 °C, - spalování kalu spolu s jiným palivem v elektrárnách nebo cementárnách. Odpadní vody ČOV Hygienizace kalu - tepelné zpracování kalu při vysokých teplotách - pasterace kalu - chemická úprava kalu – vápnění - anaerobní termofilní metody zpracování - kompostování - speciální metody: ionizující záření, ozón, rozklad Odpadní vody ČOV • Kategorie I - kaly je možno obecně aplikovat na půdy využívané v zemědělství Kategorie II – kaly je možno aplikovat na zemědělské půdy určené k pěstování technických plodin a na půdy, na kterých se nejméně 3 roky po použití čistírenských kalů nebude pěstovat polní zelenina a intenzivně plodící ovocná výsadba, - Mezní hodnoty koncentrací vybraných rizikových látek a prvků v kalech pro jejich použití na zemědělské půdě Odpadní vody ČOV Odpady a zdraví Odpady a zdraví ØOdpad je každá movitá věc, které se osoba zbavuje, nebo má úmysl nebo povinnost se jí zbavit, a přísluší do některé ze skupin odpadů uvedených v katalogu odpadů (cit zák.185/2001 Sb.) ØDruhy podle produkce: ØKomunální- směsný – vznikající při činnosti fyzických osob, nebezpečná léčiva, plechovky od barev a ředidel atd. ØZemědělský – odpady rostlinné a živočišné výroby ( moč, hnůj), agrochemické (hnojiva) ØPrůmyslový – z průmyslových činností Ø Odpady a zdraví ØPodle složení: ØInertní – nepodléhá biologickému rozkladu – nehnije. Odpady ze staveb, sklo, nemá nebezpečné vlastnosti ØBiologický – je schopen aerobního i anaerobního rozkladu. Potraviny, papír, ze zeleně.Přeměna za vzniku humusových látek- lze jej kompostovat ØToxický, radioaktivní – jaderný odpad, vybité baterie, léky, oleje ØNemocniční – části lidských těl, infekční odpady, jehly, plasma, cytostatika Odpady a zdraví ØZákladní kategorie odpadů ze zdravotnických zařízení Øspecifický pro zdravotnická zařízení lOstré předměty lPatologický a biologicky kontaminovaný odpad lVyřazené chemikálie, léky Ønespecifický lOstatní odpady vyžadující nebo nevyžadující zabezpečení proti šíření infekcí Ø ØExpozice: ØPrašnost ØKontaktní ØZprostředkované ( kontaminace vody, půdy, potravních řetězců, hmyz, hlodavci ) Odpady a zdraví Odpady a zdraví ØRizikové faktory odpadu: ØDráždění, toxický dým ØNákazy parazitární ( helmintózy, améby, cerkárie (larvární vývojové stadium motolic, opouští plže a hledá hostitele – člověka) ØZoonózy ØHepatitis, AIDS ØOtravy Odpady a zdraví ØOpatření: ØMinimalizace množství ( recyklace, uvážlivé užívání jednorázových obalů) ØVýběr vhodných lokalit a zabezpečení skládek ØSeparace toxických, infekčních, radioaktivních odpadů ØVýchova obyvatelstva Odpady a zdraví ØLikvidace odpadů: ØSkládky ØKompostování ØSpalování ØChemická destrukce ØÚložiště ØZkrmování ØRecyklace tříděného odpadu(sklo, papír, plasty, kovy)