Inhibítory korózie na báze fosforečnanov a hygienické kritéria na ich aplikáciu do rozvodov pitnej vody.
Zuzana Bratská, Ing., RÚVZ so sídlom v Košiciach, Ipeľská 1, 040 11 Košice, ke.bratska@uvzsr.sk
Problematikou ochrany rozvodného potrubia pre pitnú vodu sa zaoberajú príslušné technické normy. Životnosť potrubia sa zabezpečuje nielen ochranou vnútorného povrchu potrubia, ale aj jeho vonkajšou ochranou. Na ochranu vnútorného povrchu sa vo vodárenstve využíva najmä dávkovanie chemikálií, a to najčastejšie na báze fosforečnanov. Posudzovanie vhodnosti ich použitia do rozvodov pitnej vody
z hľadiska ochrany verejného zdravia spadá do pôsobnosti orgánov verejného zdravotníctva, a to podľa § 13 ods.4 písm. e. zák. NR SR č.355/2007 o ochrane, podpore a rozvoji verejného zdravia a o zmene a doplnení niektorých zákonov.
V súčasnosti sa neustále zvyšujú požiadavky na komfort života, s čím súvisí aj okamžitá a nepretržitá dodávka vody v požadovanej kvalite pre domácnosti, podniky, priemysel a pod. Korózia a inkrustácia potrubných rozvodov môže vážne ohroziť dodávku vody a tiež aj jej kvalitu. Korozívne sedimenty zhoršujú chemické a senzorické vlastnosti vody, čo býva často príčinou sťažností spotrebiteľov.
- mechanická filtrácia - používajú sa hlavne jemné filtre na zabránenie vnikaniu častíc, hrdze, alebo ďalších nečistôt, ktoré v ležatých potrubných systémoch môžu spôsobiť bodovú koróziu,
- elektrolytické procesy - využívajú sa s pôsobením vonkajšieho prúdu alebo bez neho. Ide tu o používanie horčíkovej anódy v galvanickom článku (bez vonkajšieho prúdu) alebo hliníkovej anódy za pôsobenie vonkajšieho prúdu, kedy nastáva ich rozpúšťanie,
- neutralizácia - zvyšovaním tvrdosti vody, kedy voda prechádza cez vrstvu vápnika a horčíka, prípadne uhličitanu horečnatého, čím sa znižuje agresivita vody a zvyšuje sa tvrdosť a pH,
- reverzná osmóza - znižuje množstvo látok rozpustených vo vode pomocou polo priepustných alebo osmotických membrán. Týmto procesom je možné získať až kvalitu destilovanej vody, čo z hľadiska ochrany zdravia spotrebiteľa pri dlhodobej konzumácií môže spôsobiť určité zdravotné problémy (vplyv na črevnú sliznicu, lámavosť nechtov, tik očných viečok a pod.),
- dávkovanie chemikálií pomocou dávkovacích zariadení - pri tomto procese je treba okrem iného kontrolovať dobu zdržania vody v potrubnom systéme za účelom zabezpečenia účinnosti zvoleného procesu.
V súvislosti s pomerne častým používaním inhibítorov korózie na báze (poly) fosforečnanov vo vodárenstve otvára sa otázka ich limitnej hodnoty. Vzhľadom na ich zdravotný význam (nemajú toxikologický účinok) táto hodnota už praktický 20 rokov nebola ustanovená normami a právnymi predpismi upravujúcimi kritéria pre vodu určenú na ľudskú spotrebu. Posledná norma pre pitnú vodu, ktorá limitnú hodnotu pre fosforečnany určovala bola ČSN 83 0611 a fosforečnany podľa tejto normy patrili do tzv. stanovených chemických ukazovateľov s limitom "najviac 1 mg/l PO4-3". Boli definované ako indikátor znečistenia zdrojov podzemných vôd alebo upravovaných povrchových vôd a ich pozitívny nález nadobúdal indikačné hodnoty najmä v súvislosti s mikrobiologickým znečistením.
Fosfor je esenciálny biogénny prvok potrebný na existenciu všetkých živých organizmov. Vo vodárenských zdrojoch je jeho prítomnosť ako eutrofizačného faktoru nežiaduca, nakoľko vedie k nadmernej produkcii organickej hmoty. Jeho podiel na telesnej hmotnosti živých organizmov predstavuje 1 %, pričom z toho 80 až 90 % je uložených v kostiach. Telo dospelého človeka obsahuje asi 700 g fosforu.
Fosfor sa vstrebáva v tenkom čreve vo forme fosfátov difúziou a aktívnym transportom. Spolu s vápnikom sa uplatňuje predovšetkým pri tvorbe kostí. Zohráva významnú úlohu v metabolizme bielkovín, tukov, cukrov, tvorbe vitamínov skupiny B a podieľa sa na prenose energie. Metabolizmus fosforu je úzko spätý s činnosťou rastového hormónu. Na tento fakt poukazuje aj skutočnosť, že rastúce deti majú obyčajne zvýšenú hladinu fosforu v krvi, čo si vyžaduje zvýšený príjem vápnika. Tiež vyššiu potrebu fosforu majú gravidné a kojace ženy.
Jeho nedostatok sa praktický v organizme neprejavuje, nakoľko je dostatočne zastúpený v potrave (celozrnné výrobky, olejniny, potraviny živočíšneho pôvodu, kvasnice, nápoje a pod.). Jeho akútny nedostatok sa môže prejaviť v sére, a to pri nadmernom príjme cukrov a niektorých tukov v potrave, avšak sa vyrovnáva z kostrových zásob. Nedostatok fosforu spôsobuje zvýšené vylučovanie vápnika močom, čoho dôsledkom je odvápňovanie kostí. S nízkym príjmom fosforu a vápnika sú dávané do súvisu degeneratívne zmeny kĺbov, kĺbových chrupaviek, tiež kostí.
Pri jeho dlhodobom nadbytku dochádza k tzv. fibróznej degenerácií kostí (osteodistrofii), a to predovšetkým pri nesprávnom pomere vápnika a horčíka. Vzniká predovšetkým ako dôsledok vegánských diét.
Je treba zdôrazniť, že prípravky na báze (poly) fosforečnanov sa používajú na ochranu liatinového alebo kovového vodovodného potrubia pred koróziou a na zníženie sekundárneho "zaželezovania" pitnej vody, niekedy aj ako prevencia proti vzniku vodného kameňa.
Vo vodárenstve sa používajú najmä na:
a) úpravu teplej úžitkovej vody
b) na úpravu pitnej vody
ad a)
Proti aplikácii (poly) fosforečnanov do teplej úžitkovej vody z hľadiska hygienického neboli v minulosti zásadné námietky.
Poznatky v uvedenej oblasti sa neustále doplňujú a zistilo sa, že pridávaním fosforu do vody dochádza k prísunu dôležitého nutričného zdroja pre niektoré baktérie vo vode, čo môže zapríčiniť ich nežiaduci rozvoj. Ide tu najmä o riziko množenia legionel, mykobaktérií a pod. v koncových systémoch teplej úžitkovej vody.
Rovnako môže byť ovplyvnená tvorba tzv. biofilmov v potrubí, pričom sa z nich môžu niektoré druhy mikroorganizmov občas uvoľňovať do vody. V nadväznosti na to vyššia spotreba dezinfekčných prostriedkov môže byť príčinou tvorby pachotvorných látok, ako aj vedľajších produktov dezinfekcie.
ad b)
Používanie prípravkov na báze (poly)fosforečnanov na úpravu pitnej vody nie je v zásade z hľadiska toxikologického rizikové, napriek tomu je treba ich pridávanie do pitnej vody považovať za nežiaduce z týchto dôvodov:
- riziko tvorby biofilmov v potrubí a s ním spojené možné pomnožovanie niektorých druhov zdravotne významných mikroorganizmov vo vode,
- ide o cudzorodú látku v pitnej vode,
- prítomnosť (poly)fosforečnanov znižuje vstrebávanie vápnika, prípadne horčíka v zažívacom trakte, čiže dochádza ku podobnému efektu ako pri zmäkčovaní vody, čo je treba pri trvalej expozícii hodnotiť ako zdravotne nežiaduce,
- pretože väčšinou sa tieto prípravky využívajú ako vodné soli, dochádza zároveň ku zvyšovaniu nežiaduceho sodíka v pitnej vode.
Súhrn problematiky:
- Dávkovanie prípravkov na báze (poly)fosforečnanov do pitnej alebo teplej úžitkovej vody by malo byť povolené len tam, kde existujú spotrebiteľom vnímané problémy s kvalitou vody, nie však preventívne!
- Pri povolení dávkovania týchto prípravkov do systému teplej úžitkovej vody je treba priamo u spotrebiteľa kontrolovať kvalitu vody na prítomnosť vybraných mikroorganizmov (napr. legionely, mykobaktérie a pod. - pozri vyššie) ako aj kontrolovať rozvoj biofilmu v potrubí.
- Dávkovanie uvedených prípravkov do pitnej vody je treba považovať zo zdravotného hľadiska za nežiaduce a malo by byť povolené z hľadiska pôsobnosti orgánov verejného zdravia len výnimočne v odôvodnených prípadoch. Tu je treba
zdôrazniť, že napr. samotné prekročenie limitnej koncentrácie Fe (nad 0,2 mg/l), pokiaľ táto nespôsobuje zmeny farby alebo chuti vody, ani preventívna aplikácia prípravku z dôvodu zabraňovania usadzovania vodného kameňa sa nemôže považovať za výnimočne odôvodniteľný prípad. Vzniku vápenatých inkrustácií je možné do značnej miery predchádzať stabilizáciou vody - dosiahnutím vápenato-uhličitanovej rovnováhy ešte na úpravni vody. Využívanie týchto
prípravkov je však možné povoliť len na časovo obmedzenú dobu, a to do doby realizácie zo zdravotného hľadiska vhodných opatrení napr. úprava vnútorného povrchu rozvodného potrubia materiálom vhodným pre styk s pitnou vodou, prípadne výmena potrubia.
- Neopomenuteľná je v tomto prípade aj problematika eutrofizácie toku resp. nádrže kam bude odpadová voda vypúšťaná, čo si vyžaduje prerokovanie zámeru využívania prípravkov na báze fosforečnanov s vodohospodárskym orgánom.
Poznamenávam, že v SR problematika hygienických kritérií pre limitnú koncentráciu fosfátov v pitnej vode nie je upravená osobitným predpisom.
Ide najmä o skutočnosť, že neboli zistené jeho toxikologické vlastností. Fosfor je esenciálny biogénny prvok potrebný pre život všetkých živých organizmov. V čistých vodách a hlavne vo vodárenských nádržiach je jeho prítomnosť ako eutrofizačného faktoru nežiaduca, pretože podporuje produkciu organickej hmoty čím môže dôjsť ku zhoršovaniu kvality surovej vody určenej na úpravu pitnej vody. Na druhej strane je fosfor prvkom limitujúcim primárnu produkciu, t. j. rast a množenie organizmov vo vode, čo je z hľadiska dobrej kvality surovej vody významné, najmä u povrchových zdrojov. Hlavnou formou výskytu fosforu vo vodách sú ortofosforečnany, ktoré sa sem dostávajú z bodových (splaškové ČOV) a plošných (hnojenie polí) zdrojov. Na základe dlhoročných skúseností sa v zdrojoch pre hromadné zásobovanie pitnou vodou nevyskytovala koncentrácia fosforu resp. fosforečnanov v hodnotách vyšších ako 0,1 mg/l. V tejto súvislosti poznamenávam, že citlivosť laboratórnej metodiky spektrofotometrickou metódou je 0,0296 mg/l čo je tzv. detekčný limit. Tieto laboratórne stanovenia sa však v súčasnosti vzhľadom na výsledky zdravotných štúdií rutinne nevykonávajú (robia sa len v osobitných prípadoch v prípade havarijných stavov resp. pri aplikácií inhibítorov korózie na báze fosforečnanov do potrubia). Tu treba zdôrazniť, že v záujme ochrany verejného zdravia aplikácia takýchto prípravkov sa do pitnej vody neodporúča z hore uvedených dôvodov.