Biofilm w systemach dystrybucji wody - tworzenie i skład
Biofilm w systemach dystrybucji wody formuje się na wewnętrznych powierzchniach rur i zaworów, w zbiornikach oraz innych elementach kontaktujących się bezpośrednio z wodą. Proces formowania rozpoczyna się od adsorpcji pojedynczych mikroorganizmów na powierzchni, a następnie dochodzi do uwalniania przez te mikroorganizmy substancji lepkich (polisacharydów, białek), co prowadzi do wytworzenia struktury o trójwymiarowym charakterze.
Biofilm w systemach dystrybucji wody składa się głównie z bakterii, ale może także zawierać glony, grzyby, pierwotniaki, larwy, nicienie, czy małe skorupiaki. Organizmy te tworzą skomplikowaną ekosystemową sieć, nazywaną również błoną biologiczną, która chroni je przed niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi, a także przed działaniem środków dezynfekcyjnych.
Tempo rozwoju biofilmu zależy od wielu czynników. Kluczowe znaczenie mają tutaj:
- jakość wody dostarczanej do wodociągu (jej skład mikrobiologiczny i zawartość związków biogennych),
- stężenie i rodzaj używanego środka dezynfekcyjnego,
- temperatura wody
- warunki hydrodynamiczne panujące w instalacji.
Wpływ biofilmu na jakość wody
Obecność biofilmu w sieciach dystrybucji wody może skutkować jego niekorzystnym wpływem na jakość wody. Biofilm jest rezerwuarem mikroorganizmów, które mogą być potencjalnie szkodliwe dla zdrowia, m.in. wirusów jelitowych (np.: adenowirusów, rotawirusów, norowirusów), bakterii (np. Escherichia coli, Campylobacter spp, Legionella spp., Pseudomonas aeruginosa, pasożytniczych pierwotniaków, takich jak np. Cryptosporidium parvum) oraz grzybów (z rodzaju: Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Acremonium).
Występowanie biofilmów w systemach wodociągowych prowadzi również do modyfikacji właściwości fizykochemicznych wody. Mikroorganizmy uwalniają różnorodne substancje metaboliczne, co skutkuje pogorszeniem smaku, zapachu, barwy oraz zmętnieniem wody. Biofilm może działać jako katalizator reakcji chemicznych, które przyspieszają korozję rur i innych elementów infrastruktury wodociągowej.
Monitorowanie i zwalczanie biofilmu w systemach dystrybucji wody
Istnieje kilka sposobów na zapobieganie powstawaniu biofilmu i jego redukcję. Jednym z nich jest dezynfekcja wody, którą można przeprowadzić przy zastosowaniu różnych środków i metod (chlorowanie, ozonowanie, dezynfekcja termiczna, promieniowanie UV, filtracja). Nie wszystkie metody dezynfekcji są tak samo skuteczne i możliwe do zastosowania w określonych warunkach. Warstwy zanieczyszczeń biologicznych można usuwać również mechanicznie poprzez płukanie rur, szczotkowanie czy skrobanie. Bardzo istotne jest także utrzymanie odpowiedniego ciśnienia wody, ponieważ jej stagnacja w sieci sprzyja tworzeniu się błon biologicznych.
Ważnym sposobem na ograniczenie formowania biofilmów jest odpowiedni wybór i modyfikowanie powierzchni materiałów technicznych. Dzięki temu osiąga się nie tylko większą trwałość i odporność na procesy korozyjne, lecz także tworzy się "powierzchnie antybiofilmowe". Powierzchnie „antybiofilmowe” to specjalnie zaprojektowane lub zmodyfikowane powierzchnie, na których rozwój błony biologicznej jest ograniczony. Efekt ten osiąga się m.in. poprzez zmiany chemiczne powierzchni czy zastosowanie powłok antyadhezyjnych.
W celu skutecznego monitorowania jakości wody i zarządzania ryzykiem związanym z biofilmem, konieczne jest regularne kontrolowanie wody poprzez badanie jej fizycznych, chemicznych oraz mikrobiologicznych parametrów. Analiza tych danych pozwala na wczesne wykrywanie potencjalnych problemów związanych z obecnością biofilmu oraz podejmowanie odpowiednich działań zapobiegawczych.
SGS Polska jako lider badań wody w kraju oferuję kompleksową analizę wody przeznaczonej do spożycia. Wszystkich zainteresowanych zapraszamy do kontaktu.
Aleksandra Jabłońska, Environment, Health and Safety Specialist
Literatura:
- BROWARCZYK B., Agnieszka TRUSZ-ZDYBEK A.: Wpływ warunków hydraulicznych i rodzaju materiału na biofilm w sieci wodociągowej, http://www.eko-dok.pl/2015/03.pdf (dostęp 17.08.2023)
- KOŁWZAN B.: Analiza zjawiska biofilmu – warunki jego powstawania i funkcjonowanie, Ochrona Środowiska 2011, vol. 33, nr 4, s. 3-14
- KRĘGIEL D.: Biofilmy w instalacjach wody pitnej -problem do rozwiązania, AGRO technika i technologia w przemyśle spożywczym, https://www.agroindustry.pl/ biofilmy w instalacjach wody pitnej – problem do rozwiązania |agroindustry.pl (dostęp 17.08.2023)
- PARCIAK D., PIETRZYK A.: Wpływ technologii oczyszczania wody na proces kształtowania biofilmu na wybranych materiałach instalacyjnych. Czasopismo inżynierii lądowej, środowiska i architektury 2017. t. XXXIV, z. 64 (2/II/17), s. 131-142
- ŚWIDERSKA-BRÓŻ M.: Skutki obecności biofilmu w systemach dystrybucji wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, Ochrona Środowiska 2012, vol. 34, nr 1, s. 9–14
- ŚWIDERSKA – BRÓŻ M., WOLSKA M.: Ocena wtórnego zanieczyszczenia niestabilnej chemicznie wody w systemie dystrybucji wody, Ochrona Środowiska 2005, vol. 27, Nr 4, s. 35-38
O SGS
Jesteśmy SGS – światowym liderem w dziedzinie badań, inspekcji i certyfikacji, uznawanym za wzorzec w zakresie zrównoważonego rozwoju, jakości i rzetelności. W sieci ponad 2650 oddziałów i laboratoriów zatrudniamy przeszło 98 000 pracowników, którzy poprzez wspólną pracę umożliwiają lepszy, bezpieczniejszy i bardziej połączony świat.
