Wpływ organizmów wodnych na jakość ujmowanej wody pitnej, metody ich unieszkodliwiania i zapobiegania ich rozwojowi

Dodano 03-05-2017 przez Jacek Gąsiorowski

W tym artykule zostanie omówione jaki wpływ mają organizmy żywe na źródła wody, które zasilają stacje uzdatniania wody. Jake oddziaływanie posiadają bakterie na urządzenia i sieci wodociągowe. Budowa bakterii, zostaną też omówione różnego rodzaju metody unieszkodliwiania i sposoby zapobiegania ich rozwojowi.

1. Organizmy uciążliwe dla ujęć wodociągowych.

Od szeregu lat wiele stacji wodociągowych w kraju i na świecie napotyka na kłopoty związane z eksploatacją ujęć wody oraz sieci wodociągowej.
Problemy te są związane, między innymi, z obecnością organizmów występujących w rzekach, zbiornikach zaporowych i jeziorach, stanowiących źródło ujmowanej wody. Reprezentują one różne jednostki systematyczne spośród bakterii, grzybów, roślin i zwierząt.

Najmniejsze i najbardziej rozpowszechnione na kuli ziemskiej są bakterie. Należą one do najniższych organizmów. Wśród nich najliczniejszą grupę stanowią bakterie właściwe. Te, występujące w wodach powierzchniowych i w osadach dennych są mikroorganizmami jednokomórkowymi, zróżnicowanymi pod względem kształtu i wielkości. Wymiary komórek większości bakterii mieszczą się w zakresie od 1 do kilku mikrometrów. Wśród nich wyróżnić można komórki o kształtach kulistych, cylindrycznych, pałeczkowatych prostych lub spiralnie skręconych. Czasami bakterie mogą nawet tworzyć wielokomórkowe nici o długości dochodzącej do 500 µm. Komórka bakteryjna nie zawiera wykształconego jądra. Pod względem chemicznym zawiera 73% – 86% wody, a 42% - 63% suchej masy stanowią białka. W mniejszej ilości zawierają również witaminy, czynniki wzrostowe, cukry, tłuszcze oraz składniki mineralne (związki fosforu, siarki, magnezu, potasu, żelaza, cynku, manganu, kobaltu i molibdenu).

W zależności od sposobu odżywiania, bakterie można zaliczyć do:

autotrofów, czyli organizmów samożywnych, które korzystają z utlenionych związków węgla (CO₂),
heterotrofów, czyli organizmów cudzożywnych, które wymagają obecności zredukowanych form węgla w przyswajalnym pokarmie,
miksotrofów, czyli organizmów jednocześnie samożywnych i cudzożywnych.

Z uwagi na wykorzystanie zasobów wód powierzchniowych i podziemnych do celów zarówno konsumpcyjnych jak i gospodarczych, obecność w nich bakterii heterotroficznych z grupy form chorobotwórczych (np. z rodzaju Salmonella), saprofitycznych (np. promieniowców) oraz chemoautotrofów (np. bakterii żelazowych, siarkowych) jest niepożądana.

W odniesieniu zarówno do wód powierzchniowych jak i podziemnych, niezwykle uciążliwe są promieniowce. Rozkładając wielkocząsteczkowe związki organiczne, wydzielają one do wody nieprzyjemny zapach określany jako ziemisty, stęchły lub pleśniowy. Promieniowce są bardzo elastyczne pod względem przystosowania do warunków środowiskowych. Takie cechy jak brak błony jądrowej, średnica nitek nieprzekraczająca 1,5 µm, obecność rzęsek oraz wrażliwość na czynniki antybakteryjne pozwoliły zaliczyć promieniowce do bakterii, a nie do grzybów nitkowatych. Na ogół rozwijają się one w warunkach tlenowych. W osadach dennych zbiorników wód powierzchniowych ich liczebność jest znacznie większa niż w toni wodnej, stąd nadawany przez promieniowce zapach utrzymuje się zazwyczaj przy dnie zbiornika skąd z prądami wody może unosić się w całej toni wodnej.

W wodach podziemnych najczęściej występują bakterie żelazowe. Można je także spotkać w studniach, przewodach wodociągowych i w złożu filtracyjnym na stacjach uzdatniania wody. Ich obecność w zwiększonych ilościach niekorzystnie wpływa na barwę, smak i zapach wody. Wśród bakterii tego typu można wyróżnić gatunki hetero- i miksotroficzne. Bakterie żelazowe są zdecydowanymi tlenowcami. Rozwijają się w znacznie zróżnicowanych środowiskach: od silnie kwasowego do słabo zasadowego odczynu. Optimum temperaturowe mieści się w zakresie od -5 do +30 °C. Mogą rozwijać się przy różnej zawartości żelaza. Optymalne dla ich rozwoju są stężenia powyżej 1 mg Fe/dm³.

Obok bakterii żelazowych ważną rolę w powstawaniu osadów w sieci wodociągowej oraz w studni odgrywają bakterie manganowe. Przyczyniają się one do wzrostu barwy, mętności wody oraz nadają jej metaliczny posmak. Najpospolitszym gatunkiem jest rodzaj Metallogenium mający zdolność do kumulowania manganu w tworzonej biomasie, czasami wraz z utlenionym żelazem. W zależności od warunków środowiskowych, bakterie manganowe mogą przybierać różne kształty (np. pałeczkowate, siateczkowate) lub stawać się zupełnie bezkształtne. Optymalne pH środowiska wynosi 6,8 – 7,2, a temperatura ok. 28 °C. Są one chemoautotrofami, tlenowcami i posiadają zdolność do utleniania soli manganu II. Większość z nich charakteryzuje się pasożytniczym trybem życia na różnych pro- i eukariotycznych organizmach wodnych. Zakażają również grzyby. Na skutek rozwoju bakterii żelazowych i manganowych można obserwować zmniejszanie się wydajności studni jako wynik kolmatacji.

W przemianach związków siarki w wodach powierzchniowych biorą udział fotosyntetyzujące bakterie siarkowe purpurowe i zielone. W wodach podziemnych, ze względu na brak światła, występują one tylko przypadkowo. Natomiast bakterie siarkowe autotroficzne chemosyntetyzujące oraz miksotroficzne i heterotroficzne nie wymagają dostępu światła. Do bakterii chemosyntetyzujących należą bezbarwne, nitkowate bakterie zwane siarkowodorowymi oraz nie tworzące form nitkowatych bakterie tionowe. Bakterie siarkowodorowe (najpospolitsze: Beggiatoa, Thioploca, Thiothrix) odgrywają ważną rolę w zarastaniu i tworzeniu osadów w rurach wodociągowych i studniach. Utleniają one siarkowodór do wolnej siarki magazynując ją w komórkach. Wykorzystują ją w okresach braku siarkowodoru utleniając ją do siarczanów VI. Mają one kształt długich, nierozgałęzionych, ruchliwych nitek i składają się z łańcuszków wielu komórek. Z kolei bakterie tionowe są organizmami jednokomórkowymi o kształcie pałeczkowatym lub koloidalnym i występują pojedynczo lub kolonialnie. Całą energię potrzebną do asymilacji CO₂ i syntezy własnych związków organicznych czerpią z utlenienia siarki i zredukowanych jej związków do siarczanów VI lub kwasu siarkowego VI. Wzmożona ich aktywność biochemiczna powoduje zmiany jakości wody. Optymalne środowisko dla rozwoju bakterii redukujących siarczany VI przy braku tlenu i niskim potencjale redoks i małej zawartości związków organicznych stanowią wody podziemne. Ta grupa bakterii wykorzystuje siarczany VI jako akceptory elektronów w procesie utleniania substratów organicznych. W wyniku desymilacyjnej redukcji siarczanów VI wytwarza się H₂S, który reaguje z obecnymi w wodzie jonami metali, np. żelaza III tworząc trudno rozpuszczalny osad siarczku żelaza II (FeS). Typowym przedstawicielem tej grupy jest Desulfovibrio desulfuricans.

Dużą grupą lądowych organizmów o heterotroficznym sposobie odżywiania się są grzyby. Wiele z nich przystosowało się do wodnego trybu życia. Prowadzą one najczęściej saprofityczny lub pasożytniczy tryb życia. Saprofityczne grzyby wodne najczęściej występują w litoralu zbiorników, ze względu na obecność dużych ilości szczątków organicznych. Występują tam również grzyby pasożytnicze, korzystające zarówno z żywicieli roślinnych jak i zwierzęcych. Grzyby saprofityczne rozkładają wiele związków organicznych, opornych na mineralizację większości bakterii, co jest bardzo ważne dla procesu samooczyszczania się wód. Niektóre z metabolitów grzybów mogą jednak nadawać wodzie nieprzyjemny zapach.

Bardzo często niekorzystny wpływ na jakość ujmowanej wody wywiera fitoplankton. Jest to zespól drobnych, autotroficznych organizmów wodnych unoszących się w wodzie. Często fitoplankton jest pozbawiony zdolności aktywnego ruchu lub też porusza się lecz jest niezdolny do przeciwstawienia się silniejszym prądom wody. W skład tej grupy ekologicznej wchodzą sinice i glony w zakresie wielkości od 0,2 µm do 1 mm, a kolonijne do 1 cm. Kryterium do dalszej klasyfikacji fitoplanktonu jest wielkość komórek. Zatem wyróżnia się mikroplankton (powyżej 20 µm), nanoplankton (2 – 20 µm), pikoplankton (0,2 – 2 µm) i femtoplankton (0,02 – 0,2 µm). Pod względem systematycznym do fitoplanktonu zaliczamy sinice (tzw. cyjanobakterie), które wraz z bakteriami należą do królestwa bezjądrowych. Natomiast do królestwa jądrowych należą glony, a wśród nich m. in. zielenice, okrzemki, złotoniciowce i bruzdnice. Z punktu widzenia ujęć wodociągowych szczególnie uciążliwe są sinice, ponieważ oprócz produkowania dużej ilości biomasy wydzielają związki toksyczne oraz negatywnie wpływają na zapach i smak wody. Ich występowaniu sprzyjają takie cechy jak m. in. wysokie stężenie fosforu, niski stosunek azotu do fosforu, wysoki stosunek azotu amonowego do azotanowego V, brak wolnego dwutlenku węgla oraz wysokie pH wody. Gromadzenie w komórkach materiałów zapasowych pozwala im przetrwać w środowisku okres niedoboru któregoś ze składników pokarmowych. Jednak ich występowanie ograniczone jest głównie do okresu ustabilizowanych warunków termicznych ze względu na ich dużą wrażliwość na zmiany temperatury. Sinice i glony potrafią w bardzo łatwy sposób przetrwać okres niesprzyjający ich wzrostowi w postaci spor i przetrwalników. W momencie kiedy osiągną korzystne warunki potrafią szybko odbudować swoje populacje i osiągnąć masowy ilościowy rozwój. Jest to cecha bardzo niekorzystna w przypadku ujmowania wody przeznaczonej do picia i do celów gospodarczych. W tym czasie nadają one wodzie wyraźny kolor nazywany zakwitem. O występowaniu sinic świadczy kolor żółtozielony lub szmaragdowozielony, o okrzemkach – zielonobrunatny, o bruzdnicach – żółtobrunatny, o zielenicach – jasno- lub ciemnozielony. Zakwit występuje wtedy, gdy stężenia związków biogennych są wystarczająco duże. W rozwoju gatunku tworzącego zakwit wyróżnia się 5 okresów:

I – istnieją tylko warunki do przeżycia organizmu, ale nie do namnażania,

II – optymalny rozwój danego gatunku za sprawą zmiany warunków środowiska,

III – eksplozja populacji, eliminacja gatunków towarzyszących wskutek wydzielania przez gatunek dominujący ciał aktywnych będących produktem przemiany materii w komórkach,

IV – skumulowane ciała aktywne w wyniku zagęszczenia glonów w wodzie powodują blokadę dalszego namnażania się gatunku tworzącego zakwit,

V – nagłe zamieranie gatunku tworzącego zakwit, co powoduje szereg negatywnych następstw dla zbiornika wodnego oraz dla użytkowników wody ze względu na fakt, iż z obumarłych komórek wydostają się do toni wodnej duże ilości toksyn, związków zapachowych i ich prekursorów mogące wywoływać awarie na ujęciach wodociągowych.

Przedstawiciele trzech grup systematycznych: pierwotniaki, wrotki i skorupiaki tworzą plankton zwierzęcy. Są to organizmy przystosowane do życia w toni wodnej na skutek możliwości utrzymywania się w stanie zawieszenia oraz specyficznego odżywiania się i rozmnażania. Zooplankton może wywierać bardzo istotny wpływ na jakość wody m. in. ze względu na odżywianie się drobną zawiesiną organiczną, w skład której wchodzą glony, sinice i bakterie przyczyniają się do zmniejszenia ich liczebności. W ten sposób zostaje obniżona wartość wskaźników zawartości materii organicznej w wodzie (BZT₅, ChZT, N – organiczny, OWO).

Naturalnym wrogiem zooplanktonu są ryby planktonożerne (płoć, karp, słonecznica, ukleja, leszcz, karaś srebrzysty) oraz młodociane stadia ryb drapieżnych i bentosożernych. Niekiedy również licznie występujący zooplankton może nadawać wodzie zapach rybny. Przyczyniają się do tego skorupiaki oraz wrotki.

Do makrobentosu są zaliczane zwierzęta, których rozmiary przekraczają 0,5 mm występujące na dnie zbiorników wodnych. Są to bezkręgowce zaliczane do różnych grup systematycznych wśród których najliczniej występują larwy owadów, mięczaki, skorupiaki i skąposzczety. Z punktu widzenia wpływu na jakość wody ważna jest obecność małży, gąbek i mszywiołów, ponieważ odżywiają się one zawiesiną organiczną znajdującą się w toni wodnej, co przyczynia się do dużej przezroczystości wody i braku zakwitów.

2. Organizmy w urządzeniach wodociągowych

Zakłócenia w procesach przepływu i uzdatniania wody są związane z osiedlaniem się i rozwojem organizmów wodnych w urządzeniach wykorzystywanych w oczyszczaniu wody. W kanałach i rurach doprowadzających wodę do zakładu oczyszczania wody organizmy rozwijają się bez żadnych przeszkód . Najbardziej uciążliwe są organizmy osiadłe np. racicznica. Zatykają one kraty i sita oraz zmniejszają światło rur. W przewodach mogą również intensywnie rozwijać się gąbki i mszywioły. Zmniejszają one przepustowość przewodów i powodują korozję żelaza. W naroślach utworzonych przez racicznicę, gąbki i mszywioły mogą rozwijać się pierwotniaki i zwierzęta bezkręgowe oraz bakterie i grzyby.

W osadnikach wstępnych rozwój organizmów w dużym stopniu zależy od pochodzenia ujmowanej wody i szybkości jej przepływu. W urządzeniach tych sedymentuje głównie zawiesina łatwo opadająca, a drobne jej frakcje wraz z organizmami planktonowymi dostają się na filtry. Największe problemy stwarza fitoplankton wywołujący zakwity wody oraz okresowo zooplankton skorupiakowy i/lub wrotkowy. Ściany osadników, przede wszystkim murowanych, mogą być pokrywane przez organizmy osiadłe warstwą peryfitonu. Należą do nich m. in. chruściki, sieciarki, larwy ochotkowatych, małże racicznice, mszywioły, gąbki, ośliczki i bakterie nitkowate. Na dnie osadników, najczęściej przy niewielkiej ilości planktonu umożliwiającej dobry dostęp światła, może rozwijać się zbiorowisko mikrobentosowe. Okresowo, jego płaty mogą się odrywać od dnia i wypływać na powierzchnię tworząc kożuch, który po przetransportowaniu wraz z wodą na stację oczyszczania wody przyczynia się do kolmatacji filtrów oraz do pogorszenia cech organoleptycznych oczyszczanej wody.

Znaczącą rolę w eksploatacji filtrów pospiesznych odgrywają procesy biologiczne. Organizmy biorące udział w tych procesach tworzą na powierzchni filtrów tzw. błonę biologiczną, w skład której wchodzą bakterie, glony, pierwotniaki i bezkręgowce. Wśród bakterii dominują formy heterotroficzne (głównie saprofityczne). Nieliczne są gatunki autotroficzne (nitryfikacyjne, żelazowe i manganowe). Mogą one prowadzić do zarastania i zamulania filtrów. Ilość glonów występujących na filtrach powolnych jest bardzo różna i zależy od oświetlenia. Przy dobrym oświetleniu rozwijają się glony nitkowate, które w wyniku nagromadzenia pęcherzyków tlenu mogą się odrywać i tworzyć na powierzchni pływające tzw. „waty glonowe”. W miejscach ich oderwania powstają pory, przez które mogą przedostawać się w głąb filtra zawiesiny i organizmy występujące w wodzie. Powoduje to pogorszenie jakości filtratu, a w skrajnych przypadkach „przebicie” złoża i przedostanie się organizmów do sieci wodociągowej. Zimą i wiosną na filtrach bytują okrzemki, a latem zielenice i sinice.

Wśród zwierząt, ważną rolę na filtrach odgrywają pierwotniaki (korzenionóżki, orzęski, bezbarwne wiciowce). Pożywieniem dla nich są bakterie i drobne glony. W ten sposób regulują one nadmierny rozwój tych organizmów. Liczne są też bezkręgowce, m. in. wrotki, skorupiaki, muchówki, mszywioły, skąposzczety, nicienie i gąbki. Zwierzęta te utrudniają tworzenie się błony biologicznej, a w wyniku rozkładu zanieczyszczają uzdatnioną wodę. Drobne zwierzęta występują głownie w górnych warstwach piasku.

Częste płukanie filtrów pospiesznych nie pozwala na rozwój typowej błony biologicznej na powierzchni złoża, chociaż mogą w nich rozwijać się wybrane grupy organizmów. Większe formacje organizmów mogą osadzać się na powierzchni złoża. Przeważająca ich część zatrzymuje się na ogół w złożu przyczyniając się do skrócenia cykli filtracyjnych. Pozostała część przenika przez złoże i przedostaje się do sieci wodociągowej.

Filtry z granulowanym węglem aktywnym są szczególnie korzystnym miejscem do namnażania się mikrobezkręgowców. Najczęściej rozwijają się tam pierwotniaki (m. in. orzęski, korzenionóżki, niciowce), wrotki, robaki (m. in. nicienie, skąposzczety), skorupiaki (m. in. wioślarki, widłonogi) oraz larwy owadów.

Bardzo często organizmy roślinne i zwierzęce mogą powodować obrastanie studni. Organizmy te występują w ograniczonym składzie ilościowo-jakościowym głównie ze względu na panujące w studniach odmienne, w porównaniu z wodami powierzchniowymi, warunki środowiskowe. Ich obecność zależy także od rodzaju i głębokości studni oraz sposobu wyściełania ścian. W studniach otwartych glony mogą rozwijać się na skutek dostępu do światła. Bliżej światła ściany ocembrowania porastają zielenice. Natomiast przy małym dostępie światła rozwijają się niektóre rodzaje okrzemek i sinic. Spośród zwierząt, w wodach podziemnych mogą występować pierwotniaki, wrotki, skorupiaki, robaki i larwy muchówek. Ponad lustrem wody ocembrowanie porastają mchy oraz czasami paprocie. Organizmy do studni otwartych dostają się wraz z wiatrem, zanieczyszczonymi naczyniami lub też dopływają z wodami zaskórnymi. Najszybciej przedostają się bakterie, zarodniki grzybów, jaja robaków, glony glebowe itp. Ocembrowanie betonowe nie sprzyja osiedlaniu się zwierząt i roślin. Ograniczyć obrastanie studni można poprzez szczelne zabezpieczenie, jednak i tak mogą pojawiać się niektóre gatunki sinic, okrzemek lub też bakterii siarkowych i żelazowych. Najlepiej zabezpieczone przed inwazją tych organizmów są studnie wiercone, ale i tak mają do nich dostęp bakterie siarkowe i żelazowe.

3. Metody unieszkodliwiania organizmów i sposoby zapobiegania ich rozwojowi

Najbardziej efektywnym sposobem ochrony ujęcia wodociągowego przed nadmiernymi ilościami fitoplanktonu w wodzie jest zapobieganie jego rozwojowi. Czynnikiem, który limituje rozwój fitoplanktonu są związki biogenne, głównie azot i fosfor. Zawartość azotu w wodzie > 0,3 g N/m³ oraz fosforu > 0,05 g P/m³ może prowadzić do bujnego rozwoju sinic i glonów, co jest nazywane zakwitem wody. Zabiegi mające na celu ograniczenie tego niekorzystnego zjawiska powinny być poprzedzone szczegółową analizą ich źródeł zasilania. Najwięcej związków biogennych trafia do wód wraz ze ściekami. Wyróżnić należy tutaj ścieki uchodzące punktowo, dopływające poprzez całą linię brzegową z terenu zlewni lub też ścieki pochodzące z osadów dennych.

Współczesne metody likwidacji zakwitów w zbiornikach wodnych, z których ujmowana jest woda przeznaczona do spożycia przez ludzi nie zawsze zapewniają skuteczne usuwanie organizmów planktonowych. Również zachowania profilaktyczne nie zawsze dają pozytywne efekty. Zatem celowym wydaje się być pozbycie uciążliwego zakwitu wody przed ujęciem wodociągowym. W tym celu stosuje się metody mechaniczne, fizyczne, chemiczne i biologiczne. Metody mechaniczne polegają na usuwaniu z powierzchni wody kożucha organizmów spychanych przez wiatr w stronę jednego z brzegów lub zatok. Najczęściej metoda ta dotyczy sinicowych zakwitów wody i odbywa się za pomocą specjalnie do tego celu przystosowanych jednostek pływających. W przypadku dużych zbiorników wodnych zastosowanie tej metody jest nieekonomiczne.

Do fizycznych metod likwidacji zakwitów sinicowych można zaliczyć:

nagłe obniżenie temperatury wody uzyskiwane poprzez naddenne napowietrzanie lub pompowanie wód naddennych z odprowadzeniem na powierzchnię jeziora;
silne zmętnienie wody np. poprzez wprowadzenie do niech ilastych zawiesin. W ten sposób ogranicza się przenikanie światła do wody, pogarszając warunki fotosyntezy. Opadające na dno cząstki zawiesin adsorbują na powierzchni bakterie i plankton. Metoda ta jest skuteczna w odniesieniu do sinic i zielenic, ale przyczynia się zwykle do wzmożonego rozwoju okrzemek. Poza tym, sposób ten jest dość uciążliwy dla ujęć wodociągowych ze względu na zwiększoną ilość mineralnych zawiesin w wodzie oraz powoduje przyspieszenie zamulenia zbiornika. Dlatego też jest to metoda stosowana bardzo rzadko;
dawkowanie do wody koagulantów (siarczanu VI glinu, tlenku glinu). Efektywność tej metody zależy od składu gatunkowego fitoplanktonu, wieku organizmów oraz od ich stanu fizjologicznego. W celu zwiększenia efektywności można dodatkowo wprowadzić kwas krzemowy (ok. 10 – 15% dawki koagulantu) lub poliamid kwasu akrylowego (ok. 3 – 5% dawki koagulantu).

Metody chemiczne polegają na wprowadzeniu do środowiska wodnego określonych związków chemicznych powodujących obumieranie organizmów (tzw. algicydów). Najbardziej rozpowszechnionym algicydem jest siarczan VI miedzi II. Jego zastosowanie nie wymaga żadnej aparatury. Używa się go w postaci stałej lub płynnej. Charakteryzuje się dużą skutecznością i stosunkowo niską ceną. Łatwo się przechowuje i szybko rozpuszcza w wodzie. Najbardziej wrażliwe na ten algicyd są niektóre gatunki sinic, złotowiciowców i okrzemek. Częstsze stosowanie go, w tym samym zbiorniku, powoduje wzrost odporności glonów i sinic na jego działanie. Wówczas należy zastosować dawki zwiększone od 2 do 5-krotnie. Toksyczne działanie siarczanu VI miedzi II zależy nie tylko od jego stężenia, ale również od warunków fizyczno-chemicznych środowiska wodnego. Ważna jest temperatura wody, jej odczyn i stężenie wapnia. Obserwuje się obniżenie skuteczności wraz ze spadkiem temperatury (poniżej 15°C) w silnym zasadowym odczynie wody (pH 9 – 10) i dużej zawartości wapnia.

Do likwidacji masowo pojawiających się glonów lub sinic może także służyć chlorowanie wody, powszechnie stosowane do jej dezynfekcji. Przeprowadza się je chlorem gazowym lub jego preparatami, np. wapno chlorowane, chloran I wapnia, chloran I sodu. Najbardziej efektywny jest tlenek chloru IV. Wrażliwość organizmów na działanie chloru jest bardzo duża. Większość glonów ginie już przy dawce 0,5 – 1,0 g Cl₂/m³. Intensywność działania chloru zależy od czasu kontaktu organizmów z wolnym chlorem, dawki oraz od zawartości materii organicznej. Metoda chlorowania jest rzadko stosowana, gdyż należy do metod dość kosztownych i trudnych do przeprowadzenia.

Do likwidacji przykrych zapachów wody podczas eksploatacji ujęć wodociągowych oraz do niszczenia niektórych gatunków glonów stosuje się manganian VII potasu. Jest to związek o właściwościach silnie utleniających. Toksyczna dawka wynosi od 5 – 10-15 g KMnO₄/m³.

Aby usunąć zakwit sinic stosuje się związek organiczny 2,3-dichloro-1,4-naftochinon. Rozpyla się go w ilościach 0,03 – 0,055 g/dm³. Nie działa on trująco na inne gatunki fitoplanktonu, rośliny wyższe, ryby i inne organizmy zwierzęce.

Działanie toksyczne na niektóre glony planktonowe mają: woda amoniakalna w dawce 2,5 – 2,8 g/m³ amoniaku niejonizowanego oraz pochodne chinonu. Ze względu na szkodliwość tych związków w stosunku do fauny wodne ich stosowanie nie jest zalecane.

Właściwości toksyczne w stosunku do sinic wykazuje sól sodowa kwasów huminowych zwana preparatem torfowym. W odniesieniu do roślin wyższych i zielenic wpływa stymulująco na ich rozwój. Wskazane jest stosowanie preparatu w ilości 150 – 200 g/m³, co czyni ten zabieg bardzo drogim.

W zwalczaniu sinic stosuje się niekiedy herbicydy (monuron, symazyna i amitrol). Ze względu na zagrożenie zdrowia konsumentów oraz negatywne oddziaływania na organizmy wodne, herbicydy nie są zalecane do stosowania do likwidacji zakwitów w zbiornikach przeznaczonych do ujmowania wody dla celów wodociągowych.

Ograniczać zakwity bez negatywnego oddziaływania na inne grupy organizmów wodnych można poprzez aplikację do wody słomy jęczmiennej. Wprowadza się ją w luźnej postaci w celu wytworzenia warunków tlenowych i ułatwienia wymywania substancji organicznych. Tworzy ona struktury przestrzenne, na których mogą rozwijać się błony biologiczne, znaleźć schronienie organizmy zooplanktonowe i wyższe zwierzęta odżywiające się planktonem. Słoma może być utrzymywana pod powierzchnią wody przez ok. 6 – 7 miesięcy. Powinna być wymieniana 1 – 2 razy w roku. Należy mieć świadomość, że związki organiczne powstające z rozkładu słomy mogą wpływać na procesy oczyszczania wody (barwa, zapach).

Czasami, aby zapobiec zakwitom wody, stosuje się także środki chemiczne takie jak srebro katodowe, antybiotyki, organiczne związki cynku, metyloamina, jednak ich stosowanie jest nieopłacalne ze względów ekonomicznych.

Do biologicznych metod przeciwdziałania powstawaniu zakwitów wody należy metoda nazywana biomanipulacją. Polega ona na ingerencji w najwyższe ogniwa piramidy troficznej w zbiorniku. Prowadzi to do ograniczenia presji ryb planktonożernych na zooplankton. Rozwijający się licznie zooplankton utrzymują fitoplankton na niskim poziomie liczebności. Ingerencja człowieka w ekosystem zbiornika może polegać na:

wytruciu wszystkich ryb przy użyciu rotenonu,
intensywnym odłowieniu ryb,
zarybieniu zbiornika dużymi ilościami ryb drapieżnych, np. szczupakami, sandaczami, sumami czy węgorzami.

Najlepsze efekty biomanipulacji udaje się uzyskać w nieprzepływowych jeziorach, w których wytruto całą ichtiofaunę lub uległa ona zagładzie z innych przyczyn. Bardzo dobre efekty można uzyskać poprzez połączenie biomanipulacji z innymi metodami rekultywacji, np.: ze zmniejszeniem stężeń fosforu przy użyciu siarczanu VI żelaza II. Posłuży to przebudowie składu gatunkowego fitoplanktonu oraz zmniejszeniu jego liczebności.

Organizmy zwierzęce i roślinne występujące w nadmiernych ilościach w różnych urządzeniach w zakładach oczyszczania wody można zwalczać metodami chemicznymi lub fizycznymi. Spośród znanych algicydów, najlepsze skutki można osiągnąć przy użyciu siarczanu VI miedzi II lub chloru w postaci chloranu I wapnia lub chloranu I sodu. Większość taksonów uciążliwych dla ujęć wodociągowych jest bardzo wrażliwa nawet na niskie stężenia tych związków.

Bardzo mocnym i skutecznym środkiem do zwalczania organizmów zarastających przewody wodociągowe, m. in. bakterie, gąbki, racicznice, mszywioły itp., jest chloramina. Zazwyczaj stosuje się na przemian amoniak i chlor lub wodę chlorową w stosunku 1:2, uzyskując chloraminę. Stosowany czas działania wynosi od pół do 2 godzin. Jednak chloraminy mogą być przyczyną tworzenia się bardzo nieprzyjemnego zapachu wody w wyniku powstawania dichloramin i trichloroazotu. Z tego względu preferowane jest okresowe, mechaniczne usuwanie organizmów.

Wśród metod fizycznych, bardzo efektywna w usuwaniu organizmów jest infiltracja zarówno naturalna jak i sztuczna. Usuwanie organizmów planktonowych zawartych w ujmowanej wodzie zależy od procesu technologicznego. Najskuteczniejsza jest filtracja powolna. Proces ten pozwala na całkowite usunięcie z wody nie tylko fito- i zooplanktonu, ale także bakterii i wirusów. Pojawienie się w oczyszczanej wodzie gonów lub sinic może świadczyć albo o przebiciu złoża albo o niedostatecznym wpracowaniu po oczyszczeniu filtra. W przypadku obecności zakwitów w ujmowanej wodzie, poddaje się ją filtracji przez filtry pospieszne przed skierowaniem jej na filtry powolne. Dobrym sposobem separacji nadmiaru fitoplanktonu z wody przed właściwym procesem uzdatniania jest zastosowanie mikrosit. Pozwalają one na obniżenie liczebności fitoplanktonu nawet o ok. 80%. Dalsze oczyszczanie wody (koagulacja, filtracja) powoduje zatrzymanie pozostałej części organizmów. Bardziej efektywną metodą usuwania organizmów planktonowych jest flotacja. O skuteczności tego procesu decydują m. in. liczebność i skład gatunkowy, wielkość dawki flokulantu lub koagulantu, pH wody (najkorzystniejsze 6,5 – 6,8), czas flokulacji (optymalnie 2 – 3 min), intensywność mieszania, stopień recyrkulacji (7 – 15%) oraz wysokość komory flotacji. Proces ten najlepiej stosować w przypadku uzdatniania wód barwnych o dużej zawartości fitoplanktonu, ale o małej ilości zawiesin mineralnych.

Zatem to ma znaczenie jaką wodę pijesz! Jak zabezpieczyć domowe źródła wody przed zanieczyszczoną wodą pod względem bakteriologicznym(link), a jak radzą sobie z tym tematem duże stacje uzdatniania wody(link).