Идеально чистая вода, употребление которой в пищу, использование в технических, хозяйственных целях возможно без предварительной очистки – огромная редкость. В основном это недопустимо без предварительной очистки, задача которой – удаление загрязнений, органических, бактериальных, минеральных, приведение воды в соответствие с санитарно-эпидемиологическими нормами, требованиями.
Типы загрязняющих веществ, содержащихся в воде, их концентрации определяются местностью, близостью вредных производств и другими факторами. К категории наиболее распространенных относятся, например, железобактерии. Что это за микроорганизмы? Какую опасность они представляют? Как справиться с ними?
Классификация
Открытие железобактерий датировано концом XIX столетия. Их обнаружили ученые Лиске и Молиш, сразу обратившие внимание на характерную особенность – способность формировать вокруг клеточных структур окислы железа. Микроорганизмы не представляют прямой опасности для здоровья, однако, в процессе жизнедеятельности выделяют соединения и вещества, способные спровоцировать развитие онкологии. Вдобавок эти продукты являются благоприятной средой для развития других бактерий, представляют угрозу для труб, оборудования.
Чаще всего при лабораторном анализе воды обнаруживаются железобактерии следующих родов:
- Gallionella. Одноклеточные микроорганизмы. Состоят в основном из железа в форме окислов. Встречаются в различных средах, в том числе обедненных, с минимальными концентрациями минералов и органических веществ. Синтез бактерий протекает медленно, но сопряжен с выделением огромных объемов гидроксида железа, что провоцирует интенсивное загрязнение.
- Leptothrix. Микроорганизмы активно окисляют железо, используя его в качестве защитной оболочки. По достижении максимальной плотности они сбрасывают оболочку и начинают накапливать новую. Процесс протекает непрерывно, что и приводит к сильному загрязнению окружающей среды.
- Crenothrix. Принцип загрязнения аналогичен предыдущему. Несмотря на то, что микроорганизмы несколько отличаются от Leptothrix по форме, они также генерируют защитную оболочку на основе железа, сбрасывают ее по мере уплотнения.
- Arthrobacter. Микроорганизмы в марганцевой, железистой капсуле. В процессе жизнедеятельности активно поглощают железо, а также выделяют его в окружающую среду.
Лабораторный анализ, позволяющий обнаружить присутствие в воде железобактерий, проводится микроскопическим исследованием, препарированием на предметных стеклах или мембранных фильтрах. Все методики достаточно точны, позволяют зафиксировать не только крупные, но и небольшие концентрации патогенной микрофлоры, требующей удаления.
Признаки загрязнения
Присутствие железобактерий можно зафиксировать не только лабораторным анализом. При значительных концентрациях микроорганизмов становятся актуальны и другие признаки. К категории таковых относится, например, характерный “ржавый” налет, который может образовываться на сантехнических приборах. По консистенции он напоминает слизь, а цвет объясняется высокими концентрациями оксида железа. Стирка вещей в такой воде, в особенности – белых, может безнадежно испортить их – цвет меняется.
Также вода приобретает гнилостный, “болотный”, сероводородный запах. Необходимо отметить, что подобные признаки говорят об очень высоких концентрациях микроорганизмов, требующих незамедлительной реакции, принятия комплекса очистных мер.
Основные опасности
На городских очистных сооружениях, концентрация железа в воде приводится в соответствие с санитарно-эпидемиологическими нормами. Согласно этим документам, верхний предел составляет 0.3 миллиграмма на литр. К сожалению, состояние большинства магистральных водопроводных систем таково, что эти меры оказываются неэффективными – велика выраженность вторичного загрязнения. Вода, идущая к потребителям, контактирует с проржавевшими, загрязненными внутренними поверхностями труб, из-за чего концентрация железа возрастает до миллиграмма на литр. Столь высокие значения приводят к целому комплексу проблем, требующих подробного рассмотрения.
Ухудшение органолептических показателей
Использование воды, насыщенной железобактериями, в пищу недопустимо. Высокие концентрации железа представляют опасность для здоровья, вдобавок, крайне негативно сказываются на запахе, вкусе. Любое блюдо или напиток окажутся безнадежно испорченными.
Биологическая коррозия
Специалисты полагают, что не менее половины коррозионных повреждений трубопроводных систем вызваны именно активностью бактерий. При максимальной выраженности проблемы это значение может возрасти до 80%. Это приводит к интенсивному износу инженерных коммуникаций, необходимости их регулярного восстановления, замены. Финансовые расходы при этом оказываются огромными, посильными для бюджета далеко не каждого населенного пункта.
Основные формы биокоррозии таковы:
- Прямой контакт продуктов жизнедеятельности бактерий с металлическими элементами инженерной системы, запорной арматурой, трубами.
- Формирование органики, способной активировать коррозионные процессы.
- Стимуляция коррозионных реакций из-за присутствия таковых в общем жизненном цикле микроорганизмов.
Загрязнение биопленок
Продолжительное воздействие железобактерий на элементы инженерной системы не просто провоцирует их коррозию, но приводит к формированию биопленки, являющейся благоприятной средой для других патогенов. Речь идет не только о бактериях, но и о грибках, вирусах, плесени.
Подобные загрязнения усугубляют выраженность проблемы. Употребление такой воды становится полностью невозможным. Даже в небольших концентрациях, микроорганизмы способны спровоцировать тяжелейшие отравления, стать причиной инфекционного заболевания.
Засорение труб
Активность железобактерий провоцирует образование на внутренних поверхностях труб налета, который можно сравнить с известковым. Он приводит к снижению пропускной способности, уменьшает просвет, увеличивает внутреннее давление, создаваемое транспортируемой средой. В результате этого явления значительно снижается эффективность инженерной системы, увеличивается риск аварии, порыва.
Методы борьбы
Наиболее эффективный способ уничтожения железобактерий – удаление главного вещества, являющегося для них питательной средой, железа. Технологичные каталитические загрузки позволяют свести концентрации к минимуму, вплоть до 0.1 миллиграмма на литр, что значительно ниже допустимого предела. Практика показывает, что каталитическая загрузка – оптимальный вариант для автономных водопроводных систем, артезианских скважин.
Помимо каталитических загрузок, находят применение и другие средства:
- Медный купорос. Используется при заборе воды из поверхностных источников.
- Флокулянты и коагулянты. Это вещества, добавление которых в воду провоцирует выпадение железа в виде крупного осадка, хлопьев, гранул. Такой осадок впоследствии удается без лишних проблем отфильтровать механически.
- Озонирование. Воздействие озона уничтожает не только железобактерии, но и органику. Значительно улучшаются органолептические показатели воды, устраняется проблема ее мутности.
Эффективной методикой очистки является и хлорирование. Современным решением, однако, является не классический гипохлорит натрия, а диоксид хлора. Диоксид хлора характеризуется максимальной эффективностью, при этом лишен негативных особенностей, присущих гипохлориту. Он успешно справляется с органикой, микроорганизмами, вплоть до водорослей и спор, не приводит к появлению характерного запаха и привкуса, делает воду мягче и приятнее.
Дополнительное преимущество диоксида хлора – стабильность. Он может накапливаться на стенках трубопроводных систем, стимулировать естественное разрушение биологических пленок, налета, продуктов жизнедеятельности бактерий. Это позволяет поддерживать коммуникации в чистоте, что важно для борьбы с вторичным загрязнением, продления срока их эксплуатации.
Подведение итогов
Высокие концентрации железобактерий в воде – распространенная и достаточно серьезная проблема. Впрочем, современные технологии очистки позволяют эффективно справляться с ней. Наиболее технологичными являются универсальные средства, которые не просто уничтожают микроорганизмы, но разрушают сформировавшиеся биологические пленки, ухудшающие органолептические показатели воды, провоцирующие интенсивный износ инженерных систем.
