Instalacje wodociągowe. Aktualne wymagania higieniczne dla przewodów z tworzyw sztucznych

Regulacje prawne

Dyrektywa 98/83/WE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia zobowiązała wszystkich członków UE do zagwarantowania, że substancje i materiały zastosowane w nowych instalacjach wodociągowych do uzdatniania i bezpośrednio do dystrybucji wody przeznaczonej do spożycia, a także zanieczyszczenia towarzyszące takim produktom i materiałom nie będą występowały w wodzie w stężeniach mogących szkodliwie oddziaływać na zdrowie człowieka [1].

W praktyce realizowane jest to poprzez prowadzenie w krajach członkowskich UE badań fizyko-chemicznych i, rzadziej, badań biologicznych, dzięki którym możliwa jest ocena jakości materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z wodą. Analizy te mają na celu wyeliminowanie materiałów o niskiej jakości, które poprzez uwalnianie do wody różnego rodzaju substancji chemicznych szkodliwych dla zdrowia konsumenta mogą powodować wtórne zanieczyszczenie wody wewnątrz instalacji, pogarszając tym samym jej własności sensoryczne, w tym smak, barwę, zapach i mętność, i stwarzając sprzyjające warunki dla rozwoju mikroorganizmów wodnych.

W naszym kraju zalecenia dyrektywy 98/83/WE implementowane zostały bezpośrednio w treści rozporządzenia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi [2]. Zgodnie z nim zastosowanie każdego preparatu, wyrobu lub materiału bezpośrednio do wody i/lub jej dystrybucji wymaga uzyskania oceny higienicznej właściwego państwowego inspektora sanitarnego.

Jednym z dokumentów stanowiących podstawę do wydania przez państwowego inspektora sanitarnego zgody na stosowanie danego materiału lub wyrobu do kontaktu z wodą przeznaczoną do spożycia przez ludzi jest atest higieniczny wydany przez uprawnioną jednostkę (w tym przypadku jest to Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny).

Jak uzyskać atest higieniczny?

Należy podkreślić, że posiadanie atestu higienicznego jest obligatoryjne jedynie w przypadku materiałów i wyrobów do kontaktu z wodą przeznaczoną do spożycia przez ludzi. W wypadku produktów mających inne zastosowanie (materiały i chemia budowlana, elementy systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, produkty biobójcze i inne) dokumenty te wydawane są na prośbę producentów, dystrybutorów lub innych podmiotów wyrażających chęć ich posiadania.

Uzyskanie atestu higienicznego jest potwierdzeniem dobrej jakości wyrobu, przez co należy rozumieć brak negatywnego wpływu na człowieka i środowisko. Oprócz oczywistych względów związanych z ochroną konsumenta przed produktami niskiej jakości atest ma również dla wnioskodawcy wartość reklamową i marketingową.

Każdorazowe uzyskanie atestu higienicznego na dany produkt wiąże się ze spełnieniem przez wnioskodawcę (producent/dystrybutor) kilku podstawowych wymagań określonych przez NIZP-PZH. Procedurę rozpoczyna złożenie oficjalnego wniosku z prośbą o wydanie atestu na konkretny wyrób.

Wniosek, którego wzór dostępny jest na stronie internetowej Instytutu (www.pzh.gov.pl), powinien zawierać dokładne informacje na temat nazwy wyrobu i jego przeznaczenia (w jakim obszarze będzie stosowany) oraz aktualne dane adresowe producenta wyrobu i podmiotu wnioskującego o uzyskanie atestu. Wnioskodawcą może być zarówno producent, jak i dystrybutor danego wyrobu.

Właściwie przygotowany wniosek stanowi podstawę oceny higienicznej, która obejmuje szczegółową analizę składu chemicznego każdego ocenianego wyrobu pod kątem jakościowym i ilościowym. Bardzo istotne jest przekazanie przez wnioskodawcę dokładnych informacji dotyczących składu chemicznego w postaci odpowiednich kart charakterystyki lub oświadczeń, a dla wyrobów wykonanych z metali lub ich stopów, jak mosiądz czy stal nierdzewna, niezbędne są też informacje dotyczące oznaczenia gatunku oraz specyfikacja w formie kopii świadectwa hutniczego.

Do uzyskania oceny higienicznej dla urządzeń kontaktujących się z wodą przeznaczoną do spożycia dodatkowo potrzebna jest informacja o sposobie działania oraz schemat (rysunek techniczny) urządzenia. W przypadku wyrobów złożonych konieczne jest zestawienie materiałowe z uwzględnieniem zarówno substancji i/lub mieszanin wchodzących w jego skład, jak i mogących w nich występować zanieczyszczeń.

Odrębną grupę atestowanych produktów stanowią preparaty chemiczne stosowane m.in. do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia. Podczas oceny higienicznej większości wyrobów niezbędnym jej elementem jest przedstawienie przez wnioskodawcę odpowiednich wyników testów migracji różnych substancji chemicznych z materiału do wody – dotyczy to przede wszystkim wyrobów z tworzyw sztucznych, mieszanek gumowych i wyrobów na bazie żywic syntetycznych.

Badania te mają na celu stwierdzenie, czy oceniane wyroby nie wpływają negatywnie na jakość wody. Zakres parametrów koniecznych do przeprowadzenia testów migracji jest ściśle uzależniony od składu wyrobu.

Od 1 czerwca 2010 r. wprowadzono dodatkowo obligatoryjny wymóg przedstawienia wyników badań w kierunku określenia podatności na powstawanie biofilmu wyrobów wykonanych z tworzyw sztucznych, powłok lakierniczych i mieszanek gumowych, co w pełni wpisuje się w wymagania dyrektywy 98/83/WE.

Z uwagi na dość długi czas trwania badania (osiem tygodni) Instytut przejściowo może wystawić atest bez wyników tego testu, zastrzegając jednak w dokumencie, że ocena nie obejmowała badania podatności na tworzenie się biofilmu. Uwaga ta może być z atestu bezpłatnie usunięta po przedłożeniu przez wnioskodawcę wyniku badania.

Rozwiązanie takie stosowane jest jedynie przejściowo i przy ewentualnym ponownym ubieganiu się o atest higieniczny po upłynięciu jego pięcioletniej ważności wymagane będzie przedłożenie wyników pełnego zestawu badań.

Zakład Higieny Środowiska NIZP-PZH honoruje wyniki badań fizyko-chemicznych i badań oceny podatności materiałów na biofilm, które wykonane zostały w innych laboratoriach i przedstawiane są np. w postaci certyfikatów pochodzących z kraju producenta, o ile badane parametry mieszczą się w zakresie wymaganym przez Instytut.

Problemy higieniczne związane ze stosowaniem tworzyw sztucznych

Tworzywa sztuczne stanowią obecnie większość ocenianych przez NIZP-PZH wyrobów przeznaczonych do kontaktu z wodą. Instalacje z nich wykonane mają wiele zalet: są odporne na korozję, w zasadzie nie reagują też z wodą i, co ważne, z zawartymi w niej związkami chemicznymi.

Pomimo to, jak każdy materiał stosowany do budowy instalacji wodociągowych, tworzywa sztuczne również mogą negatywnie wpływać na jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi poprzez powodowanie wtórnego chemicznego lub mikrobiologicznego zanieczyszczenia wody wewnątrz sieci oraz instalacji.

Pod względem chemicznym problemem może być niepożądany wpływ tworzyw sztucznych na jakość stykającej się z nimi wody wynikający z uwalniania się z powierzchni tego rodzaju materiałów niezwiązanych monomerów o charakterze rakotwórczym (PVC), metali ciężkich dodawanych do polimerów w postaci stabilizatorów, substancji barwiących, a także różnego rodzaju plastyfikatorów.

Związki te, przedostając się do wody wewnątrz sieci, mogą stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia konsumentów. Sztuczne tworzywa polimeryczne wykorzystywane do produkcji zbiorników, przewodów, kształtek czy złączek, powłoki lakiernicze poliuretanowe czy epoksydowe stosowane jako zabezpieczenie antykorozyjne materiałów kontaktujących się z wodą, a w szczególności mieszanki gumowe oparte na bazie NBR i EPDM używane głównie do produkcji uszczelnień mogą być doskonałym podłożem, sprzyjającym rozwojowi i namnażaniu się licznych drobnoustrojów wewnątrz instalacji wodociągowej – czyli powstawaniu biofilmu [3].

Narastanie biofilmu w urządzeniach wodociągowych jest uwarunkowane wieloma czynnikami, wśród których główną rolę odgrywa zależność między jakością wody i sposobem jej uzdatniania a stanem technicznym i warunkami eksploatacji systemów dystrybucji wody. Specyficzne właściwości stosowanych w nich materiałów i wyrobów konstrukcyjnych są jednym z elementów mogących w znacznym stopniu wpływać na nasilenie tego zjawiska.

Uwzględnienie tego faktu w ocenie higienicznej poprzedzającej zastosowanie wyrobów w praktyce może przyczynić się do ograniczenia skali zagrożeń związanych z powstawaniem biofilmu i w konsekwencji z nieodpowiednią jakością mikrobiologiczną wody.

Możliwe jest to jedynie poprzez wyeliminowanie z użycia wyrobów i materiałów będących źródłem przenikających do wody substancji toksycznych lub mogących niekorzystnie wpływać na ocenę sensoryczną wody czy też uwalniających substancje organiczne odpowiedzialne za namnażanie się mikroorganizmów.

Dlatego tak ważne jest przeprowadzenie oceny higienicznej, zanim wyroby zostaną wykorzystane w praktyce do montażu instalacji wodociągowych – w razie wystąpienia problemów związanych z jakością użytych materiałów usunięcie ich lub zastąpienie innymi może okazać się bardzo kosztowne i trudne, a czasami wręcz niemożliwe do wykonania ze względów technicznych. Podstawą takiej oceny są badania podatności materiałów na powstawanie biofilmu.

Metoda oceny podatności materiałów na powstawanie biofilmu

Metoda badawcza opracowana i stosowana w Laboratorium Zakładu Higieny Środowiska NIZP-PZH jest efektem prac prowadzonych od 2006 r. [4–6]. Polega na oznaczaniu przy użyciu luminometru poziomu bioluminescencji w wymazach pochodzących z powierzchni próbek materiałów kontaktujących się z wodą przeznaczoną do spożycia przez ludzi. Ekspozycja badanego materiału trwa osiem tygodni i prowadzona jest w warunkach dynamicznego przepływu wody wewnątrz urządzeń przepływowych (UPE).

Doświadczenia przeprowadzane na różnych etapach opracowywania i walidacji metody wykazały, że ośmiotygodniowy okres pomiarowy wystarcza do wykazania wyraźnych różnic pomiędzy podatnością na obrost mikrobiologiczny materiałów polimerycznych, takich jak PE, PP, PVC itp. W przypadku mieszanek gumowych na bazie NBR i EPDM niezbędne jest przedłużenie badań do 10, a w niektórych przypadkach nawet do 12 tygodni.

Wynika to z tego, że materiały takie uwalniają do wody duże ilości substancji organicznych w pierwszych tygodniach badania, co może negatywnie wpłynąć na ich ostateczną ocenę. Dłuższy okres umożliwia dokładne prześledzenie zmian w liczbie drobnoustrojów, jakie zachodzą na powierzchni badanych próbek.

Wszystkie materiały oceniane są w odniesieniu do dwóch próbek kontrolnych: kontroli negatywnej – stal odporna na korozję, która w bardzo niewielkim stopniu ulega kolonizacji przez drobnoustroje, oraz kontroli pozytywnej – płytek pokrytych parafiną, która jest materiałem znacząco przyczyniającym się do zwiększenia liczby drobnoustrojów.

Kluczowym elementem zastosowanej metody badawczej jest fakt, że wszystkie żywe komórki mają uniwersalny związek chemiczny – ATP (adenozynotrifosforan), który pełni funkcję przenośnika energii swobodnej zużywanej w większości procesów życiowych wymagających nakładu energii.

W trakcie enzymatycznego rozkładu ATP w obecności lucyferyny wytwarzana jest energia świetlna (bioluminescencja). Jej pomiar umożliwia pośrednią ocenę stężenia ATP w próbce wymazu pobranego z powierzchni badanego materiału. Stosunkowo krótki czas potrzebny do wykonania badania wynika dodatkowo z wysokiej czułości pomiaru bioluminescencji, dzięki czemu możliwe jest monitorowanie szybkości wzrostu biofilmu bakteryjnego już od pierwszego tygodnia jego powstawania na testowanej powierzchni.

Badany materiał uznawany jest za odpowiedni do kontaktu z wodą przeznaczoną do spożycia, kiedy poziom bioluminescencji na jego powierzchni mierzony po ośmiotygodniowym okresie badania nie przekracza dziesięciokrotności tej wartości oznaczonej na powierzchni kontroli negatywnej.

Ostateczna opinia dotycząca materiału uwzględnia również analizę trendu dotyczącego zmian poziomu bioluminescencji obserwowanych w trakcie trwania badania oraz wielkość powierzchni materiału, która styka się bezpośrednio z wodą przeznaczoną do spożycia.

Wnioski z przeprowadzonych badań

Od czerwca 2010 r., kiedy wdrożono opracowaną w NIZP-PZH metodę badawczą, mikrobiologicznej ocenie jakości poddano 31 próbek materiałów w założeniu przeznaczonych do kontaktu z wodą do spożycia, pochodzących od różnych producentów. Większość z nich stanowiły materiały polimeryczne, takie jak PCV, PP i PE, ale badano też mieszanki gumowe i inne materiały organiczne, takie jak poliuretan.

Doświadczenie uzyskane w trakcie prowadzenia powyższych oznaczeń w połączeniu z kilkuletnią wcześniejszą walidacją wykonywaną na różnych materiałach przeznaczonych do kontaktu z wodą pozwala na wysunięcie wniosków obrazujących problemy higieniczne związane z materiałami tego typu.

Wszystkie badane materiały, z wyjątkiem mieszanek gumowych oraz określonych jako inne materiały organiczne, charakteryzowały się niską podatnością na powstawanie biofilmu. Stwierdzono też, że wyniki uzyskane na powierzchni próbek tego samego materiału, ale pochodzących od różnych producentów miały bardzo zbliżoną charakterystykę zmian poziomu bioluminescencji pomimo niewielkich zmian w składzie mieszanki polimerowej. Nie stanowiły one bezpośredniego źródła wtórnego mikrobiologicznego zanieczyszczenia wody.

Najwyższą podatność na powstawanie biofilmu stwierdzono w przypadku mieszanek gumowych, szczególnie na bazie EPDM, a także podczas badań materiału wykonanego z poliuretanu termoplastycznego. Uzyskane wyniki badań uniemożliwiły bądź znacznie ograniczyły zastosowanie tych materiałów do bezpośredniego kontaktu z wodą przeznaczoną do spożycia przez ludzi.

Literatura

1.  Dyrektywa Rady 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (DzU UE nr L 330).
2. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (DzU nr 61/2007, poz. 417, ze zm.).
3. Szczotko M., Biofilm – krótka charakterystyka obrostów mikrobiologicznych związanych z instalacjami wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, „Roczniki PZH” t. 58, nr 4/2007.
4. Szczotko M., Krogulska B., Krogulski A., Badania podatności materiałów kontaktujących się z wodą na powstawanie obrostów mikrobiologicznych, „Roczniki PZH” t. 60, nr 2/2009.
5. Szczotko M., Krogulska B., Krogulski A., Opracowanie metody oceny podatności materiałów kontaktujących się z wodą przeznaczoną do spożycia na powstawanie obrostów mikrobiologicznych, „Roczniki PZH” t. 59, nr 1/2008.
6. Szczotko M., Krogulski A., Assessment of microbial growth on the surface of materials in contact with water intended for human consumption using ATP – method, „Polish Journal of Microbiology” Vol. 60, No. 4/2010.