Proč vlastně pitnou vodu čistíme? A jak se čištění vody dělalo dřív?

Ve svém principu pramení současné postupy čištění pitné vody z technologií a objevů, které lidstvo při čištění vody provází už po staletí.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Aby se z obyčejné vody stala pitná, je těch věcí k odstranění opravdu hodně: od nečistot a kalů, které běžně uvidíme okem; přes těžké kovy a chemikálie, které vidět nemusíme, ale mohli bychom je poznat po chuti, až po bakterie a viry. Které svými smysly vůbec zaznamenat nemusíme, ale voda jimi kontaminovaná by nás mohla dostat do opravdu pořádných problémů.

V Česku se z definice (uvedené ve vyhlášce č. 252/2004) pitné vody dozvíme, že jde „o zdravotně nezávadnou vodu, která ani při trvalém požívání nevyvolá onemocnění nebo poruchy zdraví přítomností mikroorganismů nebo látek ovlivňujících akutním, chronickým či pozdním působením zdraví fyzických osob a jejich potomstva, jejíž smyslově postižitelné vlastnosti a jakost nebrání jejímu požívání a užívání pro hygienické potřeby fyzických osob“.

Co nás na vodě zajímá?

U nás například bazírujeme na 62 různých ukazatelích kvality, které u pitné vody měříme. Započítána do nich je desítka mikrobiologických a biologických ukazatelů, a dvaapadesát fyzikálních, chemických a organoleptických (čichově-chuťově-vzhledově kvalitu vody ovlivňujících).

U každého je nastaven povolený limit. Například pro bakterii Clostridium perfringens je limit nulový (pitná voda prostě kolonie této bakterie obsahovat za žádnou cenu nesmí), hliníku nemůže být v litru pitné vody víc než 0,2 miligramů. Měří se i zápach, zákal i pH.

Standard toho, co a v jaké koncentraci přesně smí nebo nesmí pitná voda obsahovat, se ve světě výrazně liší.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Standard toho, co a v jaké koncentraci přesně smí nebo nesmí pitná voda obsahovat, se ve světě výrazně liší.

Ve Spojených státech amerických je měřeno 90 různých ukazatelů. Na rozdíl od nás se například zajímají o mikrobiologickou přítomnost bakterií Legionelly nebo přítomnost azbestu. A v řadě afrických států je kontrolováno jen 10 ukazatelů, anebo rovnou žádné.

Na některých místech ke zdravotně nezávadné vodě nemají lidé ani dnes přístup. Jak v takových případech vodu čistí? Částečně a nedokonale, s využitím prakticky totožných přístupů, jakými lidé vodu činili pitnější už 2000 let před naším letopočtem.

Starověké vynálezy z Indie, Egypta i Řecka

Historické zdroje ze starověké Indie a Řecka zmiňují například cezení vody a její filtraci přes plátno. Což, zvláště při vícevrstvém filtru, skutečně efektivně odstraňovalo viditelné nečistoty.

Pozoruhodné je, že už před 1500 lety se jako jedna z variant čištění vody doporučovalo její převařování. Anebo alespoň její vystavení přímým slunečním paprskům, potažmo „teplotní šok“ vnořením rozžhaveného železa.

Poměrně sofistikovanou vychytávkou pak bylo poprášení vody hlinitými solemi kyseliny sírové. Ty totiž vyvolají vysrážení nečistot a jejich shluknutí na dně. S tímto nápadem zazářili například v Egyptě. Byla to ale na dlouhou dobu poslední inovace.

S dalším užitečným trikem k čištění vod totiž přišli badatelé až v 17. století, když si povšimli adsorpčních schopností živočišného a posléze i aktivního uhlí. K čemu je dobré?

Na některých místech světa nemají ani dnes lidé ke zdravotně nezávadné vodě přístup.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Riccardo Mayer / Shutterstock

Aktivní uhlí má velmi komplikovanou pórovitou strukturu, vysoký vnitřní povrch. Pokud bychom 1 gram tohoto sypce černavého materiálu rozprostřeli do plochy, zjistíme, že s ním pokryjeme až 1500 metrů čtverečních. Což znamená, že je to perfektní filtrační materiál, přirozený zachycovač nečistot.

Jeho výroba přitom není až tak náročná: stačí při vysokých teplotách spálit něco našlapané uhlíkem, a dopřát tomu drobná vylepšení. Například kyslík, aby se ona pórovitá struktura umocnila. Ale dost dobře to funguje i s obyčejným kusem uhlí, ponořeným do vody.

Chlorová revoluce změnila svět

Vysrážení aniontů posypem hlinitými solemi kyseliny sírové i lapání nečistot s pomocí aktivního uhlí nepochybně zlepší vzhled a často i chuť vody. Ale její kvality z hlediska mikrobiologických činitelů se tím nemění. Pořád v sobě může dál nést viry a bakterie. To, co konzumentům může kromě uhašení žízně přinést tyfus anebo choleru.

Kritickým zlepšovákem byl v tomto ohledu nápad přidávat do vody určené ke konzumaci chlornan sodný. Bělidlo.

Experimentovat se sterilizací vody tímto způsobem se začalo v 18. století, ale teprve velká tyfová epidemie v anglickém hrabství Kent roku 1894 zavedla spíše ze zoufalství tento postup do běžné praxe.

Mechanismus byl prostý: do vody přidáte bělidlo, a dojde k chemické reakci, při níž se z něj stane kyselina chlorná a sůl, hydroxid sodný. Kyselina se postará o narušení povrchových membrán bakterií a některých virů. Reakcí se také uvolní chlornan sodný, který bude denaturovat a rozkládat onu závadnou biologickou složku. Změna v kvalitě vody to byla skutečně revoluční, a novinka o významu chlorace se brzy rozletěla do světa.

Teď jen, kolik toho bělidla do vody nalít. Je třeba pro něj nastavit takový limit, který naruší a zahubí bakterie, a přitom nebude hubit i konzumenty. To zjišťování běželo docela dlouho, a stejně jako u dalších sledovaných ukazatelů se tato informace neustále zpřesňuje.

Čištění dneška vychází ze zkušeností minulosti.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Čištění dneška vychází ze zkušeností minulosti

V současnosti se u nás v úpravnách vody pracuje v několikastupňovém režimu čištění, které využívá mechanických, biologických, chemických a fyzikálně-chemických metod. Potěšující je, že ve svém principu pramení tyto současné postupy z technologií a objevů, které lidstvo při čištění vody provází už po staletí.

Vezmeme to bleskovou rychlostí: nejprve se v sedimentačních nádržích nechá usadit kal, hrubé nečistoty. V dalším kroku pak následuje čiření. Do vody se přidávají různá činidla (chlorid železitý, skalice zelená a už od času království na Nilu nám známý síran hlinitý), která pomohou s vysrážením a vyvločkováním dalších znečišťujících látek. Včetně části těch mikrobiologických. To, že nečistoty vytváří vlivem činidel shluky a chuchvalce, pomáhá s další fází. Filtrací.

Ta probíhá na tzv. pomalých a rychlých filtrech, je řešena různými způsoby. Třeba pískem. Po ní někdy následuje sorpce, vyvázání (tedy spíše přivázání a lapení) nízkomolekulárních organických látek. Jak? S pomocí aktivních materiálů. Například aktivního uhlí. A dál? Je tu oxidace, rozbíjející chemické vazby organických a některých anorganických složek.

Po všech těchto fázích je už voda „čistá“, ale přeci jen jsme toho do ní ve formě nejrůznějších činidel a reaktantů dost nasypali. A proto to musíme dostat ven. Nastupuje aerace neboli provzdušňování, která vodu zbaví železitých kationtů. A rovněž ji zbaví zápachu. Následuje odželezování a odmanganování.

Dalším krokem je dezinfekce. O jedné z metod, chloraci – chlórem, chloraminem, chloranem sodným nebo chloroxinem, jež povšechně hubí bakterie a viry – už víme. Pracuje se ale i s ozařováním vody UV paprsky a ozonizací. Jde o to, aby v této vodě nic „nenarostlo“, až opustí proces čištění.

Pak může z úpraven pitné vody 74 566 kilometry vodovodních řadů (údaj z roku 2011) zamířit až k vašemu kohoutku. Aby, až ji nějakým způsobem použijete, mohla vyrazit 41 783 kilometry stokových sítí zamířit zpět. Kam? V ideálním případě k čistírnám odpadních vod. Ale to už je trochu jiný příběh.