Mikroszennyezők az ivóvízben és az Ivóvízminőség-javító Program Dr. Czégény Ildikó, TRV (HAJDÚVÍZ) Sonia Al Heboos, BME VKKT Dr. Laky Dóra, BME VKKT Dr. Licskó István BME VKKT
Mikroszennyezők Mikroszennyezőknek nevezzük azokat az anyagokat, melyek µg/l koncentráció nagyságrendben a természetes élővizekben lejátszódó életfolyamatok feltételeit és a víznek az ember számára való felhasználhatóságát csökkentik, esetleg megszüntetik. Szervetlen mikroszennyezők Szerves mikroszennyezők Gyógyszermaradványok Hormonháztartást zavaró anyagok (EDS EDC)
Higany Kadmium Ólom Króm Nikkel Réz? Cink?? Sn Ba Arzén Cianidok Szervetlen mikroszennyezők
Szerves mikroszennyezők Kőolaj és származékai PAH vegyületek PCB származékok Fenolok Növényvédőszerek Detergensek Komplexképző anyagok Szerves fém vegyületek (pl. tributil-ón) THM vegyületek Egyéb klórozott szerves vegyületek (pl. AOX komponensek)
Szervetlen mikroszennyezők az ivóvízben Arzén Ólom Réz Cink Cianid??
Szerves mikroszennyezők az ivóvízben THM vegyületek AOX vegyületek Fenolok Klór-fenolok THM és AOX prekurzor vegyületek Természetes szerves anyagok
Szervetlen mikroszennyezők: Arzén Előfordulás (vas és mangán, szulfidos ásványok) Egészségügyi hatásai Eltávolítási lehetőségek koagulációs-flokkulációs technológia adszorpciós eljárások Babonák és valóban általánosítható megállapítások orto-foszfát ionok szilikát ionok A 10 µg/l-es határérték és az ellenállás Módosított vas- és mangántalanítás
Szervetlen mikroszennyezők: Ólom Előfordulás nem jellemző a vízbázisokra Egészségügyi hatása A fogyasztói csapokon megjelenhet Határérték: 50 µg/l 10 µg/l Forrás: A vízellátó rendszer szerelvényei, vezetékek Pangó víz ólom koncentráció nagyobb, mint az áramló vízé A szolgáltatott víz ólom tartalma függ az aktuális ph értéktől és a víz szén-dioxid koncentrációjától A szolgáltatott víz szén-dioxid tartalmának csökkentése
Szervetlen mikroszennyezők: réz és cink Előfordulás: cink van a vízbázis vizében, de koncentrációja messze a határérték alatt Egészségügyi hatásaik: cinknél jelentéktelen, a réznél mg/l a veszélyességi határ halaknál egy-két nagyságrenddel kisebb de: réznél baktericid hatás Forrás: mindkét fémnél a belső vezetékek, szerelvények Csökkentési lehetőség: a víz szabad szén-dioxid tartalmának mérséklése
Szerves mikroszennyezők: Trihalo-metánok Előfordulás: Fertőtlenítési (klórozási) melléktermékek Egészségügyi hatás: daganatkeltők Forrás: szerves anyagok és aktív klór reakciója A THM képződést befolyásolja: A szerves anyagok koncentrációja A szerves anyagok minősége Az aktuális aktív klór koncentráció A szerves anyagok és az aktív klór reakciójához rendelkezésre álló időtartam Határérték: Az EU-s határérték fele, azaz 50 µg/l
Szerves mikroszennyezők: AOX-komponensek Előfordulás: Fertőtlenítési (klórozási) melléktermékek Egészségügyi hatás: mutagenitást okoznak Forrás: szerves anyagok és aktív klór reakciója A THM képződést befolyásolja: A szerves anyagok koncentrációja A szerves anyagok minősége Az aktuális aktív klór koncentráció A szerves anyagok és az aktív klór reakciójához biztosított időtartam Ajánlott határérték: 50 µg/l
A THM és AOX képződés helye Törésponti klórozás A törésponti klórozási folyamatban, a klór-aminokkal azonos időben Kedvezőtlen esetben, az utóklórozás során is.mikrobiológiai ammónium ion eltávolítás Az ammónium ion eltávolítási folyamatban nem képződnek THM és AOX vegyületek Az utóklórozás során képződhetnek, a mikrobiológiai aktivitásból származó fragmentumok között THM és AOX prekurzorok is lehetnek Felszíni-víz tisztítás Elő- és utóklórozás, közbenső klórozási pontok
THM és AOX képződés a biológiai eljárást követően Üzemi vizsgálatok Az ammónium ion eltávolítás jelentősége Mi okozhatja a klórozási melléktermékek (THM) megjelenését? az ammónium ionok eltűnése új szerves anyagok megjelenése a fokozott mikrobiológiai tevékenység következtében mindkettő egyidejűleg A víztisztítási technológiát követően képződő THM és AOX vegyületek megjelennek a fogyasztónál akár határértéknél nagyobb koncentrációban is
Ammónium ion koncentrációk a vízelosztó hálózatban
Nitrit ion koncentrációk a vízelosztó hálózatban
Nitrogén formák a szolgáltatott ivóvízben Az ammónium ionok nitritté alakulása több éves adatsor alapján nagyon szemléletes Az ammónium ion eltávolítási technológia alkalmazását követően megszűnt a nitrit képződés Ammónium ionok hiányában azonban a szolgáltatott ivóvízben ugrásszerűen megnőtt a THM vegyületek mennyisége A klór a mikroorganizmusok mellett - egyedül a szerves anyagokkal tud reakcióba lépni Kulcskérdés a THM és AOX prekurzorok aránya a teljes szerves anyag mennyiséghez viszonyítva
THM koncentrációk a vízelosztó hálózatban
Klórozási melléktermékek 0,4 mg/ maradék szabad aktív klór Megkötött aktív klór mg/l THM μg/l AOX μg/l Kontakt idő óra B 0,9 1,2 16 21 75 82 4 6 E 1,2 1,4 20 23 105 122 4 6 NY 1,5 1,6 13 19 88 98 4 6 P 2,6 3,5 28 40 231 297 4 6
Klór fogyás tisztított vízben (biol, labor)
Klórigény és THM képződés Maradék szabad aktív klór mg/l Összes trihalometán μg/l
Laboratóriumi vizsgálatok Törésponti klórozás Különböző klór ammónium-nitrogén arányok Különböző kontakt idők A töréspont elérésének biztosítása A képződő AOX koncentrációk arányosak a klór felesleggel A képződő AOX koncentrációk arányosak az alkalmazott kontakt időkkel A képződő AOX koncentrációk lényegesen meghaladhatják az ajánlott 50 µg/l határértéket
AOX képződés a tisztított vízben (labor) Cl NH4-N arány kontakt idő [perc] AOX [µg/l] Cl NH4-N arány kontakt idő [perc] AOX [µg/l] 8 : 1 15 88,5 8 : 1 15 88,5 8 : 1 30 107 10 : 1 15 125 10 : 1 15 125 12 : 1 15 134 10 : 1 30 152 8 : 1 30 107 12 : 1 15 134 10 : 1 30 152 12 : 1 30 204 12 : 1 30 204
Következtetések A 10 µg/l-es ólom határérték betartását nem alapozhatjuk a beláthatatlan hosszú ideig elhúzódó vezeték és szerelvény cserére Nem megoldás a reggelenkénti másfél két liter víz kiengedése sem Nagyon alapos vizsgálatokat kell végezni annak érdekében, hogy az ólom kioldódás okát megtaláljuk, és mérsékeljük a kioldódást A szolgáltatásra kerülő víz szabad, de különösen agresszív szén-dioxid tartalmát csökkenteni, minimalizálni célszerű
Következtetések Szerves mikroszennyezők képződnek a klórozási folyamatban Az utóklórozás során az ammónium ion eltávolítási technológia jellegétől függetlenül létrejönnek THM és AOX vegyületek A képződő klórozási melléktermékek mennyisége a jelenlévő szerves anyagok minőségének és mennyiségének is függvénye A kontakt idő hosszától az utóklórozás során is függ a képződő melléktermékek mennyisége
Következtetések A mikrobiológiai ammónium ion eltávolítás nem garantálja a tisztított víz minimális klórozási melléktermék mennyiségét Lehetséges megoldások Klór helyett más fertőtlenítőszer alkalmazása (pl. klór-dioxid) Jó minőségű granulált aktívszénnel a víz szerves anyag tartalmának csökkentése Előzetes laboratóriumi vizsgálatokkal kell meghatározni, hogy az ammónium ion eltávolítás után a tisztított víz szerves anyagai milyen mértékben képeznek veszélyes klórozott melléktermékeket
Köszönjük a figyelmet