Czynniki ryzyka wpływające na jakość wody dostarczanej ludności dr hab. inż. Izabela Zimoch prof. nzw. Politechniki Śląskiej 1
Cechy systemu zaopatrzenia w wodę Systemy zaopatrzenia w wodę (SZW) cechuje złożona struktura budujących je obiektów technicznych, realizujących poszczególne procesy takie jak: ujmowanie, uzdatnianie, transport, gromadzenie oraz dystrybucja wody. Funkcjonowanie SZW ściśle związane jest z dynamicznie zmieniającym się środowiskiem zewnętrznym jak i wewnętrznym Niezawodność funkcjonowania systemów zaopatrzania w wodę jest powiązana z pojęciem bezpieczeństwa, które ma różnorodne znaczenie. PsDoW UWZ 1 UWZ 2 PsDW Odbiorca wody uzdatnionej
Bezpieczeństwo systemu zaopatrzenia w wodę Interpretacja bezpieczeństwa funkcjonowania systemu odnosi się zatem do grupy zdarzeń eksploatacyjnych nienarażonych na negatywne oddziaływanie czynników środowiska zewnętrznego i niszczące działanie czynników wewnętrznych, w efekcie błędnych decyzji operatora. W powyższym ujęciu bezpieczeństwo SZW definiowane jest jako: stan realizacji przez system zadania dostarczenia do odbiorcy wody o wymaganej jakości, w określonych warunkach oddziaływania otoczenia, wpływających na skuteczność osiągnięcia założonego celu optymalnej i efektywnej pracy systemu wodociągowego. PsDoW UWZ 1 UWZ 2 PsDW Odbiorca wody uzdatnionej
Bezpieczeństwo systemu zaopatrzenia w wodę W kontekście przytoczonej definicji, we wszystkich rozwiniętych krajach świata zaopatrzenie w wodę regulowane jest skutecznie funkcjonującymi aktami prawnymi. Wynika to przede wszystkim z uznania zaopatrzenia w wodę za strategiczne działanie państwa uwzględniające czynnik społeczny, ekonomiczny oraz polityczny. Wieloletnie doświadczenia (HACPP, WSP) licznych krajów wskazują, że najwyższe gwarancje osiągania standardów bezpieczeństwa zaopatrzenia w wodę do celów pitnych daje system wielobarierowości definiowany jako: PsDoW UWZ 1 UWZ 2 PsDW Odbiorca wody uzdatnionej. zintegrowany system procedur, procesów i narzędzi, które wspólnie zapobiegają lub redukują zanieczyszczenie wód na drodze od źródła poboru do punktu czerpalnego użytkownika.
Zarządzanie bezpieczeństwem wody Zarządzanie bezpieczeństwem zdrowotnym wody przeznaczonej do spożycia jest procesem obejmującym : - identyfikację i ocenę zagrożeń, - ustalenie punktów krytycznych oraz - szacowanie ryzyka na każdym etapie od ujęcia do kranu. Zarządzanie to ma na celu zminimalizowanie prawdopodobieństwa pojawienia się niekorzystnych zjawisk mogących mieć wpływ na jakość dostarczanej wody, a w ten sposób na zdrowie lub odczucia konsumentów. PsDoW UWZ 1 UWZ 2 PsDW Odbiorca wody uzdatnionej
Zaopatrzenie w wodę jest zatem dziedziną interdyscyplinarną. Na ostateczną jakość wody w kranie u konsumenta mają wpływ uwarunkowania środowiskowe, techniczne, technologiczne, organizacyjne i eksploatacyjne. Dostawcy wody powinni dysponować: - wydajnymi urządzeniami, - wykwalifikowanym personelem oraz - dobrze funkcjonującym systemem zarządzania w zakresie jakości i bezpieczeństwa. 6
Właściwa ocena warunków funkcjonowania SZW ukierunkowana na poszczególne etapy procesu dostaw wody (ochrona zasobów, pobór wody, jej uzdatnienie, gromadzenie, transport i dystrybucja) jest niezbędna do zarządzania opartego na analizie ryzyka i podejściu procesowym. Zniesienie W Polsce w roku 2011 obowiązku ustanowienie stref ochronnych ujęć, a co za tym idzie konieczności monitorowania sposobu użytkowania terenów w bezpośrednim sąsiedztwie ujęć, znacznie zwiększa zagrożenia dla stanu jakości ujmowanych wód i bezpieczeństwa jej dostaw. Zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) uzupełnieniem jest kontrola końcowa jakości wody pitnej do której zobowiązują przedsiębiorstwo wodociągowe zobowiązane jest ustawowo. 7
Zatem zarządzanie ryzykiem funkcjonowania SZW, oparte na identyfikacji zagrożeń w całym łańcuchu dostaw wody od ujęcia po kran konsumenta, to wyzwanie, z którym zmierzą się przedsiębiorstwa wodociągowe zgodnie z rewizją Dyrektywy 98/83/EC z 6.10.2015 r. (2015/1787) i wynikającą z niej koniecznością zmian prawodawstwa w Polsce. Ściśle powiązana z opracowanym przez WHO Planem Bezpieczeństwa Wody (WSP - Water safety Plan) jest norma PN-EN 15975-2:2013-12 Bezpieczeństwo zaopatrzenia w wodę pitną. Wytyczne zarządzania kryzysowego i ryzyka. Część 2: zarządzanie ryzykiem 8
Do normy tej nawiązuje przeprowadzona w 2015 roku rewizja dyrektywy 98/83/WE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia (Drinking Water Directive - DWD) (wersja ujednolicona http://eurlex.europa.eu/legal-content/pl/all/?uri=celex%3a32015l1787 9
1. W ramach programów monitorowania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi należy: a) sprawdzać, czy istniejące środki kontroli ryzyka dla zdrowia ludzkiego w całym łańcuchu dostaw wody od zlewiska poprzez pobór, uzdatnianie i przechowywanie aż do dystrybucji funkcjonują skutecznie oraz czy woda w punkcie zgodności jest zdatna do użycia i czysta; b) dostarczać informacje dotyczące jakości wody dostarczanej do spożycia przez ludzi do celów wykazania, że obowiązki określone w art. 4 i 5 oraz wartości parametryczne określone w załączniku I są spełniane; c) określać najbardziej odpowiednie sposoby ograniczania ryzyka dla zdrowia ludzi. 10
Ocena ryzyka musi mieć charakter płynny, dostosowany do konkretnego SZW oraz prawdopodobieństwa wystąpienia sytuacji mogących wpływać na zagrożenie bezpieczeństwa konsumentów. 11
Rozwiązania techniczne i technologiczne na etapie poboru i uzdatniania wody powinny być dostosowane do: - jakości pobieranej wody oraz - potencjalnych zagrożeń. Zgodnie z zaleceniami Ramowej Dyrektywy Wodnej Państwa Członkowskie zapewniają konieczną ochronę części wód wyznaczonych w celu uniknięcia pogorszenia ich jakości, dla zredukowania poziomu uzdatniania wymaganego przy produkcji wody do spożycia. Państwa Członkowskie mogą ustalić strefy ochronne dla tych części wód. Pobieranie wody jak najwyższej jakości i redukowanie poziomu uzdatniania minimalizuje ryzyko wystąpienia zdarzeń niepożądanych. 12
Proces uzdatniania wody powinien być dostosowany do przewidywanego ryzyka związanego z pojawieniem się zanieczyszczeń innych niż występujące zazwyczaj w pobieranej wodzie. Stąd konieczne jest dokładne rozpoznanie potencjalnych źródeł zanieczyszczeń, przeprowadzone przez wyspecjalizowane podmioty z udziałem osób znających dobrze lokalne uwarunkowania (przemysł, rolnictwo, zanieczyszczenia komunalne). 13
Przykłady zanieczyszczeń powiązanych (wzrost lub spadek stężeń) z warunkami klimatycznymi a powstałych w wyniku działalności: rolniczej - np. związki azotu z nawozów, pestycydy stosowane jako środki ochrony roślin, mikroorganizmy z nawozów naturalnych, przemysłowej - węglowodory, sole metali ciężkich, kwasy, zasady mineralne, cyjanki, toksyczne związki organiczne, komunalnej - niewłaściwie oczyszczone ścieki zawierające mikroorganizmy kałowe, związki chemiczne wchodzące w skład stosowanych w gospodarstwach domowych środków czyszczących i piorących oraz pozostałości powszechnie używanych farmaceutyków jak środki przeciwbólowe, antybiotyki, hormony 14
Należy uwzględniać także warunki meteorologiczne gdyż mogą one mieć istotny wpływ na pojawienie się zagrożeń. Największe epidemie chorób przenoszonych drogą wodną były wynikiem niesprzyjających temperatur i wiatrów (Milwaukee 1993r wody powierzchniowe) lub nadmiernych opadów (Walkerton w 2000 r wody podziemne). 15
Środki kontroli na etapie ujmowania wody to: 1.Stałe monitorowanie uwarunkowań mogących mieć wpływ na jakość wody ujmowanej kontrole terenowe, wzrokowe, zbieranie, aktualizowanie i analizowanie danych środowiskowych i technicznych; 2.Dobranie parametrów jakości wody wymagających stałego lub okresowego monitorowania. Szczegóły w części warsztatowej 16
Środki kontroli na etapie uzdatniania wody to stałe monitorowanie: - procesów technologicznych, - jakości ujmowanej wody, z wykorzystaniem aparatury monitorującej on-line, biosensorów, szybkich testów i tradycyjnych analiz wody. 17
Bardziej złożone procesy uzdatniania wody (koagulacja, flokulacja), wymagające stosowania substancji chemicznych, niosą za sobą większe ryzyko. Jest ono związane zarówno z awarią urządzeń jak i błędem ludzkim. Camelford (UK) 1988 r. w wyniku błędu operatora 20 ton siarczanu glinu przedostało się do sieci dystrybucyjnej https://en.wikipedia.org/wiki/camelford_water_pollution_in cident 18
Część parametrów (określonych w załączniku 1C dyrektywy, co odpowiada załącznikowi 3 w rozporządzeniu Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia), w przypadku ich naturalnego pochodzenia, powinna być monitorowana nie ze względu na potencjalne zagrożenia zdrowotne lecz dla oceny prawidłowości funkcjonowania całego systemu zaopatrzenia w wodę. Należą do nich np.: Żelazo - gdy w procesie uzdatniania nie są wykorzystywane jego sole, Bakterie grupy coli, ogólna liczba mikroorganizmów (najczęściej są wskaźnikami nadmiaru biofilm, zwłaszcza gdy nie stwierdzono obecności wskaźników kałowych). 19
Szczególnego podejścia wymaga proces dezynfekcji wody. Zarówno w kontekście regulacji dawkowania w zależności od uwarunkowań zewnętrznych (np. w przypadku płytkich ujęć wód podziemnych narażonych na przenikanie zanieczyszczeń powierzchniowych, przy intensywnych opadach, wiosennych roztopach dawka dezynfektanta powinna zostać zwiększona), jak i minimalizowania ryzyka powstawania ubocznych produktów dezynfekcji (po uzdatnieniu mętność wody powinna być najmniejsza, możliwa do uzyskania dla konkretnej technologii). 20
Etap dystrybucji wody wprowadza nowe zagrożenia związane z wtórnym zanieczyszczeniem. Wynikają one zarówno z - wieku czy stanu technicznego sieci wodociągowej, -jakości (zwłaszcza korozyjności) wprowadzanej wody - niewłaściwej eksploatacji (nieodpowiednie przepływy wody w tym falowanie ciśnienia czy stagnacja wody, niewłaściwy system płukania lub jego brak. 21
Środki kontroli na etapie dystrybucji wody: - Inwentaryzacja i ocena stanu technicznego sieci, - Monitorowanie przepływów, - Dokumentowanie awarii, analiza przyczyn i skutków, - Płukanie sieci zgodnie z modelem hydraulicznym, - Monitorowanie jakości wody: - W punktach reprezentacyjnych (w celu ogólnej oceny jakości wody), - W miejscach problematycznych. 22
Negatywnym przykładem braku znajomości stanu technicznego SZW i analizy uwarunkowań eksploatacyjnych jest zmiana źródła zaopatrzenia w wodę przez miasto Flint w USA (ok 100 tys. mieszkańców). W 2013 roku zrezygnowano z wody dostarczanej z aglomeracji Detroit i rozpoczęto pobór wody z rzeki Flint. Zbyt korozyjna woda zaczęła wypłukiwać osady, żelazo, ołów (stop lutowniczy stosowany wcześniej do budowy sieci i instalacji zawierał 20-60% ołowiu), odnotowano wzrost awaryjności i przecieków, zanieczyszczenia mikrobiologiczne, ponadnormatywny wzrost THM. Nie dokonano analizy potencjalnych zagrożeń i skutków, nie monitorowano korozyjności wody. 23
Instalacje wewnętrzne:- rodzaj zastosowanych materiałów, projektowanie, wykonanie i eksploatacja są szczególnie istotne w przypadku instalacji wewnętrznych. Zdecydowana większość z niezgodności z wymaganiami wynika z błędów popełnianych na tym, ostatnim etapie dostaw wody. Właściciele lub administratorzy nieruchomości kontrolując stan techniczny instalacji w budynkach ograniczają się najczęściej do oceny szczelności systemu, nie analizując innych problemów i nie badając jakości dostarczanej wody. Wymagania takie nie są określone ani w przepisach prawnych (za wyjątkiem obiektów służby zdrowia, które są do tego zobowiązane ustawą o zakażeniach ), ani normach ani wytycznych. 24
Wprowadzanie systemów zarządzania jakością, ryzykiem, bezpieczeństwem, zarządzania kryzysowego oraz opisanie wszelkich procesów za pomocą procedur i instrukcji, ich stałe aktualizowanie i dostosowywanie do konkretnych SZW w istotny sposób minimalizuje potencjalne ryzyko i zagrożenia dla zdrowia. 25
Ważna też jest bliska współpraca podmiotów odpowiedzialnych za zaopatrzenie w wodę (gmin), dostawców wody, organów nadzorujących jakość wody oraz właścicieli i administratorów budynków. Dotyczy to w szczególności wzajemnej informacji i podejmowania wspólnych, najodpowiedniejszych dla danej sytuacji decyzji. 26
Bezpieczeństwo SZW Własność systemu kształtowana zdarzeniami eksploatacyjnymi straty w zysku PRODUCENT: system bonifikat wzrost kosztów dostawy wody wzrost liczby awarii i ich konsekwencji społecznych, środowiskowych i ekonomicznych KONSUMENT: wtórne zanieczyszczenie wody obniżenie ciśnienia okresowy brak wody
Dziękuję za uwagę dr hab. inż. Izabela Zimoch prof. nzw. Politechniki Śląskiej e:mail izabela.zimoch@polsl.pl 28