Dragi čitaoče,

Sve veći zahtevi za kvalitetnom vodom uslovljavaju sve češće preispitivanje normi kvaliteta vode za piće. U želji da se bude najbolji, prihvataju se norme koje se u praksi ne mogu dostići, prvenstveno zbog (za sada) lošeg materijalnog položaja našeg društva. Svakako, da se kvalitet voda mora dovesti na nivo koji neće ugrožavati zdravlje stanovništva, ali se mora raditi i na dragim poljima kao što je informisanje javnosti. Maksimalnim mobilisanjem svih potencijala našeg društva može se postići cilj i sa manje raspoloživih sredstava. Da bi se postigao taj cilj neophodno je sticati novo znanje i iskustvo, jer u sadašnjoj ekonomskoj krizi našeg društva nemamo mogućnosti da pravimo greške u planiranju optimalnog sistema za vodosnabdevanje. Zbog toga smo se se odlučili da za Water Workshop 2009. priredimo ovu publikaciju sa temom „Savremene metode u pripremi vode za piće“. U okviru publikacije prikazane se sledeće teme: resursi vode za piće, planovi za sigurnost vodosnabdevanja, okvirne smernice kvaliteta vode za piće i procena rizika (hemijski, biološki i mikrobiološki), načini organizovanja moderne laboratorije za analizu vode za piće, monitoring sistema za vodosnabdevanje, osnovne tehnološke metode pripreme vode za piće i to taloženje, filtracija, membranska separacija, unapređeni procesi koagulacije i flokulacije, unapređeni procesi oksidacije, difuzione metode u pripremi vode za piće, dezinfekcija vode za piće i uklanjanje specifičnih organskih i neorganskih polutanata iz vode za piće.

Pored najnovijih metoda za pripremu vode za piće u knjizi je prikazn i deo klasičnih metoda koje se danas najčeće primenjuju u pripremi vode za piće (taloženje, filtracija, koagulacija i flokulacija). Ovakav pristup smo odabrali zbog onih čitalaca koji su odlučili ili da se počnu baviti ovom oblašću ili za one čitaoce koji se bave analitičkim metodama (mikrobiolozi, lekari…) pa im je potrebno osnovno znanje iz metoda koje se najčešće koriste u pripremi vode za piće. Jedan deo prikaznih metoda još nije našao široku primenu u pripremi vode za piće, a jedan deo je još u fazi ispitivanja. Sve ove metode smo prikazali da bi ukazali u kom pravcu teku istraživanja u ovoj oblasti. Svakako da nismo mogli obuhvatiti sve najnovije metode, jer za to bi bilo potrebno puno više prostora i vremena. Nadamo se da smo Vam dali osnovne smernice koje će vam pomući u vašem radu i omogućiti da lakše savladate nove tehnike koje se razvijaju u ovoj oblasti.

Prema koncepciji i sadržaju sigurni smo da će knjiga koja je pred Vama biti od pomoći svima koji se na bilo koji način sreću sa vodsnabdevanjem stanovništva vodom za piće. Ako čitalac nađe odgovore na pitanja vezana za kvalitet vode za piće (od čega zavisi, kako se postiže, koji su to problemi i rešenja koja prate proces njegovog postizanja i održavanja), trud uložen u nastanak ove knjige imaće smisao, ali jednako opravdana je njena pojava i ukoliko eventualna pitanja koja ostanu bez odgovora podstaknu čitaoca za dalje proširivanje znanja i traganje po literaturi za novim rešenjima, koja će sasvim sigurno osvetliti i neke nove, buduće probleme, zamajce daljeg napretka u dobijanju kvalitetne vode za piće.

U Novom Sadu Avgust, 2009. godine
Dr Božo Dalmacija,
redovan profesor Prirodno-matematičkog fakultet u Novom Sadu
Dr Jasmina Agbaba,
docent Prirodno-matematičkog fakulteta u Novom Sadu
Dr Mile Klašnja
redovan profesor Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu

Sadržaj

1. RESURSI VODE ZA VODOSNABDEVANJE

1.1. ZNAČAJ OKVIRNE DIREKTIVE EVROPSKE UNIJE O VODAMA ZA OČUVANJE VODENIH RESURSA
1.2. KOLIKO IMA VODE NA ZEMLJI?
1.3. RASPOLOŽIVI RESURSI VODA NA TERITORIJI SRBIJE
1.4 KVALITET VODNIH RESURSA U SRBIJI
1.4.1. Kvalitet podzemnih voda
1.4.2. Kvalitet površinskih voda

2. SMERNICE ZA ZDRAVSTVENO BEZBEDNU VODU ZA PIĆE

2.1. PLANOVI O SIGURNOSTI VODE ZA PIĆE
2.1.1. Ciljevi bazirani na zdravlju
2.1.2. Osnovi implementacije Plana o sigurnoj vodi za piće
2.1.3. Procena sistema za vodosnabdevanje
2.1.4. Identifikacija i rangiranje hazarda
2.1.4.1. Metoda za određivanje rang liste rizika (Metod 1: Jednostavna timska odluka)
2.1.4.2. Metoda za određivanje rang liste rizika (Metod 2: Semi-kvantitativni prilaz)
2.1.4.3. Identifikovanje dodatnih ili unapređenih kontrolnih mera
2.1.5. Operacioni monitoring za podršku upravljanja rizikom
2.1.6. Verifikacija i revizija
2.1.7. Planovi menadžmenta, dokumentacija i komunikacija
2.1.7.1. Programi za podršku i procedure menadžmenta
2.1.7.1. Dokumentacija
2.1.7.2. Zapis
2.1.7.3. Strategija komunikacije
2.1.8. Nadzor kvaliteta vode za piće

2.2. STANDARDI VODE ZA PIĆE
2.2.1. Hemijski aspekt vode za piće
2.2.2. Biološki aspekt vode za piće
2.2.2.1. Biološko ispitivanje kvaliteta voda
2.2.2.1.1. Pelaške zajednice
2.2.2.1.2. Bentosne zajednice
2.2.2.1.3. Pričvršćene zajednice
2.2.3. Mikrobiološki aspekt vode za piće
2.2.3.1. Hidrični patogeni
2.2.3.1.1. Patogene bakterije
2.2.3.1.2. Protozoe
2.2.3.1.3. Virusi
2.2.3.1.4. Helminti
2.2.3.1.5. Cijanobakteriie
2.2.3.2. Nepoželjni organizmi
2.2.3.2.1. Organizmi koji izazivaju promene ukusa i mirisa vode za piće
2.2.3.2.2. Organizmi koji izazivaju promene boje vode za piće
2.2.3.2.3. Depoziti usled gvožđevitih bakterija
2.2.3.2.4. Problemi korozije usled gvozđevitih i sumpornih bakterija
2.2.3.2.5. Nepoželjne invertebrate
2.23.3. Oportunistički patogeni u vodi za piće
2.2.3.4. Problem cvetanja cijanobakterija i pojave cijanotoksina u vodi namenjenoj za vodosnabdevanje
2.23.4.1. Karakteristike cijanotoksina
2.2.3.4.2. Metode detekciie cijanotoksina u vodi
2.2.4. U susret reviziji Direktivi EU o vodi za piće (98/83/EC)
2.2.4.1. Iskustva sa Direktivom
2.2.4.2. Implementacija Direktive u okviru nacionalne legislative
2.2.4.3. Problemi kvaliteta vode u Evropi
2.2.4.4. Zahtevi za izveštavanje
2.2.4.5. Evropska šema prihvatljivosti (European Acceptance Scheme, EAS)
2.2.4.6. Procena rizika, upravljanje rizikom i Planovi za sigurnost vode
2.2.4.7. Revizija nekih parametara
2.2.4.8. Revizija mikrobioloških parametara

2.3. MONITORING VODE ZA PIĆE
2.3.1. Monitoring vode za piće prema Direktivi EU 98/83/EC
2.3.2. Monitoring vode za piće prema našem pravilniku
2.3.3. Monitoring distribucionog sistema
2.3.4. Tehnike monitoringa
2.3.5. Uspostavljanje zahteva monitoringa
2.3.6. Biomonitoring voda

3. ANALIZA VODE ZA PIĆE

3.1 MODERNA LABORATORIJA ZA ANALIZU VODE ZA PIĆE
3.1.1. Obezbeđenje i kontrola kvaliteta (QA/QC)
3.1.2. Terenske analize
3.1.3. Regulatorni aspekti
3.1.4. Analiza neorganskih parametara kvaliteta
3.1.4.1. Atomska apsorpciona spektrofotometrija – AAS
3.1.4.2. Induktivno kuplovana plazma – ICP
3.1.4.3. Jonska hromatografija – IC
3.1.4.4. Elektrohemijske striping analize – ESA
3.4.4.5. Potenciometrija
3.1.4.6. Mogućnosti analize odabranih neorganskih parametara
3.1.5. Analiza organskih parametara kvaliteta
3.1.5.1. Oksidabilnost
3.1.5.2. Ukupni organski ugljenik
3.1.5.3. Specifični organski parametri
3.1.5.4. Hromatografska analiza
3.1.5.4.1. Priprema uzoraka za hromatografsku analizu
3.1.5.4.2. Gasna hromatografija
3.1.5.4.2.1. Derivatizacija
3.1.5.4.2.2. Separacija i detekcija
3.1.5.4.3. Tečna hromatografija

3.2. METODE I POSTUPCI ZA DETEKCIJU BAKTERIJA U VODI ZA PIĆE
3.2.1. Mikroorganizmi i voda za piće
3.2.1.1. Kvantifikacija bakterija u vodi za piće
3.2.1.2. Vrste mikrobioloških pregleda i pokazatelji kvaliteta vode za piće
3.2.1.3. Principi analitičkih tehnika za ocenu mikrobiološkog kvaliteta
3.2.1.4. Primena monoklonalnih i poliklonalnih antitela
3.2.1.5. IMS/kultura
3.2.2. Neki noviji pristupi, metode i postupci u detekciji bakterija
3.2.2.1. Aerobne mezofilne bakterije – parametar kvaliteta vode za piće
3.2.2.2. Ukupne i fekalne koliformne bakterije
3.2.2.3. Biološki aktivni reakcioni testovi – BARTs

4. OSNOVNE TEHNOLOŠKE METODE U PRIPREMI VODE ZA PIĆE

4.1. SEPARACIONE METODE U PRIPREMI VODE ZA PIĆE
4.1.1. Taloženje i filtracija
4.1.1.1. Koagulacija i flokulacija
4.1.1.1.1. Hemijske reakcije pri koagulaciji
4.1.1.1.2. Uslovi koji utiču na koagulaciju
4.1.1.1.3. Flokulacija
4.1.1.1.4. Faktori koji utiču na koagulaciju i flokulaciju
4.1.1.2. Taloženje
4.1.1.2.1. Uređaji za taloženje
4.1.1.3. Filtracija
4.1.1.3.1. Kontrola filtracije
4.1.1.3.2. Pranje filtra
4.1.2. Membranska separacija
4.1.2.1. Membranska filtracija – mikrofiltracija i ultrafiltracija
4.1.2.1.1. Materijal, struktura i osobine membrane
4.1.2.1.2. Mehanizam membranske filtracije
4.1.2.1.3. Radne karakteristike membrane
4.1.2.1.4. Tehnika membranske filtracije
4.1.2.2. Reversna osmoza i nanofiltracija
4.1.2.2.1. Struktura i materijal membrana
4.1.2.2.2. Mehanizam membranske sevaracije
4.1.2.2.3. Tehnika reversne osmoze i nanofiltracije

4.2. HEMIJSKE METODE U PRIPREMI VODE ZA PIĆE
4.2.1. Poboljšan proces koagulacije u tretmanu vode za piće
4.2.1.1. Osobine čestica u vodi
4.2.1.2. Koagulacija/flokulacija
4.2.1.3. Prirodne organske materije u vodi i efekat koagulacije
4.2.1.4. Uklanjanje algi
4.2.1.5. Uklanjanje jedinjenja antropogenog porekla
4.2.1.6. Uklanjanje mutnoće
4.2.1.7. Uklanjanje biološkog i mikrobiološkog zagađenja
4.2.2. Unapređeni procesi oksidacije u tretmanu vode za piće
4.2.2.1. Ne-fotohemijski procesi
4.2.2.1.1. Ozonizacija u baznoj sredini
4.2.2.1.2. Ozon/vodonik peroksid (O3/H2O2) – PEROXONE
4.2.2.1.3. Fenton (Fe2+/H2O2) i Fenton-slični procesi
4.2.2.2. Fotohemijski procesi
4.2.2.2.1. UV i VUV fotoliza
4.2.2.2.2. Vodonik peroksid/UV zračenje (H2O2/UV)
4.2.2.2.3. Ozon/UV zračenje (O3/UV)
4.2.2.2.4. Ozon/vodonik peroksid/UV zračenje (O3/H2O2/UV)
4.2.2.2.5. Foto-Fenton procesi
4.2.2.2.6. Fotokatalitička oksidacija
4.2.2.3. Još neki AOPs
4.2.2.4. AOPs – poređenje i modeliranje

4.3. DIFUZIONE METODE U PRIPREMI VODE ZA PIĆE
4.3.1. Primena adsorpcije u pripremi vode za piće
4.3.1.1. Adsorpciona ravnoteža
4.3.1.2. Kinetika adsorpcije
4.3.1.3. Faktori koji utiču na adsorpciju
4.3.1.4. Primena u procesima
4.3.1.4.1. Aktivni ugalj u prahu
4.3.1.4.2. Filtri sa nepokretnim slojem granulovanog aktivnog uglja
4.3.1.4.2.1. Zona transfera mase i kriva proboja
4.3.1.4.2.2. Parametri adsorpcionih procesa na GAC filtrima
4.3.1.4.2.3. Pranje GAC filtara
4.3.1.4.2.4. Regeneracija granulisanog aktivnog uglja
4.3.1.4.3. Biološki aktivni ugljevi
4.3.1.4.3.1. Procesi biodegradacije i biosorpcije
4.3.1.4.3.2. Razvoj biofilma na biofiltrima
4.3.2. Primena apsorpcije/desorpcije u pripremi vode za piće
4.3.2.1. Teorijska osnova gas/tečnost razmene
4.3.2.1.1. Rastvaranje gasova (apsorpcija)
4.3.2.1.2. Striping (desorpcija)
4.3.2.2. Aeracija
4.3.2.2.1. Transfer vazduha (kiseonika) u vodu
4.3.2.2.2. Degazacija CO2
4.3.2.2.3. Uklanjanje vodoniksulfida
4.3.2.2.4. Primena čistog kiseonika za oksidaciju
4.3.2.3. Transfer ozona
4.3.2.3.1. Modelovanje transfera ozona
4.3.2.3.2. Izbor reaktora za ozonizaciju
4.3.2.3.3. Reaktori za ozonizaciju
4.3.2.4. Transfer hlora
4.3.2.4.1. Reakcija hlora sa konstituentima u vodi
4.3.2.4.2. Dizajniranje kontaktora za oksidaciiu sa hlorom
4.3.2.5. Korekcija pH vode pomoću ugljen-dioksida

4.4. DEZINFEKCIJA VODE ZA PIĆE
4.4.1 Metode dezinfekcije
4.4.2. Nusprodukti dezinfekcije
4.4.2.1. Zakonska regulativa
4.4.2.2. Toksičnost zakonom regulisanih dezinfekcionih nusproizvoda
4.4.2.3. Toksičnost zakonom neregulisanih dezinfekcionih nusproizvoda
4.4.2.4. Dezinfekcioni nusproizvodi kao proizvodi oksidacije ksenobiotika

5. UKLANJANJE SPECIFIČNIH ORGANSKIH I NEORGANSKIH POLUTANATA IZ VODE ZA PIĆE

5.1. UKLANJANJE AZOTNIH MATERIJA IZ VODE ZA PIĆE
5.1.1. Uklanjanje amonijaka iz vode za piće
5.1.1.1. Fizičko-hemijski procesi uklanjanja amonijaka
5.1.1.2 Biološki procesi uklanjanja amonijaka
5.1.1.2.1 Filteri sa imobilisanom mikroflorom za uklanjanje amonijaka
5.1.1.2.2 Biološki tretman vode koja sadrži amonijak gvožđe i/ili mangan
5.1.2 Uklanjanje nitrata iz vode za piće – denitrifikacija
5.1.2.1. Hemijsko uklanjanje nitrata iz vode za piće
5.1.2.2. Fizičko uklanjanje nitrata iz vode za piće
5.1.2.3. Fizičko-hemijsko uklanjanje nitrata iz vode za piće – jonska izmena
5.1.2.4. Biološko uklanjanje nitrata iz vode za piće
5.1.2.5. Membranski bioreaktori

5.2. UKLANJANJE GVOŽĐA I MANGANA IZ VODE ZA PIĆE
5.2.1. Tehnike uklanjanja gvožđa i mangana iz podzemnih voda
5.2.1.1. Fizičko-hemijsko uklanjanje gvožđa i mangana
5.2.1.2. Biološko uklanjanje gvožđa i mangana

5.3. UKLANJANJE ARSENA U TRETMANU VODE ZA PIĆE
5.3.1. Postupci za smanjenje sadržaja arsena u vodi za piće
5.3.1.1. Koagulacija i flokulacija i drugi precipitacioni porocesi
5.3.1.2. Sorpcioni procesi (adsorpcija i jonska izmena)
5.3.1.3. Membranski procesi
5.3.1.4. Oksidacija
5.3.2. Generisanje i odlaganje reziduala arsena nakon tretmana
5.3.2.1. Solidifikacija i stabilizacija (S/S) kao remedijaciona tehnologija za otpad koji sadrži arsen
5.3.2.1.1. Područja primene, prednosti i potencijalna ograničenja
5.3.2.2. Kristalizacija mulja
5.4. UKLANJANJE TOKSIČNIH ORGANSKIH POLUTANATA
5.4.1. Hibridni proces membranska filtracija/adsorpcija na aktivnom uglju u prahu
5.4.2. Unapređeni procesi oksidacije
5.5. MERE PREVENCIJE I POSTUPCI UKLANJANJA CIJANOTOKSINA IZ VODE
5.5.1. Koagulacija/flokulacija, flotacija i adsorbcija aktivnim ugljem
5.5.2. Hlorinacija
5.5.3. Svetlost
5.5.4. Procesi na membranama
5.5.5. Ozonizacija