Fizičko-hemijska i Mikrobiološka Ispravnost Vode Za Piće u

7/24/2019 Fiziko-hemijska i Mikrobioloka Ispravnost Vode Za Pie u

1/169

1

UNIVERZITET U BEOGRADU

POLJOPRIVREDNI FAKULTET

Slaana S. Milojkovi, dipl.ing.prehrambene tehnologije

Fiziko-hemijska i mikrobioloka ispravnost vode za pie useoskim naseljima na teritoriji grada Poarevca

Specijalistiki rad

Beograd-Zemun, 2014.


2/169

2

POLJOPRIVREDNI FAKULTET, ZEMUN

Mentor: __________________________________

Profesor dr Milo B. Rajkovi, redovni profesor

Poljoprivredni fakul tet u Zemunu, Univerziteta u Beogradu

redovni lan Inenjerske akademije Srbije (IAS), Beograd

lanovi Komisije: __________________________________

Profesor dr Malia Anti, vanredni profesor

Poljoprivredni fakul tet u Zemunu,Univerziteta u Beogradu

___________________________________

Dr Mirjana Stojanovi, nauni savetnik

I nstitut za tehnologiju nuklearnih i drugih

mineralnih sir ovina, I TNMS, Beograd

___________________________________

Dr Miomir Niki, redovni profesor

Poljoprivredni fakul tet u Zemunu,Univerziteta u Beogradu

Datum odbrane: ____________________________________


3/169

3

RE MENTORA

Sva ispitivanja voda u Branievskom okrugu, iji su rezultati detaljno prikazani u ovomspecijalistikom radu, obavljena su pre obilnih padavina u Srbiji od 12. do 17. maja 2014.godine. Obilne padavine u Srbiji bile su posledica prisustva i razvoja prostranog ciklonskog polja

niskog vazdunog pritiska sa centrom u oblasti enovskog zaliva (popularno nazvan ciklonTamara).Ciklonsko polje sporo se premetalo preko Apeninskog poluostrva i junog Jadrana upodruje centralnog Balkana i istoka Panonske nizije. Tokom sporog premetanja, ciklonskaaktivnost se produbljivala uz razvijenost po svim visinama. Oblani sistem u vezi sa ovimciklonom bio je visine do sedam kilometara, a horizontalna rasprostranjenost bila je iznad veegdela Balkanskog poluostrva i srednje Evrope.

Kao posledica toga, od 12. do 17. maja zabeleene su padavine koje su jednake (premapodacima Republikog hidrometeorolokog zavoda (RHMZ) iz Beograda) tromesenimkoliinama padavina na ovim podrujima, jer je tokom 72 sata palo oko 200 mm vode po metrukvadratnom u veem delu zemlje, to govori da se radi o ekstremnom dogaaju kojim suprevazieni dosadanji istorijski maksimumi dnevne koliine padavina, kao i vodostaji.

Ova prirodna katastrofa ukazala je, naalost, i na veliki znaaj ovog i slinih istraivanjakvaliteta ivotne sredine (okoline) u jednom normalnom (prirodnom) ciklusu.

Naime, kvalitet uzoraka voda koji su analizirani u ovom specijalistikom radu rezultat suprirodnih procesa koji se odigravaju u sistemu voda-zemlja-vazduh u duem vremenskomperiodu. Moe se rei pravi prirodni fon, jer nije bilo snanijeg niti prirodnog nitiantropogenog dejstva na prirodni sistem.

Ako izuzmemo neka deavanja u prirodi na ovom podruju koja su mogla da promeneprirodni fon, veliki antropogeni uticaj (udar) bio je 1986. godine (havarija u nuklearnoj centraliu ernobilju, Ukrajina) i NATO bombardovanje SR Jugoslavije 1999. godine, kada je prirodnisistem znatno obogaen radionuklidima (1986) i razliitim hemijskim supstancama iuranijumom (1999), to u ovom specijalistikom radu nije dokazano, ili se nalaze ispod pragadetekcije.

Takoe, u ovom periodu nije bilo veih zdravstvenih problema stanovnitva (epidemijarazliitih razmera, veliki broj obolelih od tekih bolesti i sl.), to takoe ukazuje da jeantropogeni uticaj na kvalitet ivotne sredine priroda uspeno odbacila.

Na taj nain ovaj specijalistiki rad, u periodu koji dolazi nakon katastrofalnog dejstvaprirode i posledica koje je to dejstvo prouzrokovalo, predstavlja pravu osnovu (referentnu


4/169

4

vrednost, tanije prihvaenu referentnu vrednost, u svojoj punoj definiciji 1) sa ijimrezultatima se mogu porediti rezultati svih sledeih ispitivanja. Sigurno je dolo do promenefiziko-hemijskog a naroito mikrobiolokog sastava voda (akutnog, u periodu nakon kia ipoplava, a hroninogu duem vremenskom periodu) koji e novim istraivanjima moi da seporede i da se pravilno (pouzdano) sagledaju razmere tih promena, a naroito konsekventan

uticaj na zdravlje stanovnitva.Ovaj specijalistiki rad jo jedanput dokazuje kako nauka svojim ispitivanjima koja su

ponekad i neshvaena od strane ire drutvene javnosti (visoki trokovi obuke ljudi, visoka cenainstrumenata i hemikalija, visoka cena odravanja (remont) sistema) u stvari radi za dobrobitupravo tog drutva jer svojim rezultatima trasira bezbednu ivotnu sredinu i spreavadalekosene posledice koje mogu da prouzrokuju katastrofe velikih razmera nastale biloprirodnim bilo antropogenim putem.

Na taj nain ovek, koji je pred prirodom nemoan, ipak moe da utie na prirodu, makarsamo u onoj meri da ivi u jednoj koheziji sa njom i da se titi od njene ponekad udljive prirode,ali i da priroda na svaki ovekov atak na nju odgovara mnogostruko jae i bolnije po oveka.

Dr Milo B. Rajkovi, red.prof.

___________________________

1Referentna vrednost ili dogovorena prava vrednost(def.), vrednost dodeljena nekoj veliini i dogovornoprihvaena, jer joj je za odreenu upotrebu nesigurnost primerena. Primer dogovorene prave vrednostije vrednostreferentnog etalona ili standarda, koja je najbolja procena prave vrednosti.

Prihvaena referentna vrednost(def.) vrednost koja slui kao referentna vrednost za upotrebu i koja moe biti: a)teorijska, zasnovana na naunim postavkama, b) dodeljena, zasnovana na eksperimentalnim podacima nekihnacionalnih ili meunarodnih organizacija, c) dogovorena, zasnovana na kolaborativnim (lat. collaboratio, saradnja,saraivanje) ispitivanjima.


5/169

5

Fiziko-hemijska i mikrobiolokaispravnost vode za pie u seoskim naseljimana teritoriji grada Poarevca

Izvod

U okviru specijalistikog rada u seoskim naseljima na teritoriji grada Poarevcauzorkovano je i pregledano 400 uzoraka vode za pie. Uzorci su uzeti u 20 seoskih naselja kojanemaju centralno vodosnabdevanje: Ostrovo, Petka, Reica, Klievac, Maljurevac, Bubuinac,Bratinac, Bare, Beranje, Kasidol, Nabre, Trnjane, Dubravica, Batovac, Breane, ivica,Dragovac, Luica, Prugovo, Poljana. U svakom naselju uzeto je po 20 uzoraka vode izindividualnih bunara u domainstvima u razliitim delovima sela.

Uzorkovanje, metode ispitivanja i tumaenje rezultata uraeni su u skladu sa Pravilnikomo higijenskoj ispravnosti vode za pie. Radila se osnovna analizavode koja obuhvata sledeeparametre: miris, boju, pH vrednost, utroak KMnO4, mutnou, nitrite, nitrate, amonijak, hloride,elektroprovodljivost i mikrobioloku ispravnost i odreivanje sadraja tekih metala u vodi zapie primenom atomske apsorpcione spektrofotometrije.

Dobijeni rezultati analiza voda razlikuju se od naselja do naselja. U veini naselja voda jeu velikom procentu higijenski neispravna. Ispitivanja su pokazala da se % mikrobiolokeispravnosti u ispitivanim uzorcima vode kree od 85% u selu Dubravica, do potpuno neispravnevode za pie, uzorkovane u selu Bare. Fiziko hemijska ispravnost vode za pie kretala se od95% u selu Dubravica, do potpuno neispravne vode za pie, uzorkovane u selima Petka, Luica iPrugovo. Najei uzrok neispravnostivode za piesupoviene vrednosti: nitrata(maksimalnakoncentracija nitrata 1138,9 mg/dm

3 zabeleena je u selu Klievac), nitrita (maksimalna

koncentracija nitrita 0,40 mg/dm3 zabeleena je u selu Prugovo), zatim mutnoa od

suspendovanih materija neorganskog porekla(maksimalna vrednost od 26,5 NTU zabeleena je

u selu Breane), boja vode kao posledica prisustva koloidno rastvorenih materija biljnog porekla(maksimalna vrednost od 10 Co-Pt zabeleena je u selu Ostrovo), koncentracija Cl-jona(maksimalna vrednost od 262,48 mg/dm

3 zabeleena je u selu Klievac), prisustvo organskih

materija u vodi za pie,poviene vrednosti elektroprovodljivosti (maksimalna vrednost od 2940

S zabeleena je u selu Klievac) i pH vrednost vode (najnia pH vrednost od 6,27 zabeleena uselu ivica). U analiziranim uzorcima vode za pie u seoskim domainstvima koncentracijaamonijaka je u dozvoljenim granicama, dok je sadraj tekih metala u svim uzorcima ispitivanevode za pie ispod maksimalno dozvoljene koncentracije, a u nekim sluajevima ak i ispodgranice detekcije. Sadraj urana u ispitivanim uzorcima vode pokazuju da je koncentracija uranau granicama prirodnih vrednosti.

Na osnovu ispitivanja velikog broja uzoraka vode za pie u seoskim naseljima koja

nemaju centralno vodosnabdevanje, procenjen je njen kvalitet sa aspekta zdravstveno-bezbedonosne ispravnosti. Stanovnitvo je informisano o kvalitetu vode za pie, znaaju oredovnom monitoring njene ispravnosti i o preduzmanju kratkoronih i dugoronih mera zaobezbeenje zdravstvene ispravnosti vode za pie.

Kljune rei: voda za pie, fiziko-hemijska ispravnost vode za pie, mikrobioloka ispravnostvode za pie, teki metali,


6/169

6

Physico-Chemical and Microbiological Quality of Drinking Water In Rural

Communities In The Pozarevac

Abstract

In rural areas in the territory of Pozarevac, 400 samples of drinking water were sampledand inspected within the specialist work. Samples were taken in 20 villages that have no centralwater supply: Ostrovo, Petka, Reica, Klievac, Maljurevac, Bubuinac, Bratinac, Bare, Beranje,Kasidol, Nabre, Trnjane, Dubravica, Batovac, Breane, ivica, Dragovac, Luica, Prugovo,Poljana. 20 samples of water have been taken from the individual wells in households in

different parts of the each village.

Sampling, testing methods and interpretation of results were done in accordance with theRegulation on the hygiene of drinking water. We were working on "fundamental analysis" of

water that includes the following parameters: smell, color, pH, consumption of KMnO4,

turbidity, nitrite, nitrate, ammonia, chloride, conductivity and microbiological correctness anddetermination of heavy metals in the drinking water by atomic absorption spectrophotometry.

The results of water analysis differ from village to village. In most communities the wateris mostly hygienically improper. The research has shown that the % of microbiological safety in

the tested water samples ranges from 85 % in the village of Dubravica, to completely unsafewater, sampled in the village of Bare. Physical and chemical quality of drinking water ranged

from 95 % in the village of Dubravica, to completely unsafe water , sampled in villages Petka,

Luicaand Prugovo. The most common cause of this are the elevated values of the followingchemical substances: nitrate (maximum concentration of nitrate 1138.9 mg/dm

3 is recorded in

the village Klievac ), nitrite (maximum concentration of nitrite 0.40 mg/dm3is recorded in thevillage Prugovo), the turbidity of the suspended inorganic materials (maximum value of 26.5NTU is recorded in the village Breane), the color of water as a result of the presence ofcolloidal dissolved substances of plant origin (maximum value of 10 Co - Pt is recorded in the

village of Ostrovo), the concentration of Cl - ions (maximum value of 262.48 mg/dm3 isrecorded in the village Klievac ) , the presence of organic matter in drinking water, elevatedconductivity (maximum value of 2940 S is recorded in the village Klievac) and the pH valueof the water (the lowest pH value of 6.27 is recorded in the village ivica). In the analyzedsamples of drinking water in rural households ammonia concentration is within acceptable limits,

while the heavy metal content in all samples of drinking water is below the maximum allowableconcentration, and in some cases even below the detection limit. Uranium content in the tested

water samples showed that the concentration of uranium is within the limits of natural values.

Based on the examination of a large number of samples of drinking water in rural areasthat do not have central water supply, its quality is assessed in terms of health and safety

correctness. The population is informed about the quality of drinking water, importance of

regular monitoring of its safety and taking short-term and long-term measures to ensure thesafety of water for drinking.

Key words: drinking water, physical and chemical quality of drinking water , the

microbiological quality of drinking water , heavy metals , stones.


7/169

7

Cilj rada

Zdravstveno bezbedna voda za pie predstavlja osnovu zdravog ivljenja i jedan je odprioriteta u primarnoj zdravstvenoj zatiti. Bezbednost podrazumeva mikrobioloki, fiziko-hemijski i radioloki ispravnu vodu, dovoljne koliine vode i njenu kontinuiranu isporuku.

Kvalitet podzemnih voda je promenljiv i zavisi od kvaliteta zemljita, ali i od prodorakontaminiranih povrinskih i atmosferskih voda u podzemne vode.

Poslednjih godina u poljoprivrednim krajevima i u naseljima bez kanalizacije dolazi do

ubrzanog zagaivanja podzemnih voda materijama koje sadre azot(amonijak, nitriti i nitrati) imikroorganizmima. Ove kontaminacije mogu ozbiljno ugroziti zdravlje ljudi. Do kontaminacije

podzemnih voda dolazi zbog: prekomerne upotrebe mineralnih i prirodnih ubriva (u koliinamakoje biljke ne mogu da iskoriste), izgradnje propusnih septikih jama, pretvaranja starih bunara useptike jame, nehigijenskog odlaganja smea, nehigijenskog isputanja otpadnih voda,prekomerne upotrebe pesticida i zagaivanja vazduha.

Zbog velikog epidemiolokog znaaja vode, iji je uticaj neposredan i putem koje semogu dobiti razne zarazne bolesti, ili uneti tetne i opasne hemijske materije neophodno je, u

cilju zatite zdravlja ljudi kontrolisati kvalitet vode za pie.Zbog toga, cilj ovog specijalistikog rada je da se:

1. analizira kvalitet vode za pie u seoskim naseljima na podruju optine Poarevaci da sedobijeni rezultati uporede sa preporukama vaeeg Pravilnika Republike Srbije ipreporukama Svetske zdravstvene organizacije;

2. uoe najeiuzroci neispravnosti vode za pie u seoskim naseljima na podruju optinePoarevac;

3. informiestanovnitvo podruja optine Poarevac kakva je zdravstvena ispravnost vodeza pie;

4. u sluaju neispravnosti vode daju predlozi za preduzimanje kratkoronih i dugoronihmera za obezbeenje zdravstvano ispravne vode u cilju zatite zdravlja korisnika


8/169

8

ZAHVALNICA


9/169

9

Sadraj

1. UVOD .....................................................................................................................................11

2. OSNOVNE KARAKTERISTIKE VODE ............................................................................... 13

2.1. Kruni tok vode u prirodi.................................................................................................. 142.2. Resursi vode na Zemlji ..................................................................................................... 162.2.1. Bunari ...................................................................................................................... 16

2.3. Znaaj vode za oveka i ivi svet..................................................................................... 172.4. Higijenska ispravnost vode za pie................................................................................... 192.5. Fizika ispravnost vode.................................................................................................... 192.6. Hemijska ispravnost vode ................................................................................................. 22

2.7. Mikrobioloka ispravnost vode......................................................................................... 242.8. Prirodna kontaminacija ..................................................................................................... 26

2.8.1. Kontaminacija prirodnih voda ................................................................................ 262.8.2. Oblici kontaminacije prirodnih voda ...................................................................... 27

2.8.3. Hemijska kontaminacija vode ................................................................................. 272.8.4. Fizika kontaminacija vode.................................................................................... 272.8.5. Termika kontaminacija vode................................................................................. 272.8.6. Kontaminacija komunalnim otpadnim vodama ...................................................... 27

2.8.7. Kontaminacija industrijskim otpadnim vodama ..................................................... 28

2.8.8. Kontaminacija tekim metalima............................................................................. 282.8.9. Kontaminacija od poljoprivrede ............................................................................. 28

2.9. Definicija, rasprostranjenost i resorpcija tekih metala.................................................... 282.9.1. Efekti izloenosti kadmijumu u ivotnoj i radnoj sredini....................................... 312.9.2. Efekti izloenosti olovu u ivotnoj i radnoj sredini................................................ 332.9.3. Arsen i arsenova jedinjenja i uklanjanje arsena iz vode ......................................... 35

2.9.3.1. Poreklo u vodi za pie i toksikoloki uticaj............................................... 362.9.4. Efekti izloenosti gvoa i mangana u ivotnoj i radnoj sredini............................ 39

2.9.4.1. Postupci i ureaji za deferizaciju vode ...................................................... 412.9.4.2. Postupci i ureaji za demanganizaciju vode.............................................. 42

2.10. Odreivanje tekih metala............................................................................................... 432.10.1. Princip rada AAS ................................................................................................ 46

3.MATERIJAL I METODE RADA ............................................................................................ 47

3.1. Cilj rada .............................................................................................................................. 48

3.2. Metod rada ......................................................................................................................... 493.3. Procedura uzorkovanja ....................................................................................................... 50

3.3.1.Odabiranje lokacija za uzorkovanje .......................................................................... 50

3.3.2. Sigurnost .................................................................................................................. 50

3.3.3. Uestalost i cena...................................................................................................... 513.3.4. Uzorkovanje i slanje vode na analizu ...................................................................... 51

3.3.5. Tretman uzoraka i skladitenje................................................................................ 543.3.6. Posude za uzorak .................................................................................................... 55

3.3.7. Procedura ienja................................................................................................... 563.3.8. Filtracija ................................................................................................................... 563.3.9. Skladitenje i konzervacija...................................................................................... 57


10/169

10

3.4. Analitike tehnike.............................................................................................................. 573.4.1. Atomska apsorpciona spektrometrija ....................................................................... 59

3.4.2. Jon-selektivne elektrode ........................................................................................... 593.5. Temperatura vode .............................................................................................................. 59

3.6. Miris vode .......................................................................................................................... 59

3.7. Ukus vode .......................................................................................................................... 593.8. Odreivanje boje vode....................................................................................................... 603.9. Odreivanje mutnoe vode................................................................................................ 613.10. Elektroprovodljivost ........................................................................................................ 61

3.11. pH vrednost ..................................................................................................................... 623.12. Odreivanje sadraja hlorida........................................................................................... 623.13. Azotna jedinjenja u vodi: amonijak, nitriti i nitrati ......................................................... 63

3.13.1. Redukcija asimilarnog nitrata .............................................................................. 65

3.13.2. Denitrifikacija ...................................................................................................... 663.13.3. Amonifikacija ...................................................................................................... 66

3.13.4. Odreivanje amonijaka u amonijum-solima ........................................................ 66

3.13.5. Odreivanje organskog azota Kjeldalovom metodom......................................... 683.13.6. Odreivanje amonijaka (kolorimetrijskim putem sa Nessler-ovim reagensombez destilacije) ............................................................................................................................. 69

3.13.7. Odreivanje nitrita (kolorimetrijskim putem sa sulfanilnom kiselinom) ............ 713.13. 8. Odreivanje nitrata (UV spektrofotometrijski)................................................... 71

3.14. Utroak kalijum-permanganata ........................................................................................ 713.15. Metode odreivanja Fe (spekrofotometrijski sa 1,10-fenantrolinom) ............................. 723.16. Odreivanje sadraja mangana, olova i kadmijuma (plamenom AAS) ........................... 733.17. Odreivanje sadraja arsena atomsko-apsorpciono-spektrofotometrijski (preko hidrida)733.18. Radioaktivnost ................................................................................................................. 75

3.19. Mikrobioloko ispitivanje vode za pie........................................................................... 753.19.1. Odreivanje ukupnog broja koliformnih bakterija u 100 cm3............................. 753.19.2. Odreivanje ukupnog broja koliformnih bakterija fekalnog porekla u 100 cm3. 773.19.3. Izolovanje i identifikacija Pseudomonas Aeruginosa .......................................... 803.19.4. Odreivanje ukupnog broja svih ivih bakterija u 1 cm3..................................... 80

4.REZULTATI I DISKUSIJA ............................................................................................... ..... 83

4.1. Odreivanje fiziko hemijske ispravnosti vode za pie..................................................... 974.2. Odreivanje sadraja tekih metala u vodi za pie.......................................................... 1004.3. Odreivanje urana ............................................................................................................ 1014.4. Kontrola ispitivanja .......................................................................................................... 103

5.ZAKLJUAK ......................................................................................................................... 120

6.LITERATURA ....................................................................................................................... 122

7.PRILOG....................................................................................................................................127


11/169

11

UVOD

Voda je izvor ivota. Voda slui za zadovoljavanje osnovnih fiziolokih potreba, odravanjeline higijene, za pripremanje hrane, kao i za odravanje higijene stambenih i radnih povrina. Udananje vreme esto se sreemo sa zagaenjem izvorita vode tako da je dobijanje higijenske

ispravne vode za pie veliki problem savremenog oveka.Napredak tehnike i tehnologije, industijalizacije i urbanizacije dao je svoj doprinos poboljanjukvaliteta ivota ljudi ali je, takoe, tehnika i tehnologija doprinela velikoj degradaciji prirode injenih vrednosti, to se ogleda u trenutnoj i trajnoj kontaminaciji vode, vazduha, zemljita,unitavanjem biocenoze, ozonskog omotaa, koji su osnovni preduslovi opstanka ivota naZemlji (Gavrilovi i Ljeevi, 1999).

Sve vea upotreba hemijskih sredstava u poljoprivredi i drugi faktori, doveli su do pojavetoksinih, hemijskih supstanci u vazduhu, vodi i zemljitu. Ove supstance svojim negativnimfiziolokim dejstvom ugroavaju zdravlje ljudi (http://www.mineralwater.org).

Zdravstveno bezbedna voda za pie predstavlja osnovu zdravog ivljenja i jedan je od prioritetau primarnoj zdravstvenoj zatiti. Bezbednost podrazumeva mikrobioloki, fiziko-hemijski iradioloki ispravnu vodu, dovoljne koliine vode i njenu kontinuiranu isporuku.

Kvalitet podzemnih voda je promenljiv i zavisi od kvaliteta zemljita, ali i od prodorakontaminiranih povrinskih i atmosferskih voda u podzemne vode.

Poslednjih godina u poljoprivrednim krajevima i u naseljima bez kanalizacije dolazi do ubrzane

kontaminacije podzemnih voda materijama koje sadre azot (amonijak, nitriti i nitrati) imikroorganizmima. Ove kontaminacije mogu ozbiljno ugroziti zdravlje ljudi.

Do kontaminacije podzemnih voda dolazi zbog (Rogoarski i Marjanovi, 2012):

-

prekomerne upotrebe mineralnih i prirodnih ubriva (u koliinama koje biljke ne moguda iskoriste);

- izgradnje propusnih septikih jama;- pretvaranja starih bunara u septike jame;- nehigijenskog odlaganja smea;- nekontrolisanog isputanja otpadnih voda i drugih vrsta otpada, naroito medicinskog;- prekomerne upotrebe pesticida i

- kontaminacije vazduha.

Zbog velikog epidemiolokog znaaja vode, iji je uticaj direktan i zbog toga to se preko njemogu preneti (ili prenositi) razne zarazne bolesti, ili uneti tetne i opasne hemijske materije

neophodno je, u cilju zatite zdravlja ljudi kontrolisati kvalitet vode za pie.Na podruju optine Poarevac postoje tri naina vodosnabdevanja stanovnitva:

1. Centralno vodovodsko snabdevanje u gradovima Poarevac i Kostolac i seoskimnaseljima irikovac, Klenovnik, Stari Kostolac, Drmno i Bradarac.

2. Snabdevanje iz lokalnih vodnih objekata-javne esme.3. Individualno snabdevanje iz sopstvenih bunara u ostalim naseljima.

Zbog toga, a radi provere zdravstvene ispravnosti vode za pie, uslovljene antropogemimuticajem, u okviru specijalistikog radau seoskim naseljima Branievskog okruga,na teritoriji
http://www.mineralwater.org/http://www.mineralwater.org/http://www.mineralwater.org/http://www.mineralwater.org/


12/169

12

grada Poarevca uzorkovano je i pregledano 400 uzoraka vode za pie. Uzorci su uzeti u 20seoskih naselja koja nemaju centralno vodosnabdevanje. To su: Ostrovo, Petka, Reica,Klievac, Maljurevac, Bubuinac, Bratinac, Bare, Beranje, Kasidol, Nabre, Trnjane, Dubravica,Batovac, Breane, ivica, Dragovac, Luica, Prugovo, Poljana. U svakom naselju uzeto je po 20uzoraka vode iz individualnih bunara u domainstvima u razliitim delovima sela. Uzorkovanje

je izvreno u dogovoru i uz pomo efova mesnih kancelarija.Uzorkovanje, metode ispitivanja i tumaenje rezultata uraeni su u skladu sa Pravilnikom ohigijenskoj ispravnosti vode za pie (Slubeni listSRJ br. 42/98). Radila se osnovna analiza vodekoja obuhvata sledee parametre: miris, boju, pH vrednost, utroak KMnO4, mutnou, nitrite,nitrate, amonijak, hloride, elektroprovodljivost i mikrobioloku ispravnost i odreivanje sadrajatekih metala u vodi za pie primenom atomske apsorpcione spektrofotometrije (AAS).Ispitivanje uzoraka vode obavljeno je u Zavodu za javno zdravlje, Poarevac, Poljoprivrednomfakultetu u Zemunu i Institutu za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina (ITNMS) u

Beogradu.

Osnovna namena specijalistikog rada je da se ispitivanjem odreenog broja uzoraka vode za

pie, uzetih sa rurarnih podruja Branievskog okruga, utvrdi antropogeni uticaj na kvalitet vodeza pie u seoskim naseljima koja nemaju centralno vodosnabdevanje, da se stanovnitvoinformie kakvu vodu pije i da se u sluajunjene neispravnosti predloe kratkorone i dugoronemere za obezbeenje zdravstveno ispravne vode u ciljuzatite zdravljakorisnika.


13/169

13

2. OSNOVNE KARAKTERISTIKE VODE

Voda je najprisutnija supstanca u ivim sistemima i ini oko 70% telesne mase veineorganizama. Nesumnjivo prvi ivi organizmi nastali su u vodi, a dali tok evolucije bio je podvelikim uticajem ove sredine.

Voda ima neobine fiziko-hemijske karakteristike. Na sobnoj je temperaturi bezbojna i bezukusa i mirisa i u prirodi je jedina supstanca koja se nalazi ista u sva tri agregatna stanja.Ima veu taku kluanja i evaporacije od veine poznatih rastvaraa. Hemijski ista vodapri atmosferskom pritisku od 10

5Pa prelazi u vrsto stanje na 0 C, dok isparava i prelazi u

gasno stanje na 100 C. Najgua je na 4 C i njena gustina iznosi 1 g/cm3 (Rajkovi iLanjevac, 2010).

Dalim zagrevanjem iznad, ili hlaenjem ispod ove temperature voda se iri, njena zapremina senaglo poveava i moe dovesti do prskanja sudova u kojima se nalazi. Razorno dejstvoleda u vodovodnim cevima najvee je na temperaturama izmeu -2 C i -6 C jer dolazi dopoveanja zapremine za oko 10%. Zahvalujui ovakvom ponaanju vode pri hlaenju ispod4 C ona postaje laka, pa proces smrzavanja i formiranja leda uvek ide od povrine ka dnu,takozvana anomalna svojstva vode. Ne treba posebno govoriti o tome od kakvog je znaajaovo svojstvo vode za opstanak ivog sveta.

Pored toga voda ima i visok toplotni kapacitet i za zagrevanje 1 g vode sa 15 C na 16 Cpotrebna je 4,1868 J. Dakle, voda moe da primi, ili otpusti znaajne koliine toplote, a da pritome ne doe do promene temperature ime se obezbeuje relativno konstantna temperaturaorganizma to je od velike vanosti za sve toplokrvne organizme.

Sve navedene karakteristike vode posledica su njene molekulske strukture. Voda je stabilan

hemijski spoj dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika pri emu svaki atom vodonikadeli po jedan par elektrona sa centralnim atomom kiseonika. Ugao ovakve veze H-O-H iznosi104,28ili 104,5 (slika 2.1).

Slika 2.1. Molekul vode


14/169

14

Vano svojstvo vode je polarnost, odnosno dipolna priroda molekula. Poto je kiseonikelektronegativniji od vodonika, sa kiseonine strane molekul je parcijalno negativniji, nego savodonine, to dovodi do stvaranja elektrinog dipola. Dakle molekul vode je sa jedne straneparcijalno negativan, a sa druge parcijalno pozitivan (pri emu je molekul kao celina neutralan),pa ta mala naelektrisanja meu susednim molekulima deluju jedna na druge. Suprotna

naelektrisanja se privlae, a istoimena odbijaju to dovodi do dodatnih interakcija meumolekulima vode i meu drugim polarnim molekulima. Posebno je karakteristina privlana silau kojoj uestvuje vodonik iz polarnih molekula. Ona se naziva vodonina veza i moe da objasnibrojna fiziko-hemijska svojstva vode. Privlaenjem izmeu kiseonikovog atoma jednogmolekula vode i vodonikovog atoma drugog molekula vode gradi se vodonina veza,sekundarna meumolekulska silaizmeuvie molekula vode to omoguava kohezivne sile kojeine vodu tenom na sobnoj temperaturi.

Voda je univerzalni rastvara. Polarni molekuli se rastvaraju u vodi tako to mogu da zameneinterakciju voda-voda snanijom interakcijom voda-rastvoreni molekul, dok se nepolarnimolekuli ne rastvaraju u vodi i tee da se grupiu. Prvi se nazivaju hidrofilnim, a drugi

hidrofobnim molekulima.

ista voda je odlian izolator odnosno slab provodnik, dakle, vrlo slabo provodi elektrinustruju. Meutim, poto je izvanredan rastvara u vodi uvek ima tragova rastvorenih supstancinajee soli. I najmanja koliina takvih primesa vodu ini provodnom, jer te soli disosuju naslobodne jone koji svojim kretanjem provode elektrinu struju.

Molekuli vode imaju tendenciju i da reverzibilno jonizuju i da daju vodonini (hidronijum)-jon i hidroksid-jon. Koncentracija H

+-jona

i OH

-jona u vodi definie jonski proizvod vode i

utie na kisela, ili baznasvojstvima vode. Voda je amfoterna odnosno ima svojstva i kiseline ibaze (Rajkovi i Lanjevac, 2010).

2.1. Kruni tok vode u prirodi

Hidroloki ciklus je stalni proces kruenja, obnavlanja i prividnog gublenja vode na Zemli(Petrovi i sar., 2010). Zemla se smatra zatvorenim hidrolokim sistemom. Najjednostavnijetumaenje hidrolokog ciklusa je da delovanjem suneve toplotne energije voda neprestalnoisparava sa povrine, zatim se para die u atmosferu gde se kondenzuje i pada na zemluinei novi ciklus kretanja vode (slika 2.1.1). Pri takvoj cirkulaciji ukupna koliina vode naZemli ostaje nepromenjena. Zahvalujui fiziko-hemijskim karakteristikama vode, dejstvuSunca i dejstvu zemline gravitacije, voda stalno krui u sistemu more-atmosfera-kopno-more. Ovo neprekidno kruenje vode na Zemli ini jedinstveni omota koji se nazivahidrosfera i ima mogunost da se stalno obnavla. Pod dejstvom sunevog zraenja zagrevajuse gornji slojevi vodenih povrina na Zemli i sa sobom nose i lako isparlive gasove irastvorliva jedinjenja i neke hemijske elemente. Nakon kondenzacije vodene pare u oblake,kiu i sneg, voda prolazi kroz atmosferu pod dejstvom zemline tee, rastvara i nosi sa sobomaeroestice ukluujui i aerozagaivae. Na ovaj nain voda ispunjava i svoju higijenskufunkciju istei atmosferu. Po padu na povrinu voda svojom masom i protokom spira i nosisa sobom lako pokretne i rastvorlive estice organske i neorganske prirode kao i mnogobrojnemikroorganizme sa tla i nosi ih ka vodotokovima, ili u duble povrinske slojeve. Na osnovu


15/169

15

toga, voda ima dve osnovne uloge: sanitarnu i donatornu. Sanitarnu ulogu bi sainjavali efektipranja atmosfere, tla, nasela, ivog bilnog i ivotinjskog sveta. Donatorna uloga vodeogleda se u dopremanju hranlivih materija, mineralnih materija i oligoelemenata ivom svetu.Voda za snabdevanje uzima se iz svih faza ciklusa krunog toka vode, izuzev iz atmosfere(Gaea i Klanja, 1994).

Slika 2.1.1. Kruni tok vode u prirodi

Vodnim bilansom, ili balansom voda se kvantitativno (koliinski) opisuje hidroloki ciklus injegove komponente, a zasniva se na optem konceptu odranja mase:

dW=U-I

gde je:dW- promena mase u ogranienom prostoruU- masa koja je ula u taj prostor u odreenom vremenu - predstavla atmosferske padavine kaoulaznu veliinuI- masa koja je izala iz tog prostora u odreenom vremenu - predstavla isparavanje ioticanje kao izlaznu veliinu

Pod prostorom podrazumeva se jedan deo zemline povrine, od globalne do lokalne, odvelikih prirodnih sistema, na primer, Zemla do pojedinanih sisitema za transformaciju ili/ikorienje voda. Vreme zadravanja vodenih koliina (retencija) je proseno vreme koje jepotrebno da se dogodi ciklus izmene tenosti. Ako bi posmatrali jezero tako da je u datomtrenutku sva voda koja se nalazi trenutno u tom jezerustara voda, a sva voda koja u svakom

sledeem novom trenutku dotee nova voda, tada je vreme zadravanja tenosti ono koje jepotrebno za potpunu zamenu stare tenosti novom, teoretski do poslednjeg molekula vode


16/169

16

(Gaea i Klanja, 1994). Retencija, ili proseno vreme zadravanja razliitih voda je:okeana3,200 godina,lednika20 do 100 godina,snega2 do 6 meseci,vlage u tlu1 do 2 meseca,

podzemne vode: plitke 100 do 200 godina, a duboke 10,000 godina,jezera50 do 100 godina,reke 2 do 6 meseci,atmosfere9 dana.

2.2. Resursi vode na Zemlji

Hidrosfera po povrini predstavla ogroman i na izgled neiscrpan resurs, jer je 70,6% ukupnepovrine Zemle pokriveno vodom. Meutim od ukupne koliine vode na planeti ak 97,5%predstavla slana voda okeana i mora. Ovakva voda je zbog sadraja soli neupotrebliva kako zapie tako i vei broj tehnolokih postupaka. Od preostalih 2,5% slatke vode najvei deo je

praktino slabo upotrebliv, jer ga ine lednici i sneg (skoro 2/3) u ije je iskoriavanje potrebnouloiti veliku energiju, dok su ostatak povrinske vode, podzemne vode, voda koja jeapsorbovana od tla i atmosferska voda u vidu vodene pare. Tako na kraju ostaje za upotrebusamo mala frakcija od ukupne koline vode. Ovu potencijalno upotreblivu povrinsku vodu inenajveim delom vode jezera, dok su reke samo 2% od njene koliine. S obzirom na sve veiporast stanovnitva na Zemli i poveanu potrebu za vodom jasno je da se Zemlja pribliavavodnom deficitu. Dodatni problem predstavla injenica da su resursi vode na Zemli ugroeniusled kontaminacije koja je u porastu jo od vremena industrijske revolucije, te da je za oporavaki prirodno preiavanje vodenih resursa neophodno i vie desetina godina. Zbog toga se smatrada je voda resurs koji e obeleiti XXI vek, na jo dramatiniji nain nego to je nafta obeleilaXX vek (Todd, 1970).

2.2.1. Bunari

Kopani bunari se koriste za malu i neravnomernu potronju (pojedinana domainstva), a veekoliine vode obezbeuju se akumulacijom. iroko su zastupleni u naim seoskimdomainstvima, ali esto ne zadovolavaju higijenske uslove. Ovakvi bunari moraju bitiizgraeni tako da zahvataju vodu iz najdubleg vodonosnog sloja. Bunar mora biti ozidannajmanje 1 m ispod najnieg vodostoja i postavlen dale od potencijalnih mesta infekcije poputstaja, svinjaca, ubrita. Obloga bunara se moe izraivati od gotovih elemenata. Najbolejeda voda ulazi u bunar samo odozdo i u tom sluaju na dnu se izrauje filter od vie slojevapeska i lunka opadajue krupnoeod dna ka vrhu. Ukoliko se voda zahvata vedrom potrebno

je 1 m iznad povrine izgraditi zid i nad njim kuicu. Oko bunara izrauje se betonska ploaprenika 3 m sa nagibom od bunara kako bi prosuta voda i kinica bile odbijene od poniranjanazad u bunar. Mnogo je bole koristiti umesto vedra crpke koje mogu biti sa cilindromiznad bunara, ili sa sputenim cilindrom. Ovakve crpke koriste se za bunare dubine do 30 m, aza vee dubine do 70 m primenjuju se elevator.

Pobijeni bunari (cevni), ili Nortonov, ili abisinski bunar je bunar malog kapaciteta i koristi se zadobijanje malih koliina vode iz plitkih vodonosnih slojeva do 7 m dubine. Izrauje se tako


17/169

17

to se u zemlu pobijaju pod optereenjem pocinkovane cevi prenika 32 do 40 mm. Nanajniem delu cevi od oko 1 m nalaze se otvori prenika od nekoliko milimetara kroz kojeulazi voda. Ukoliko su cevi pobijene u sitnozrnasti sloj oko otvora se obmotava sito. Napovrini glava bunara se obrauje na isti nain kao i kod kopanog bunara. Zbog malog prenikana ovaj bunar moese postaviti jedino crpka sa cilindrom iznad terena.

Bueni bunari koriste se za dobijanje veih koliina vode uz dugotrajan ravnomeran rad.Akumulacija u ovakvim bunarima je mala u odnosu na ukupnu izdanost i oni se grade naizdanima veeg kapaciteta. Ovakvi bunari omoguavaju ravnomernu koliinu vode, pa supodobni i za javna snabdevanja. Najee se grade od cevi prenika 0,3 do 1 m koje sesputaju sve do nepropusnog vodonosnog sloja. Bueni bunari se mogu graditi upotrebomzatitne buake cevi debline od 300 mm. Ove se cevi sputaju teleskopski i optereujuteretom, ili okreu levo-desno kako bi lake prodirale. Drugi nain za izgradnju buenihbunara je bez upotrebe zatitne cevi, a ispiranjem buotine istom vodom koja odnosi sasobom i iskopani materijal. Kakav god bio nain buenja po zavretku operacije sputa se: 1.betonska ploakoja slui za oslanjanje elemenata, 2. talonica za pesak od cevi duine 1m,

3. bunarska reetka, 4. cevi koje se sastoje od nastavaka. Po ugraivanju bunarske garniturevrise ispiranje bunara. Pri buenju bunara vodi se zapisnik o slojevima kroz koje se prolazi iuzimaju uzorci sa svakog metra, ili od svakog sloja.

2.3. Znaaj vode za oveka i ivi svet

ovek je bioloko bie i kao takvo ima osnovne ivotne potrebe jednake svim drugimbiolokim vrstama za: hranom, vodom, vazduhom i ivotnim prostorom. S druge strane ovekjeste u velikoj meri i drutveno bie i otuda njegove dodatne ivotne potrebe koje nisukarakteristine za druge vrste na Zemli.

Kada se govori o znaaju vode za oveka onda se misli na njen viestruki ivotni znaaj(Pani, 2009; Rajkovi, 2010):- fizioloki- higijenski

- eko-bioloki- toksikoloki- epidemioloki znaaj.

Nesumlivo je da je voda najvaniji uslov za ivot i zdravle ludi. Ona predstavla oko70% telesne mase oveka i neophodna je za obavlanje skoro svih biohemijskih procesa.Unosi se hranom, ili se posebno pije da bi se reapsorbovala i bila dopremlena do svakog

organa, tkiva i elije inei vodeni put kojim se transportuju hranlive materije, gasovi iprodukti metabolizma. Kao rastvara i medijator u mnogim hemijskim jedinjenjima vodaodrava osmotski pritisak elija i omoguava vodnomineralni metabolizam.

Na fizioloki znaaj vode utiu kako kvantitet tako i kvalitet. Nedovolno unoenje vodedovodi do dehidratacije, a preobilno do hiperhidratacije. S druge strane samo kvalitetna voda

koja sadri mikroelemente poput I, Se, Co, Mg, F i druge, obezbeuje neophodne elemente zaodvijanje biohemijskih reakcija. Promet vode u organizmu (vodni balans) je stalan i odrava


18/169

18

se neprekidnim unosom i iznosom. Nezavisno od uneene koliine voda se neprekidno gubipreko disanja odnosno plua u vidu vodene pare (oko 500 cm3), isparavanjem putem koe(oko 500 cm

3) i urinom (oko 600 cm

3). Ukoliko doe do naruavanja vodnog balansa,

odnosno neravnomernog unosa i iznosa voda nastaje poremeaj u vidu dehidratacije, ilihiperhidratacije. U sluaju nedostatka vode govori se o dehidrataciji. Dnevni gubitak od 1,5

dm

3

( ili 2% telesne mase (engl. body weight, BW)) izaziva poetnu dehidrataciju, gubitak od4 dm3(6% telesne mase) u roku od 2-4 dana dovodi do bolesti dehidratacije, dok gubitak od 10dm

3(15% telesne mase) nije nadoknadiv i dovodi do smrtnog ishoda.Pored ove uloge vana je

i uloga vode u odravanju kiselo-bazne ravnotee i toplotne ravnotee. Poto voda ima visoktoplotni kapacitet ona moe da primi, ili otpusti znaajne koliine toplote bez promenetemperature (Dalmacija, 1995).

Higijenska funkcija vode nezamisliva je bez dovolne koliine vode koja je lako pristupanacelokupnom stanovnitvu po relativno niskoj ceni. Ova funkcija vode od izuzetnog je znaaja zazdravle ludi.

Eko-bioloki znaaj ostvaruje se uz sadejstvo suneve energije i u vodi rastvorenihneorganskih materija to sve zajedno ini preduslov za stvaranje ive materije. Naime, uprocesu fotosinteze iz neorganske materije uz pomo suneve energije i vode nastaje organskamaterija. Ovako nastala organska materija koristi se za ishranu ivotinja i ludi.

Voda je gradivni element u procesu stvaranja ive organske materije koja je deo lancaishrane ivotinja i ludi. Svaki nedostatak vode ugrozio bi prirodne lance ishrane ime bi bilaugroena ekoloka ravnotea, ali i opstanak oveanstva. U procesu proizvodnje hrane troise znatna koliina vode. Voda se troi i u ogromnoj meri u procesu proizvodnje hrane. Takose procenjuje da je za proizvodnju 1 kg itarica potrebno 100 dm3vode, dok je za proizvodnjumesa neophodno utroiti oko 10000 dm3vode.

Toksikoloki znaaj vode zasniva se na injenici da se u vodi mogu esto nai raznovrsnizagaivai poput nitrita, detergenata, tekih metala, ili da se zbog nedostataka oligoelemenatanaruava zdravle (Rajkovi, 2003).

Epidemioloki znaaj proizilazi iz svojstva vode da omoguava ivot i irenje mnogimmikroorganizmima koji tetno utiu na zdravle. S obzirom da voda ima prilini toplotnikapacitet i da su njoj rastvorene raznovrsne neorganske i organske materije, ona je idealni

medijum za razvoj ivota. Tako se u vodi mogu nai bakterije poput Echerichia coli,Streptococcus faecalis, Salmonelleae, Shigelleae i druge. Virusi kao to su Adeno, Echo,Polyo, Hepato, ili parazitski organizmi poput Entamoeba Hystolitica, Ascaris Lumbricoides.

U svetu godinje oboli oko 500 miliona stanovnika od hidrinih bolesti (masovno irenjebolesti koje se prenose putem vode), dok skoro 10 miliona sluajeva zavrava smrtnimishodom. Jedan od osnovnih zadataka Svetske zdravstvene organizacije (SZO) u borbi protiv

suzbijanja zaraza jeste zbog toga snabdevanje stanovnitva zdravom pijaom vodom (WHO,2011).


19/169

19

2.4. Higijenska ispravnost vode za pie

Higijenska ispravnost vode za pie podrazumeva ispunjenje vie sanitarnih uslova u pogledusenzorne analize, kvantiteta, fiziko-hemijskih karakteristika i mikrobiolokih svojstava.Osnovni smisao higijenske ispravnosti vode je da ona bude takvog kvaliteta i u takvoj

koliini da zadovoli potrebe za vodom, a pri tom ne ugrozi zdravle stanovnitva i ivog sveta.Neki od parametara vode znaajni su za zdravstveno gledite, kao agensi koji direktnoutiu na zdravle, ili kao inioci koji ukazuju na moguu kontaminaciju.

Pravilnik o higijenskoj ispravnosti vode za pie (Slubeni list SRJ, br. 42/98 i 44/99) kako jenavedeno u lanu 1.: Propisuje higijensku ispravnost vode za pie koja slui za javnosnabdevanje stanovnitva, ili za proizvodnju namirnica namenjenih prodaji. Ovim sePravilnikom propisuju najvee dozvolene koncentracije pojedinih sastojaka vode. Lokalneorganizacije vodovoda mogu da postave i neke dopunske uslove ukoliko su u skladu saprethodno navedenim pravilnicima, ili ukoliko smatraju da neke od parametara treba dodatno

proiriti. Vie je faktora ivotne sredine koji utiu na higijensku ispravnost vode kao to susastav atmosfere, sastav tla, sastav biosfere, temperatura, vrsta vodnog objekta, nainzahvatanja i distribucije vode.

Metode fizike, hemijske i bioloke kontrole vode su prilino sloene. Ovakve se analize vreu za to akreditovanim laboratorijama u zavodima za javno zdravle, institutima i nauniverzitetima. Rezultati dobijeni u ovim instuticijama od javnog su znaaja.

2.5. Fizika ispravnost vode

Osnovni fiziki parametri su: miris, ukus, boja, mutnoa, temperatura, pH vrednost i

elektroprovodlivost. Dok se neki od ovih parametara precizno mere instrumentima, pojedinise mogu uoiti ve pri senzornoj analizikoristei ula vida, mirisa i ukusa.

Miris vode se moe ustanoviti pomouula. Osnovni zahtev kvaliteta vode je da ona bude bezmirisa, ukusa i boje. Prisustvo mirisa ukazuje najee na kvalitativnu neispravnost vode jermiris dolazi od u vodi prisutnih i rastvorenih, organskih i neorganskih materija. ulom mirisase moe esto prepoznati prisustvo organskih materija za iju su detekciju potrebneprecizne hemijske metode, pa se u ovom sluaju moemo osloniti na ula. Miris se moeopisati po nama poznatim slinim mirisima kao to su aromatini miris cvea i voa, mirisbare, trave, ribe. Kvantifikacija mirisa vri se po Gartnerovoj skali kao: jedva primetan,primetan, izraen, veoma izraen i odbojan. Kao i u veini drugih merenja uzorak se poredi

sa bezmirisnim standardom koji se priprema prevlaenjem vode preko aktivnog ugla.

Ukus vode je odreen mineralnim sastavom, sadrajem gasova i temperaturom. Voda imaosveavajui ukus samo ukoliko su ove vrednosti u granicama higijenske normale. Osim usluaju nekih mineralnih voda, ukus je najee znak neispravnosti vode. Ispitivanje ukusase vri zagrevanjem uzorka do 40 C i njegovim zadravanjem u ustima do nekoliko sekundikako bi doli u kontakt sa receptorima u ustima.


20/169

20

Boja vode je posledica prisustva koloidalno rastvorenih materija bilnog porekla. Boja vode seveoma teko uklanja, a nastaje prilikomprelaska vode preko fosilne vegetacije. Boja ima slianznaaj kao i mutnoa, ali potrebno je imati na umu i da bistra i bezbojna voda moesadrati kodlive sastojke. Pod pravom bojom vode podrazumeva se koloracija kojuizazivaju supstance rastvorene u vodi, dok prividnu boju ine i pomeanesuspenzije. Prava

boja vode odreuje se nakon postupka centrifugiranja koje uklanja suspendovane materije.Sam metod merenja je fotokolorimetrijski i sastoji se u poreenju uzorka sa standardomodreene obojenosti i izraava se u jedinicama. Boju treba odrediti na licu mesta, nakonuzimanja uzorka, a jedinica boje bazirana je na platina-kobalt (Pt-Co) standardnom rastvorukoji formira utu boju. Prema Pravilniku o higijenskoj ispravnosti vode za pie (Slubeni listSRJ br. 42/98) propisana je maksimalna doputena vrednost boje od 5 stepeni kobalt platinskeskale. U vanrednim prilikama ova vrednost ima vrednost od 50 stepeni kobalt platinske skale.

Mutnoa vode dolazi od suspendovanih materija neorganskog porekla i najee dolazi od glinei mula. Moe takoe biti i posledica prisustva vodenih organizama. U periodu niskogvodostaja mnoge reke imaju istu, jasnu, zelenkastu, prozirnu boju, imaju nisku mutnou,

manju od 10 NTU-a (engl. nephelometric turbidity units). U kinom periodu, estice sa obale sespiraju i rastvaraju u vodi, voda postaje blatnjava i obojena, to ukazuje na visoku mutnou.Tokom visokog vodostaja, brzina vode je vea, koliina vode koja protie je vea i onadoprinosi lakem i brem spiranju suspendovanih materija sa dna, to uzrokuje veu mutnouvode. Mutnouu nekim sluajevima mogu da izazovu i bezopasne primese poput nerastvorenihmehuria vazduha. Takvu vodu ludi izbegavaju da koriste iz isto psiholokih razlogamislei da je mutnoa posledica rastvorene hemijske materije. Mutnoa raste sakoncentracijom suspendovane materije u vodi, ali ne linearno. Mutnoa se odreuje poreenjemsvetlosnog efekta koji se ostvaruje prolaskom kroz stub mutne vode u odnosu na istovetnistub pripremlenog standarda iste mutnoei osvetlenog na isti nain. U praksi se esto mutnoaizraava priblino izrazima: bistra, slabo opalescentna, mutna, vrlo mutna. Prema optim

standardima mutnoa se izraava u normiranim jedinicama priemu jedinicu mutnoepokazujesuspenzija mg Fulerove zemle na dm3destilovane vode. Mutnoa se uovom sluaju poredi, ilineposredno golim okom, ili ureajima tipa Deksonov turbidimetar. Prema Pravilniku ohigijenskoj ispravnosti vode za pie (Slubeni list SRJ br. 42/98) propisana je maksimalnadoputena vrednost mutnoe do 1NTU. U vanrednim prilikama ova vrednost ima vrednost od 6NTU.

Temperaturu je kod vode najlake kontrolisati i ona ima poseban znaaj jer od nje zavisisubjektivni oseaj zasienosti i sveine, a utie i na fizioloke procese. Optimalna temperaturavode se kree oko 8-12 C. Pravilnikom o higijenskoj ispravnosti vode za pie nije regulisanatemperatura vode za upotrebu, jer nema direktan higijenski znaaj. S druge strane poviena

temperature vode olakava razvoj patogenih mikroorganizama. Temperatura se meri ivinimtermometrom, ili drugim termometrijskim ureajem. Izraava se u Celzijusovim centrigradnimstepenima (C), ili u nekim zemlama Severne Amerike u Farenhajtovim stepenima (F).

pH vrednost je logaritamska funkcija termodinamike aktivnosti (a(H+)) jona H3O+-jona u

vodenom rastvoru: pH= -log (a(H+) mol/dm

3). U svakodnevnoj praksi koristi se definicija pH

vrednosti po kojoj je ona negativni logaritam (dekadni log10) koncentracije H+-jona: pH= -log

([H+] mol/dm3). pH vrednosti od 7,00 ujednaen je odnos vodoninih i hidroksid jona, pa se

govori o neutralnoj vrednosti. Nie pH vrednosti od 7,00 predstavlaju kiseli rastvor dok vie pH


21/169

21

vrednosti predstavlaju bazne rastvore. Za pijau vodu optimalne p H vrednosti kreu se od6,50-8,00. Ova vrednost je znaajna i za tehnologiju vodovoda, jer od nje zavisi da li ebitiagresivna prema materiji od koje su izgraene cevi i delovi sistema za vodosnabdevanje.

Slika 2.5.1. pH vrednost pojedinih tipova voda i tenosti

Elektroprovodljivost vode direktna je posledica njenog mineralnog sastava odnosno prisutnostinaelektrisanih jona koji nastaju raspadom mineralnih materija. Indirektno elektroprovodivost

u stvari predstavla jojedan nain da se utvrdi koliina prisutne rastvorene materije. Meutimna samu vrednost merenja elektroprovodlivosti mogu uticati i neki rastvoreni gasovi i H+-joni iOH

--joni nastali disocijacijom molekula vode. Prema Pravilniku o higijenskoj ispravnosti vode

za pie (Slubeni list SRJ br. 42/98) propisana je maksimalna doputena vrednost provodlivosti(u S, na 20 C, odnosno 293,15 K) do 1000 S, a u vanrednim prilikama do 2500 S. U SIsistemu jedinica provodlivosti, se izraava u simensima (S). Reciprona veliina je otpornost,R, ija jedinica je om () (Graevinski fakultet, 2006).


22/169

22

2.6. Hemijska ispravnost vode

Hemijska ispravnost vode karakterie se ukupnom koliinom prisutne suve materije,koliinom prisutnog kiseonika, hemijskim indikatorima fekalnog zagaenja, mineralnimsadrajem i prisustvom otrova. Svaka voda sadri manje, ili vee koliine neorganskih i

organskih materija. Hemijska ispravnost vode podrazumeva da se ove vrednosti kreu ugranicama koje ne ugroavaju zdravle ludi i ivog sveta, odnosno propisane supreporukama Svetske zdravstvene organizacije i nacionalnih slubi za zatitu zdravla.

Ukupna koliina suve materije odreuje se kao suvi ostatak po isparenju 1 dm3 vode natemperature od 105 C (ukupni ostatak po isparavanju). Ukoliko se ovaj suvi ostatak i dodatnoari do temperature od 600 C, onda ostaje samo neorganski deo prisutnih materija (ostatak poarenju). Organski deo materije dobija se oduzimanjem neorganskog dela od ukupne prisutnekoliine materije.

Potronja kalijum permanganata (KMnO4)je drugi nain za indirektno odreivanje prisutne

koliine organskih materija. Pored kalijum permanganata i neka druga jedinjenja poput kalijumdihromata mogu se koristiti za oksidaciju. Za postupak potronje kalijum dihromata uveden jenaziv hemijska potronja kiseonika (HPK). Biohemijska potronja kiseonika(BPK) je jojedan nain za posredno utvrivanje ukupne koliine rastvorene organske materije. Rezultat oveanalize pokazuje koliko e kiseonika potroiti prisutni mikroorganizmi za odreeno vreme narazgradnju organskih materija (EPA, 2009).

Koliina rastvorenog kiseonika je takoe jedan od indikatora hemijske ispravnosti vode.Kiseonik dospeva u vodu apsorpcijom iz atmosfere, ili kao proizvod fotosinteze vodenih algi i

bilaka. Raspadanjem organskihmaterija u vodi koncentracija kiseonika opada, to ukazuje da je

voda kontaminirana. Aeracija i reaeracija vode, odnosno samopreiavanje je jedan odnajvanijih procesa prirodnih vodotoka. Rastvoreni kiseonik se najeeizraava kao sadrajO2u mg/dm

3. Kada su cevovodi koji slue transportu vode za pie u pitanju, korozija cevi se

najee dovodi u vezu sa kiseonikom. Higijenska standardna vrednost za rastvorenikiseonik je 4-12 mg/dm

3. S obzirom da se kiseonik troi za oksidaciju organskog sadraja,

upotrebom jakog oksidacionog sredstva poput kalijum permanganata moe se utvrditi koliinaprisutnog organskog sadraja. Za vodu normalnog kvaliteta dozvolena koliina utroenogkalijum permanganata iznosi 8-12 mg/dm

3.

Hemijski indikatori fekalnog zagaenja od posebne su vanosti za hemijsku ispravnost vode. Sahigijenskog aspekta znaajna je kontaminacija vode humanim i animalnim sekretima i

ekskretima. Pri svakoj sanitarnoj kontroli vode posebna se panja posveuje mogunosti da jedolo do meanja pijae vode sa crevnim sadrajem ludi i ivotinja. Kao posledica ovakvogincidenta dolazi do irenja zaraznih bolesti na veliki deo stanovnitva. Hemijski indikatorifekalne kontaminacije nastaju kao posledica mineralizacije organskih materija. Amonijak (NH3)

je indikator sveeg zagaenja, nitriti (NO2) ukazuju da je kontaminacija u toku, dok nitrati

(NO3) ukazuju da je bilo kontaminacije. Ukoliko se svi indikatori nau u istom trenutku jasno

je da je kontaminacija veih razmera u toku (Roswall, 1983).


23/169

23

Nitrati i nitriti pripadaju neeljenim i tetnim anjonima u vodi i njihovo prisustvo trebaizbegavati. Nitrati su krajnji proizvod oksidacije, odnosno mineralizacije organskih supstanci

koje sadre azot. Njihovo prisustvo u vodi znak je starog zagaenja vode organskimsupstancama. Mogu biti i neorganskog porekla. Ali, bez obzira na poreklo, nitrati su tetni zaorganizam ukoliko ih u vodi za pie ima u veoj koncentraciji od dozvoljene. Granina vrednostza nitrate (kao NO3) u vodi za pie je 50 mg/dm3. Ukoliko je koncentracija nitrata u vodi za pievea od navedene vrednosti, postaje glavni put unoenja nitrata u organizam, koj i se u organizamnajee unose hranom, a naroito povrem. Nitrati se u organizmu redukuju u nitrite koji suuzrok nastanka methemoglobinemije. Nitriti nastaju oksidacijom amonijaka, ali i redukcijom

nitrata, i uvek su znak sveeg fekalnog zagaenja vode. Redukcija nitrata u nitrite nastaje privisokoj pH vrednosti vode i pod uticajem bakterija. Nitriti uestvuju u oksidaciji hemoglobinaumethemoglobin koji nije u stanju da transportuje kiseonik dalje od tkiva. Nitrati ukazuju na

pojave prisustva organskih od neienja u poslednjem stepenu oksidacije, ili na prisustvoostataka mineralnih ubriva (Burns and Hardy, 1975; Krug, Ruika, Hansen, 1979; Ginkel and

Sinnaeve, 1986; Jaffe, 2000).

Mineralni sadraj vode se iskazuje kao tvrdoa vode i ona moe biti prolazna (karbonatna),stalna (sulfatna) i ukupna tvrdoa (zbir karbonatne i sulfatne) (Rajkovi i Sredovi, 2009).Tvrdoa vode se iskazuje u stepenima i to kao meka (do 8 D), srednje tvrda (8-12 D) i vrlotvrda (preko 18 D). Ove materije ponekad umanjuju pitkost vode, a najeejoj ograniavajuindustrijsku upotrebnu vrednost. Poznato je da tvrde vode teko peru i troe mnogodetergenta za obrazovanje pene dok meke vode lako stvaraju penu i otklanjaju neistoe.Postoji prolazna tvrdoavode koja nastaje zbog prisustva bikarbonata koji se zagrevanjem voderazbijaju na monokarbonate i taloe i trajna tvrdoa vode koju stvaraju hloridi i sulfati kojise ne mogu lako odstraniti iz vode kuvanjem.

Toksine supstance su one materije koje u malim koliinama ugroavaju zdravle, ili dovodedo smrti. U pijaoj vodi to su olovo, cink, bakar, fluorid, arsen, fenoli, cijanidi, iva i druge.Neke od ovih toksinih materija imaju trenutno dejstvo dok se pojedini toksine materijenagomilavaju (imaju aditivno dejstvo) u organima dok ne dostignu kritinu vrednost kadaozbilno ugroavaju fizioloke procese. U izvesnim sluajevima u vodi za pie se dodajuizvesna jedinjenja koja imaju ulogu u medikaciji. Tako se vodi u pojedinim regionima dodaje

jod kako bi se spreila guavost, a fluoridi utiu na smanjenje karijesa zuba (Graevinskifakultet, 2006; Toovi, 2008).


24/169

24

Tabela 2.6.1. Maksimalno doputene koncentracije neorganskih materija u vodi za pie(Slubeni list SRJ broj 42/98 i 44/99)

Naziv i oznaka hemijske

supstance

Maksimalno doputena koncentracija(MDK) za redovne prilike (mg/dm

3)

Amonijak (NH3) 0,1Antimon (Sb) 0,003

Arsen (As) 0,01

Bakar (Cu) 2,0

Barijum (Ba) 0,7

Bor (B) 0,3

Cijanidi (CN

) 0,05

Cink (Zn) 3,0

Fluoridi (F

) 1,2

Hrom ukupni (Cr) 0,05

Hloridi (Cl

) 200

Kadmijum (Cd) 0,003Kalcijum (Ca) 200

Kalijum (K) 12,0

Magnezijum (Mg) 50,0

Mangan (Mn) 0,05

Molibden (Mo) 0,07

Natrijum (Na) 150

Nikal (Ni) 0,02

Nitrati 50

Nitriti (NO2

) 0,03

Olovo (Pb) 0,01

Selen (Se) 0,01

iva (Hg) 0,001

2.7. Mikrobioloka ispravnost vode

Higijenska ispravnost vode za piepre svega se ceni prema tome da li se tom vodom prenoseuzronici bolesti. Ukoliko je to sluaj kae se da je takva voda kontaminirana, iliinficirana. U sluaju masovnog irenja bolesti putem vode govori se o hidrikoj epidemiji(Slubeni list SRJ, 1998; Slubeni list SRJ, 1999) .

Kontrola mikrobioloke ispravnosti vode za pie vri se kako kod stavlanja u upotrebunovog izvorita, kako bi se ustanovio metod za preiavanje vode, tako i kao redovna kontrolapostojeeg sistema za vodosnabdevanje. Na osnovu epidemiolokih iskustava utvreno je da seinficiranom vodom mogu prenositi: trbuni tifus, bacilarna dizenterija, amebna dizenterija,kolera i gastroenteritis. Osim toga navode se i sluajevi prenoenja infektivne utice, tularemije,poliomielitisa i druge.

Da bi neka bolest bila smatrana hidrinom mora da ispunjava etiri uslova:


25/169

25

1. izbijanje bolesti mora da bude vezano za dokazanu higijensku neispravnost vode2. broj obolelih mora da padne po popravci kvaliteta osumnjiene vode3. ako se bolest prenosi vodom koju koristi veliki broj potroaa, obolenje mora biti

masovno-epidemija

4. broj obolelih mora biti vei meu onim potroaima koji koriste osumnjienu vodu u

poreenju sa onima koji je ne koriste

Epidemije najeeizbijaju u sluaju:- upotrebe bunarske vode koju su infiltrirale klice iz nekog arita infekcije: nunike jame,

pomijare, svinjca, tale,- usled upotrebe nepreiene vode iz renog toka, kanala,- usred korienja nedovolno filtrirane i hlorisane vode,- usled infekcije cevovoda zbog pada pritiska.

Bakterije se u prirodi nalaze svuda gde ima i organske materije. Prisutne su u tlu, vazduhu,vodi, na povrinama bilaka i ivotinja, ali i u njihovoj unutranjosti. Patogenim bakterijama

nazivaju se one vrste bakterija koje mogu izazvati obolenja. U normalnim okolnostima uvodi se nalazi vei broj nepatogenih formi bakterija koje se taloe na dnu zajedno samulem. Identifikacija razliitih vrsta bakterija koje se nalaze u vodi vri se na osnovunjihovih osnovnih karakteristika:

- oblika: koke (loptaste), bacili (tapii), vibrioni (u obliku zareza), spirile (slinovibrionima sa zavojem duose), aktinomicete (imaju konie)

- veliine: 0,5-10 m- oblika kapsule

- pigmentacije

- ishrane: saprofiti i paraziti

- naina razmnoavanja

- tipa biohemijskih reakcijaDa bi bakterije bile identifikovane najpre ih je neophodno odgajiti na specijalnim hranlivimpodlogama koje mogu biti tene (razliiti bujoni - osnova je tena hranljiva podloga zarazmnoavanje veine bakterijskih vrsta), ili vrste (agarozne i elatinozne podloge). Najeese za identifikaciju bakterija koriste selektivnepodloge. One sadre materije koje spreavaju rastneelenih organizama, a omoguavaju rast samo jedne, ili uske grupe bakterija.

Slika 2.7.1. Bakterijske kolonije na vrstoj agarskoj podlozi


26/169

26

Patogeni organizmi u vodi ive vrlo kratko, obino 1-2 nedele po prispeu, mada u jakokontaminiranim vodama sa puno organske materije mogu da ostanu mnogo due i vie meseci.Standardna mikrobiloka kontrola podrazumeva utvrivanje ukupnog broja svih bakterija,bakterijskih indikatora fekalnog zagaenja i odreivanje specifinih vrsta.

Ukupan broj bakterija izraava se kao broj bakterija po 1 cm3 vode. Za preiene vodestandardna vrednost iznosi 10 bakterija/cm

3 za prirodna zatvorena izvorita 100 bakterija/cm3,

dok za prirodna otvorena izvorita 300 bakterija/cm3. Obino se na hranlivu bakterijskupodlogu zasejava 1 cm

3 vode, pa se nakon inkubacije podloge broje nastale kolonije koje

odraavaju broj bakterija.

Bakterijski indikatori fekalnog porekla su saprofitne enteralne bakterije kojih najvie ima udebelom crevu (lat. kolon), pa se zato nazivaju koliformne. Odreivanje broja koliformnihbakterija u vodi naziva se i kolimetrija. To su najee Esherichia coli, Enterococcus, BacilusProteus, Salmonellae, Shigelae, Vibrioni, ali i amebe, virusi, jaja i ciste. S obzirom da se ove

vrste bakterija nalaze u ivotinjskom i ludskom izmetu, ukoliko su prisutne u vodi, smatrajuse indikatorima fekalnog zagaenja. esto je teko i gotovo nemogue ukoliko je nivoinficiranosti vode nizak, izolovati specifinu bakteriju koja je izazvala obolenje, zbog toga seistrauje ukupan broj koliformnih bakterija u uzorku vode. Za koliformne bakterije standardnevrednosti su: za preienu vodu 0, za zatvorena izvorita do 10 i za prirodno otvorena izvoritado 100. Prisustvo koliformnih bakterija u vodi ukazuje na mogunost zagaenja izvorita ipotencijalnu distribuciju preko vode to e izazvati epidemiju. Za njihovu detekciju koriste sespecijalne mikrobioloke hranlive podloge na kojima se izvesne vrste lako razmnoavaju,formiraju kolonije, ili sa podlogom dovode do poznate biohemijske bojene reakcije. (uki,Gajin, Matavulj, Mandi, 2000; Vrvi i Gojgi-Cvijovi, 2003)

2.8. Prirodna kontaminacija vode [16-20]

Kontaminacija voda (engl. contamination - zagaenje, prljanje) promena sastava voda kojanastaje unoenjem, isputanjem, ili odlaganjem hranjivih i drugih materija, uticanjem energije, ilidrugih uzronika, u koliini kojom se menjaju korisna svojstva voda, pogorava stanje vodeniheko-sistema i ograniava namenska upotreba voda.

Kontaminacija vode veeg intenziteta koje nastaje unoenjem, isputanjem, ili odlaganjem uvode opasnih materija, energije, ili drugih uzronika u koliinama, odnosno koncentraciji iznaddozvoljenih graninih vrednosti (MDK vrednosti), ime se dovode u opasnost ivot i zdravljeljudi i stanje okoline, ili usled kojeg mogu nastupiti poremeaji u drugim podrujima.

2.8.1. Kontaminacija prirodnih voda

Osnovni izvori kontaminacije prirodnih voda su: otpadne vode urbanih sredina, mineralna

ubriva,organske i neorganske materije, kisele rudnike, drenane vode, otpadne vode prerade ikorienja mineralnih sirovina, sedimentne i radioaktivne materije i otpadna toplota. Zavisno od


27/169

27

uzroka zagaivanja i efektima koje izaziva zagaena voda postoje sledee kategorije prirodnihvoda: atmosferske, povrinske i podzemne.Povrinske vode se dele na stajae i tekue, a od stajaih voda posebno se izdvajaju jezera, morai okeani. Pored toga postoje i otpadne, ili upotrebljavane vode. Povrinske vode su reke, jezera,mora, potoci, bare, okeani. To je voda prirodnim putem stvarana i odravana. Povrinske vode se

obnavljaju padavinama, ili iz izvora podzemnih voda.

Podzemne vode su izvorita koja se nalaze ispod povrine zemlje i koje se povremenodopunjavaju atmosferskim padavinama i povrinskim vodama koje prodiru u vodonosne slojeve.Ove su vode prirodno iste i koriste se kao voda za pie.

Atmosferske vode su u obliku padavina : rosa, sneg, grad i kao takve dospevaju i u zemlju.

2.8.2. Oblici kontaminacije prirodnih voda

Hemijska (organske i neorganske materije - teki metali, pesticidi, nafta, mineralne soli,

detergenti); Bioloka (patogeni mikroorganizmi i virusi); Fizika (vrsti otpad, toplota, buka, vibracije); Vizuelna kontaminacija (betoniranje obale); Radioaktivna (nuklearne probe, havarije, nuklearni otpad).

2.8.3. Hemijska kontaminacija vode

Prema hemijskoj prirodi zagaujuih materija, kontaminacija moe biti neorganskog i organskogporekla. Osnovne kategorije neorganskih zagaujuih materija su: rastvorljive soli (meu kojimasu esto soli toksinih elemenata), rastvorljivi minerali iz razgraenih stena i kiseli ostaci(najee iz metalurgije, ugljenih kopova).

2.8.4. Fizika kontaminacija vode

Komunalni i industrijski otpad,buka i vibracije. Uticaj drumskog saobraaja (teretni kamioniizazivaju vibracije koje sepreko zemljita prenose u vodu; bune industrije (brodogradilite)izazivaju smetnje vodenom eko-sistemu i ivom svetu u njoj).

2.8.5. Termika kontaminacija vode

Predstavlja poveanje temperature vode iznaduobiajene (prirodne).Sa promenom temperaturedolazi do promene hemijskog sastava vode, sadraja gasova, a naroito kiseonika. Glavnitermiki zagaivai su sistemi protonih hlaenja, jer promena temperature vode utie napoveanu toksinost supstanci koje senalaze u njoj.

2.8.6. Kontaminacija komunalnim otpadnim vodama

Komunalne otpadne vode su otpadne vode iz domainstva. Sadre otpadne supstance koje priraspadanju troe kiseonik rastvoren u vodi i utiu nadegradaciju biljnog i ivotinjskog sveta u


28/169

28

vodotoku to dovodi do neprijatnog mirisa voda, promeneboje i ukusa vode i sam vodotokpostajezagaen.

2.8.7. Kontaminacija industrijskim otpadnim vodama

U nekim tehnolokim procesima voda slui kao sirovina, ili kao rastvara, a u nekim seupotrebljava za hlaenje, ili zagrevanje sistema. Svaka grana industrije ima karakteristinezagaivae. Za odreene zagaujue materije je data vrednost koja predstavlja zakonski gornjugranicu koncentracije pre nego to se otpadna voda ispusti u vodotok, prijemnik otpadne vode.Pored njih za svaku industriju su dati dodatni specifini parametri ije se vrednosti prate:suspendovani suvi ostatak, slobodni hlor, fosfor, ulje i mast, pH vrednost, fenoli, BPK, metali,

nitrati, sulfati, amonijak, olovo, temperatura, boja, pena, ukupno rastvorene vrste supstance.

2.8.8. Kontaminacija tekim metalima

Glavna karakteristika je da su bioloki nerazgradivi i nemaju mogunost da se fiksiraju u

sedimentima renog dna. Teki metali podleu biohemijskim transformacija i pretvaraju se umnogotoksinije oblike.Vei deo biljnog i ivotinjskog sveta u vodi akumulira odreene tekemetale, tako dakoncentracija u njima moe biti 10 puta vea nego uvodi.

2.8.9. Kontaminacija od poljoprivrede

Najei zagaivai su mineralna ubriva ipesticidi.Mineralna ubriva biljke koriste u ishrani uobliku soli, najee azota, kalijuma i fosfora.Poto su neorganskog porekla, koliine kojebiljkene iskoriste lako se rastvaraju u vodi, pa se na taj nain poveavaju mineralne materije u vodi toomoguava razmnoavanje algi, vodenogbilja i drugih potroaa kiseonika, na taj nain seugroavaju ivot riba i drugih ivih organizama. Pesticidi dospevaju u vodu spiranjem sapovrine zemlje i biljaka, taloenjem iz vazduha pri aviotretiranju, kao i prskanjem iopraivanjem. Takoe mogu biti prisutni u otpadnim vodama iz fabrika za proizvodnju pesticida. Na taj nain se poveava broj patogenih mikroorganizama i smanjuje koliina kiseonika u vodi,ime se menja ukus, boja i miris vode.

2.9. Definicija, rasprostranjenost i resorpcija tekih metala

Teki metalipredstavljaju grupu elemenata koji imaju gustinu veu od 5 g/cm3, a toksinostpojedinih elemenata obino raste sa poveanjem gustine (ili ranijim jedinicama specifine mase).Teki metali mogu dospeti u zemljite upotrebom pesticida, mineralnih ubriva, tenimstajnjakom, otpadnim vodama, a iz zemljita preko biljaka i ivotinja do ljudskog organizma. S

obzirom da su teki metali veoma heterogena grupa elemenata, nije mogue izvesti nekuzakonitost u pogledu njihovog biolokog efekta, ali je realno oekivati da se lanovi iste periodeponaaju slino (Rajkovi, 2002; Rajkovi, Stojanovi, Panteli, 2009; Jovanovi, 2012).

Teki metali su uzrok za pojavu mnogih problema u organizmu ljudi, jer spreavaju normalnoodvijanje vanih reakcija u njemu. Na primer, kadmijum istiskuje cink, a olovo kalcijum izreakcija. Teki metali se karakteriu razliitim hemijskim svojstvima i biolokim dejstvom, pa semogu podeliti u tri grupe:


29/169

29

- U prvu grupu ubrajaju se metali Fe, Cu, Zn koji imaju znaajnu fizioloku ulogu uovekovom organizmu;

- U drugu grupu ubrajaju se metali kao to su Pb, Hg, Ni, Cd, Mn i As koji su veomatoksine supstance i ija jedinjenja odlikuju se veoma malom biodegradibilnou.Posebno se toksinou izdvajaju iva i njena jedinjenja. Glavni toksini efekti

uzrokovani kadmijumom su neuroloki problemi i distorzija bubrega, kao i kancer; - U treu grupu ubrajaju se metali Au, Ag, Mo, Cr, Se Co i Ta sa manje toksinimdejstvom u odnosu na drugu grupu.

Prisustvo tekih metala u tragovima namirnicama odreuje se primenom atomske apsorpcionespektrofotometrije.

Toksinost pojedinih tekih metala je razliita i moe se prikazati sledeom shemom:

Cd > Cu > Co > Ni > As Cr > Zn > Mn Fe Pb

Teki metali u radnoj i ivotnoj sredini su ozbiljan zdravstveni i ekoloki problem. Putevi unosakadmijuma i olova su od vazduha kontaminiranog proizvodima sagorevanja fosilnih goriva i

duvanskog dima, do ambalae za hranu koja je u nekoj fazi izrade bila u kontaktu sa ovimmetalima. Iz atmosfere, zemljita, voda (povrinskih i podzemnih), kadmijum i olovo se unose izadravaju u biljkama, a dalje preko lanca ishrane i vode za pie dospevaju i u ljudskiorganizam. To nisu esencijalni metali, ali uneti u organizam mogu se nai u gotovo svim tkivimai organima sisara. Kao metal sa kumulativnim dejstvom olovo je konkurentan esencijalnim

metalima (gvou, kalcijumu, bakru, cinku) za njihove brojne funkcije u organizmu. Olovocirkulie, najveim delom, vezano za eritrocite, zatim za albumine plazme, a daleko manjevezano za niskomolekularne proteine i u jonskom obliku. Iz organizma se izluuje preko urina,manje preko digestivnog trakta, a delom preko noktiju i kose.

Sistematsko izlaganje uticaju kadmijuma dovodi do poveane ekskrecije kalcijuma i oteenja

kostiju, kao i do promene aktivnosti brojnih enzima. Resorbovani kadmijum se transportujeputem krvi vezan za proteine, metalotionein i eritrocite. Deponuje se preteno u bubrezima, jetrii pankreasu. Ekskrecija kadmijuma je spora. Koncentracija kadmijuma u krvi slui kao pouzdanpokazatelj skorom izlaganju kadmijumu, dok urinarna koncentracija pokazuje ranije izloenosti.

Bakar je esencijalni biometal za ljude, ivotinje i neke biljne vrste. Organizam odraslog ovekasadri 100-150 mgbakra, u veim koliinama on postaje toksian za organizam. Ovaj metal imavanu ulogu u procesu eritropoeze, mineralizaciji kostiju, katalizi biosinteze hemoglobina,kofaktor je i neophodan element za katalitiku aktivnost brojnih enzima. Te raznovrsne funkcijeu organizmu vezane su za njegovu polivalentnost i sposobnost da gradi stabilne kompleksne

fragmente preko O, Nili Sdonor atoma bioliganada delova biomolekula (proteina, enzima,

nukleinskih kiselina, blokira SH reaktivne centre nekih enzima). Jon Cu+

koji nastajeredukcijom Cu2+

-jona, u prisustvu superoksidnog anjona i smanjene koliine askorbinskekiseline i glutationa, katalizuje nastajanje hidroksil radikala (OH) koji lako stupa u daljereakcije i izaziva oksidativna oteenja u eliji. Prema fiziko-hemijskim osobinama kadmijumai olova lako inhibiraju fizioloku aktivnost enzima sa aktivnim SH grupama. Jedan od oblikatoksinog dejstva kadmijuma je njegov uticaj na enzimske sisteme elija i zamenu jona Zn 2+ iCu

2+u njima zbog velikog afiniteta za vezivanje preko -SH grupa.


30/169

30

Teki metali (olovo, kadmijum i bakar) su iroko rasprostranjeni u ivotnoj sredini. Njihovazastupljenost u radnoj i ivotnoj sredini predstavlja ozbiljan zdravstveni i ekoloki problem zatoto su toksini, nisu biorazgradivi, imaju veoma dugo poluvreme ivota u zemljitu i akumulirajuse u ivi sistem kroz aktivni lanac ishrane. Teki metali se prirodno nalaze u zemljitu, uodreenim koncentracijama. U povrinskim horizontima zemljita esto se mogu nai teki

metali koji nisu geohemijskog ve antropogenog porekla, to kao posledicu moe imati trajnukontaminaciju zemljita i podzemnih voda. U vodi mogu graditi teko rastvorljive karbonate,sulfate i sulfide koji se taloe na dnu vodenih povrina, gde dolazi do njihove akumulacije.

ivotinje i ljudi dolaze u kontakt sa tekim metalima preko hrane, vode i vazduha. Pri normalnimuslovima postoje tri naina ulaska tekih metala u organizam: preko koe, prekogastrointestinalnog trakta i preko respiratornog trakta. Za resorpciju tekih metala iz vazduhanajznaajniji je unos preko respiratornog trakta. Teki metali se inhalacijom unose u oblikuaerosola, ili pare u plua gde se apsorbuju u krvotoku. Putem kontaminirane hrane teki metalidospevaju u digestivni trakt, zatim apsorpcijom prelaze u krv i u pojedine organe gde se

deponuju (jetra, pankreas). Resorpcija preko koe se odvija prelaskom tekog metala iz vazduha

na kou i prolaskom kroz epidermis, ili kroz folikule korena dlake, ili kanale lojnih lezda.Uglavnom se teki metali deponuju u ciljnom organu, kao to su, kosti, bubrezi, jetra, ili mozak.

Deo olova i kadmijuma se izluuju preko respiratornog trakta, pljuvanih lezda, neki deo putemkoe, znojnih i lojnih lezda, a najznaajnije koliine tekih metala se izluuju preko urina idigestivnog trakta. U teke metale od znaaja za prooksidativni efekat se ubrajaju: kadmijum,olovo, iva, arsen, hrom, nikal, ali biometali, kao to su bakar, gvoe, zink, mangan, kobalt iselen. Toksino dejstvo tekih 22 metala je u tome to stimuliu formiranje slobodnih radikala ireaktivnih kiseoninih derivata u organizmu to uzrokuje oksidativni stres i dovodi do lipidneperoksidacije membrane ime se naruava njena funkcionalnost i selektivnost pri transportumaterija.Na taj nain mogu da izazovu oteenje elija, funkcije enzima, ili genetikog materjala(DNK). Smatra se da teki metali predstavljaju kontinuiranu opasnost kao kancerogen zaorganizam ljudi. U in vivo uslovima toksinost mnogih tekih metala ogleda se u njihovojsposobnosti da produkuju slobodne radikale i uestvuju u elektron transfer procesima jer mogupostojati u vie oksidaciona stanja (na primer bakar).

Cu2+

+ e- Cu+ E0=0,159V

Njihova toksinost potie i otuda to reaguju sa -SH grupama, ime menjaju aktivnost mnogihenzima, ali i glutationa ija je aktivnost esencijalno vezana za iste.

proteinSH + Mnn+ protein S-Mnn+

Nakon akutne i hronine intoksikacije, teki metali mogu da utiu na razvoj i sveukupno zdravljeizazivajui depresiju, tekoe u uenju, neuroloke poremeaje, kardiovaskularne bolesti, bolestijetre, bubrega, anemije. Terapija za uklanjanje tekih metala iz organizma ljudi je helacionaterapija koja se bazira na koordinacionoj sposobnosti jona metala sa jedne strane i posedovanja

donor atoma bioliganda (-O, -N, -S) preko kojih se formiraju stabilni asocijati tipa kompleksa i

tako znaajno smanjuje njihovo toksino dejstvo. Nastali produkti se mogu preko telesnihtenosti eliminisati iz organizma. Dobri helatori (hemikalije koje formiraju rastvorne,


31/169

31

kompleksne molekule sa pojedinim metalnim jonima, inaktivirajui te jone tako da oni ne moguda normalno reaguju sa drugim elementima, ili jonima i proizvode precipitate, ili naslage) su

vitamin C, E i A, -liponska kiselina, glutation i drugi biomolekuli koji kao antioksidansi vezujuteke metale i time poveavaju zatitu od oksidativnog stresa.

2.9.1. Efekti izloenosti kadmijumu u ivotnoj i radnoj sredini (Rajkovi i sar., 2012)

Kadmijum je iroko rasprostranjen metal u prirodi izraene mobilnosti i toksini industrijskizagaiva. Prema geohemijskim karakteristikama kadmijum se u prirodi nalazi zajedno sacinkom, bakrom i olovom. Svake godine se proizvede oko 13000 tona ovog tekog metala.Prema geohemijskoj klasifikaciji hemijskih elemenata kadmijum je litofilni i halkofilni element.

Do pH vrednosti od 8,00 uvek je prisutan kao dvovalentno pozitivan jon (pod uslovom da se u

sredini ne nalaze fosfati i sulfati koji ga mogu istaloiti), kada se moe lako sorbovati nasuspendovanim esticama, ili nagraditi kompleksna jedinjenja sa organskim ligandima.

Vulkanska aktivnost je jedan od razloga za povremeni porast koncentracije kadmijuma u

ivotnoj sredini, pre svega u vazduhu. Stalni izvori kontaminacije kadmijumom su vezani zanjegovu primenu u industriji, kao antikorozivnog reagensa, stabilizatora u PVC proizvodima iproizvodnji pneumatika, pigmenta boja i u proizvodnji Ni-Cd baterija. Fosforna ubriva, takoe,pokazuju relativno visok sadraj kadmijuma i njihovo korienje doprinosi poveanom unosuovog metala u zemljite. Iako se neki produkti koji sadre kadmijum mogu reciklirati, veliki deokontaminacije ovim metalom je rezultat neadekvatnog odlaganja i nekontrolisanog spaljivanja

otpada koji sadri kadmijum. Ugroene grupe nisu samo radnici zaposleni u fabrikama ve istanovnitvo u krugu od 2 km za koje se smatra da je visoko izloeno, dok se udaljenost od 2 do10 km smatra podrujem srednje visoke ekspozicije.

Najvei izvor inhalacione intoksikacije kadmijumom je puenje. Preko duvanskog dima 50%kadmijuma se apsorbuje iz plua u sistemsku cirkulaciju u toku aktivnog puenja. Kadmijum seunosi u organizam u obliku para i estica praine kao oksid, hlorid, fluorid, sulfid, karbonat iacetat. Apsorpcija se uglavnom odvija respiratornim putem, a manjim delom gastrointestinalnim

traktom, dok je transkutani put neznatan.

Preko industrijskog otpada kadmijum ulazi u sastav povrinskih voda. 90% kadmijuma ubiljkama dospeva iz zemljita, a 10% iz atmosfere. Preko zagaenog zemljita i vode biljke supolazna karika ishrane i osnovni izvor kadmijuma za ivotinje i ljude. Unos ovog metalavazduhom je oko 0,5 gdan, dok putem vode oko 1 gdan. Najvea koliina kadmijuma seunosi putem kontaminirane hrane (pirina, iznutrice, gljive).Koncentracija kadmijuma u vodi zapie treba da bude manja od 1gdm3, a u zemljitu manja od 85 mgkg.

Visok nivo izloenosti ovom tekom metalu dovodi do akutnih i hroninih oteenja raznih tkivai organa to je posledica zagaenja ivotne sredine ljudskom aktivnou. Po ulasku u organizam,kadmijum se transportuje u krv pomou crvenih krvnih zrnaca i visoko molekularnog proteinakrvi - albumina. Normalan nivo kadmijuma u krvi kod odraslih osoba manji je od 1g/dm3. Iakose kadmijum iri putem krvi kroz ceo organizam, najvea akumulacija (od 50 do 60% telesnogoptereenja kadmijumom) je u bubrezima i u jetri. Optereenje kadmijumom, naroito u


32/169

32

bubrezima, uglavnom linearno raste sa godinama, do 50-60. godine starosti, nakon ega nivokadmijuma u bubrezima ostaje konstantan, ili vrlo malo opadne.

Visoko toksian efekat kadmijuma, rezultat je njegovih interakcija sa neophodnim mikro i makrobioelementima, posebno sa gvoem, kalcijumom, bakrom i cinkom. Trovanje kadmijumom

moe biti akutno i hronino. Akutno trovanje nastaje inhalacijom para, ili estica soli kadmijuma(oksida, hlorida, sulfide, sulfata, karbonata i acetata). Simptomi akutnog izlaganja kadmijumu sumunina, povraanje, gubitak mirisa, ukusa i apetita, abdominalni bol. Hronino profesionalnotrovanje moe da se javi posle dugotrajne izloenosti kadmijumom inhalacijom, ili oralnimputem, a sistematsko izlaganje uticaju kadmijuma dovodi do poveane ekskrecije kalcijuma, topredstavlja povean rizik za stvaranje kamena u bubrezima i oteenje kostiju. Za razliku odakutne hronina intoksikacija dovodi do razvoja nekih bolesti kao hronine opstruktivne bolestiplua, bolesti bubrega (nefrotoksinost) i kostiju (artritis, osteoporoze), anemije, poremeaj rastai drugih.

Ekskrecija kadmijuma iz organizma je spora, a odvija se preko bubrega i bilijarnim putem,

mlekom i pljuvakom. Kao i veina drugih metala i kadmijum veoma malo uestvuje, ili neuestvuje u direktnoj metabolikoj razmeni, ve se ee vezuje za razliite biolokekomponente, kao to su proteini, -SH grupe i anjonske grupe razliitih makromolekula. Prisustvokadmijuma u ishrani smanjuje apsorpciju gvoa, dok poveava apsorpciju cinka ugastrointestinalnom traktu. U nedostatku ovih elemenata apsorpcija kadmijuma je poviena.Aktivna uloga kadmijuma u poremeaju metabolizma kalcijuma dovodi do osteomalacije.

Prema fiziko-hemijskim svojstvima kadmijum ima poseban afinitet za vezivanje sa sumporom,pa lako mogu da inhibiraju fizioloku aktivnost enzima sa aktivnim SH grupama. Jedna odosnova kadmijumske toksinosti je i njegov uticaj na enzimske sisteme elija, zbog zamenenjihovih metalnih jona (uglavnom Zn

2+ i Cu

2+) u metaloenzimima i izraenog afiniteta premabiolokim strukturama koje sadre -SH grupe.

Neki od vanih enzima na iju aktivnost utie kadmijum, jesu enzimi koji uestvuju umetabolisanju ksenobiotika. Joni kadmijuma vezujui se u elijama mitohondrija deluju na trimesta: vezuju se za SH grupu enzima koji obavljaju transport elektrona, inhibiraju enzim kojiuestvuje u sintezi ATP-a (Adenozin trifosfat je nukleotid poznat za unutarelijski transferenergije u stanju je da uskladiti i transportuje energiju unutar elija i igra vanu ulogu u sintezinukleinskih kiselina) inhibiraju ATP-azu koja oslobaa energiju potrebnu za aktivni transportvitalnih supstanci u eliji.

Od izuzetne vanosti u transportu i distribuciji kadmijuma u organizmu ima protein,metalotionein, koji ima veliki kapacitet za kadmijum. Kadmijum vezan za metalotionein

akumulira se u jetri, bubrezima, pljuvanim lezdama, pankreasu, a u manjim koliinama semoe nai i u drugim tkivima, posebno lezdanim (tireoidei i nadbubrenoj lezdi). Novijimispitivanjima je pokazano da je kadmijum uzronik oksidativnih oteenja DNK, proteina ilipida, to je verovatno uticaj kadmijuma na enzimske i neenzimske komponenteantioksidativnog sistema odbrane organizama (Jovanovi, 2012).


33/169

33

2.9.2. Efekti izloenosti olovu u ivotnoj i radnoj sredini

U prirodi se olovo preteno nalazi u obliku sulfida, karbonata i minerala galenita (PbS), cerusita ianglezita tako da zemljita koja su nastala raspadanjem ovih minerala mogu sadrati veukoncentraciju olova. Vrlo esto se pojavljuje u rudama zajedno sa cinkom. Prosene

koncentracije olova u zemljitu su izmeu 15 i 25 mgkg. Olovo se moe detektovati u svimfazama ivotne sredine i biolokim sistemima. Od davnina je poznato toksino dejstvo olova uivotnoj i radnoj sredini.

Izvori kontaminacije olovom su produkti sagorevanja u metalurgiji i hemijskoj industriji,saobraaj, industrijske otpadne vode i deponije. Profesionalno, najvie su izloeni olovu radniciu topionicama i livnicama ovog metala, industriji boja, keramikoj i industriji proizvodnje iobrade stakla, u industriji baterija i akumulatora, fabrikama oruja i municije. Iz atmosfere,zemljita, voda (povrinskih i podzemnih), olovo se unosi i zadrava u biljkama, a dalje prekolanca ishrane i vode za pie dospeva i u ljudski organizam.

Putevi unosa olova su vrlo razliiti. Osim preko hrane i vode za pie, olovo se moe uneti i prekovazduha zagaenog produktima sagorevanja fosilnih goriva, do ambalae za hranu koja je unekoj fazi izrade bila u kontaktu sa ovim metalom. Svake godine industrija proizvodi oko 2,5

miliona tona olova u celom svetu. Zbog svoje prisutnosti u okruenju trovanje olovom i daljeostaje znaajan zdravstveni problem u svetu. Naroito stanovnici velikih gradova su pojaanoizloeni tetnom dejstvu ovog metala koji danas predstavlja kljuan ekoloki problem. Akutnotrovanje olova u radnoj sredini postaje vano pitanje, zbog poboljanja uslova rada i zatiteosoba od izvora izloenosti ovog metala. Na globalnom nivou, do skora, najvei deo zagaenjaatmosfere olovom je poticao od sagorevanja goriva u motornim vozilima, gde je olovo bilo

prisutno kao tetraetil-olovo, aditiv goriva (Mileti i sar., 2012). Pored ovog izvora olovo potie

Documents

Fizičko-hemijska i Mikrobiološka Ispravnost Vode Za Piće u