Jeszcze kilka miesięcy temu działalność laboratoriów badających próbki wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi opierała się na Dyrektywie Rady Unii Europejskiej 98/83/WE z dnia 3 listopada 1998 r. oraz na krajowym Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 2017 r. Dzisiaj żyjemy w nowej rzeczywistości prawnej.
Co to jest monitoring operacyjny wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi?
Monitoring operacyjny to bieżąca kontrola skuteczności procesów i zabezpieczeń stosowanych podczas poboru, uzdatniania, magazynowania i dystrybucji wody. Pozwala szybko wykrywać problemy z jakością wody lub pracą systemu zaopatrzenia i uruchamiać wcześniej zaplanowane działania naprawcze. Jego zakres dostosowuje się do konkretnego systemu, zidentyfikowanych zagrożeń oraz wyników oceny ryzyka.
Przykładem jest pomiar mętności służący do oceny skuteczności filtracji. Wynik takiego badania dostarcza informacji o działaniu procesu uzdatniania. Dlatego przy jego interpretacji trzeba uwzględnić miejsce pobrania próbki, cel pomiaru i właściwą wartość odniesienia. Przekroczenie wartości odniesienia dla parametru operacyjnego jest sygnałem wymagającym oceny i reakcji, ale samo w sobie nie jest równoznaczne ze stwierdzeniem, że woda u odbiorcy nie nadaje się do spożycia.
Dyrektywa UE w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia
Głównym powodem wydania nowego rozporządzenia zastępującego akt z 2017 r. była konieczność wdrożenia unijnych przepisów wynikających z Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2020/2184 z 16 grudnia 2020 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi oraz krajowej nowelizacji ustawy z dnia 13 marca 2026 r o zmianie ustawy o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków oraz niektórych innych ustaw (Dz. U. 2026 poz. 605). Nowe regulacje poza aktualizacjią norm jakościowych, wprowadzenia do monitoringu nowych parametrów chemicznych, aktualizują metody nadzoru jakości wody. Pojawia się defincja monitoringu operacyjnego – monitoringu zapewniającego szybki wgląd w paramerty eksploatacyjne i w problemy z jakością wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi oraz umożliwiający szybkie podjęcie zaplanowanych wcześniej działań naprawczych, prametrami operacyjnymi są mętność oraz colifagi somatyczne.
Ralizacja wymagań ustawy w zakresie monitringu operacyjnego w połączeniu ze spełnienim wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025:2018-02 w obszarze potwierdzania ważności wyników daje szansę laboratoriom czynnie uczestniczyć w procesie uzdatniania wody. Zgodnie z pkt 7.7.1 normy PN-EN ISO 17025 „Labortorium powinno mieć procedurę monitorowania ważności wyników. Uzyskane dane powinny być zapisywane w taki sposób, aby możliwe było śledzenie kierunków ich zmian oraz, jeżeli to możliwe, powinny być stosowane techniki statystyczne w celu przeglądu wyników. Monitorowanie powinno być planowane i poddawane przeglądom, i powinno obejmować, jeżeli to właściwe, co najmniej pkt. h) korelację wyników dotyczących różnych właściwiści obiektu”.
Korelacja wyników badań laboratoryjnych
Siłę współzależności dwóch zmiennych można wyrazić liczbowo za pomocą współczynnika korelacji liniowej Pearsona (rxy), przyjmującego wartości z przedziału [-1; 1]. Znak współczynnika korelacji informuje nas o kierunku korelacji, natomiast jego bezwzględna wartość o sile związku.
Korelacja dodatnia występuje wtedy, gdy wzrostowi wartości jednej cechy odpowiada wzrost średnich wartości drugiej cechy.
Korelacja ujemna występuje wtedy, gdy wzrostowi wartości jednej cechy odpowiada spadek średnich wartości drugiej cechy.
Im wartość bezwzględna współczynnika korelacji jest bliższa jedności, tym zależność korelacyjna między zmiennymi jest silniejsza. Gdy rxy= |1|, to zależność korelacyjna przechodzi w zależność funkcyjną. W analizie statystycznej przyjmuje się następującą skalę:
| rxy = 0 | zmienne nie są skorelowane |
| 0 < rxy < 0,1 | korelacja nikła |
| 0,1 ≤ rxy < 0,3 | korelacja słaba |
| 0,3 ≤ rxy < 0,5 | korelacja przeciętna |
| 0,5 ≤ rxy < 0,7 | korelacja wysoka |
| 0,7 ≤ rxy < 0,9 | korelacja bardzo wysoka |
| 0,9 ≤ rxy < 0,1 | korelacja prawie pełna |
Badania laboratoryjne wody do spożycia
W celu określenia wzajemnych powiązań pomiędzy poszczególnymi parametrami uzyskane wyniki badań próbek wody surowej oraz wody uzdatnionej pobranej w ramach monitoringu operacyjnego należy zebrać w tabeli, a następnie wyliczyć współczynniki korelacji liniowej Pearsona.
Przykład takiego zestawienia przedstawia poniższa tabela:
W kolejnym kroku, korzystając z dowolnego arkusza kalkulacyjnego możemy wyliczyć współczynniki korelacji:
Określenie przyczyn zaistniałych powiązań jest kluczem do zaplnowania skutecznych działań naprawczych i szybkiego reagowania na problemy z jakością dostarczanej przez producenta wody.
Mętność – barwa
0,80 (korelacja bardzo wysoka)
Wzrostowi mętności towarzyszy wzrost barwy.
Zanieczyszczenia będące przyczyną podwyższonej mętności mogą do niej przenikać na różnych etapach i obejmują:
1) ujęcia wód podziemnych:
– procesy naturalnego wietrzenia formacji skalnych/geologicznych (glina, iły, osady mineralne, tlenki manganu i żelaza modyfikują wartość pH wody)
UWAGA: Wsp. korelacji (mętność – pH) = 0,31 korelacja przeciętna
– perkolacja wód podziemnych – przepływ przez podłoże stałe połączony z wymywaniem osadu i/lub substancji chemicznych,
2) uzdatnianie wody:
– nieskuteczna filtracja wody, w tym wynikająca z nieodpowiedniego stanu technicznego urządzeń filtracyjnych; w efekcie niepełne usunięcie zawiesin w procesie filtracji wody,
– odrywanie i fragmentacja zawiesin zatrzymanych uprzednio na złożu filtracyjnym i ich przenikanie do wody kierowanej do sieci,
– proces/reakcja precypitacji – wytrącanie się nierozpuszczalnych związków mineralnych w wyniku reakcji składników mineralnych z substancjami chemicznymi, stosowanymi w celu uzdatniania wody.
3) dystrybucja:
– przenikanie do wody produktów korozji,
– fragmentacja biofilmu i przenikanie jego oderwanych części do przesyłanej wody,
– tworzenie się osadów mineralnych w przewodach i przenikanie ich składników do wody, resuspencja osadów, które uległy uprzednio osadzeniu na ścianach przewodów wodociągowych. W/w procesom sprzyja zastój wody oraz zmiany przepływu i ciśnienia w sieci i instalacji wodociągowej,
– nieszczelności w systemie dystrybucji, prowadzące do przenikania do wody zanieczyszczeń z powierzchni gruntu, w szczególności wód opadowych lub ścieków (awarie),
– gwałtowne uwolnienie cząstek zawiesin osadów ze ścian przewodów wodociągowych w wyniku nagłej zmiany warunków przepływu.
Mętność – żelazo
0,89 (korelacja bardzo wysoka)
Wzrostowi stężenia żelaza ogólnego towarzyszy wzrost mętności oraz barwy.
Żelazo – barwa
0,87 (korelacja bardzo wysoka)
Żelazo zawarte w wodach podziemnych występuje najczęściej jako Fe2+, przy którym jego związki charakteryzują się znaczną rozpuszczalnością w wodzie. Nawet gdy osiągają one znaczne stężenia, barwa wody zwykle pozostaje niska.
W trakcie ujmowania, uzdatniania i dystrybucji dochodzi do zmian warunków utleniająco-redukcyjnych, których skutkiem jest utlenienie żelaza do formy Fe3+. Związki zawierające żelazo w tej postaci odznaczają się charakterystycznym rdzawo-brunatnym zabarwieniem oraz niska rozpuszczalnością w wodzie, wykazując tendencję do wytrącania się w formie zawiesin i osadów, czemu towarzyszy wzrost barwy i mętności.
Mętność – mangan
0,85 (korelacja bardzo wysoka)
Wzrostowi stężenia manganu towarzyszy wzrost barwy oraz mętności.
Mangan – barwa
0,86 (korelacja bardzo wysoka)
Podwyższone wartości stężeń manganu wywierają niepożądany wpływ na wskaźniki organoleptyczne, powodując wzrost jej barwy i mętności. Mogą też powodować powstawanie przebarwień na rannych tkaninach, urządzeniach sanitarnych oraz innych powierzchniach mających kontakt z wodą. Istotnym problemem jest także wytrącanie się nierozpuszczalnych związków manganu w formie osadów mineralnych (czarne) w przewodach wodociągowych, z czasem prowadzące do zakłóceń eksploatacji wodociągu i dodatkowo przyczyniające się do pogorszenia jakości wody.
PEW – żelazo
0,72 (korelacja bardzo wysoka)
Wzrostowi stężenia żelaza ogólnego, manganu oraz związanej z tym mętności towarzyszy wzrost przewodności elektrycznej właściwej.
PEW – mangan
0,69 (korelacja wysoka)
PEW jest ogólnym wskaźnikiem mineralizacji i zanieczyszczenia wody. Praktycznie każda zmiana ilości substancji rozpuszczonych w wodzie wywołuje zmianę PEW
Ogólna liczba mikroorganizmów
Ogólna liczba mikroorganizmów – żelazo
0,58 (korelacja wysoka)
Ogólna liczba mikroorganizmów – mangan
0,51 (korelacja wysoka)
Ogólna liczba mikroorganizmów – mętność
0,54 (korelacja wysoka)
Ogólna liczba mikroorganizmów – barwa
0,53 (korelacja wysoka)
Wzrostowi stężenia żelaza ogólnego, manganu i związanej z nimi barwy oraz mętności, towarzyszy wzrost ogólnej liczby mikroorganizmów.
Wody podziemne są zazwyczaj dobrze chronione, gdyż przykryte ciągłą, nieprzepuszczalną warstwą gleby, ograniczającą prawdopodobieństwo zewnętrznego zanieczyszczenia. Wody te z powodu niskiej zawartości substancji odżywczych są z reguły zasiedlane przez nieliczne mikroorganizmy. Dość niska temperatura wody również sprawia, że w wodach podziemnych metabolizm i namnażanie mikroorganizmów są znacznie ograniczone.
Jednym z głównych czynników wpływających na rozwój i przeżywanie mikroorganizmów w sieci wodociągowej jest zawartość pierwiastków biogennych ( C, P, N), która zależy nie tylko od ich ilości w wodzie ujmowanej, ale związana jest ze skutecznością ich usuwania na poszczególnych etapach uzdatniania wody. Wysoka zawartość substancji biogennych ogranicza ruchliwość drobnoustrojów występujących w wodzie, zwiększając skłonność do tworzenia biofilmu. Źródłem nieorganicznych i organicznych substancji pokarmowych w sieciach wodociągowych są również osady w przewodach, wykazujących cechy korozji. Osady wewnątrz rurowe mogą powstawać przy braku stabilności chemicznej i biologicznej dystrybuowanej wody, przy małej prędkości przepływu lub jej stagnacji. Powstają one na skutek kumulacji cząstek stałych i produktów korozji na powierzchni przewodów. Warunki sprzyjające powstawaniu osadów zazwyczaj występują na końcówkach sieci wodociągowej i w przewymiarowanych systemach wodociągowych. Gromadzenie osadów w sieci wodociągowej ogranicza duża i stała prędkość przepływu wody. Natomiast gwałtowny i zbyt duży wzrost prędkości przepływu powoduje wypłukiwanie i uruchamianie zanieczyszczeń zdeponowanych w osadach. Zjawisko to może ulegać nasileniu podczas dużych chwilowych rozbiorów wody oraz włączenia przewodów wodociągowych do eksploatacji po przerwie w dostawie wody.
Jon amonowy – azotyny – azotany
0,97 (korelacja prawie pełna)
Wzrostowi stężenia azotanów towarzyszy spadek stężenia jonu amonowego.
Amoniak powstaje w wodach podziemnych wskutek redukcji azotynów i azotanów poprzez siarkowodór, piryty i in. Związki żelaza lun substancje humusowe.
W procesie uzdatniania wody zachodzi proces nitryfikacji: jon amonowy → azotyny → azotany.
Woda do spożycia – podsumowanie
Wyznaczone wzajemne powiązania między mętnością, a zawartością żelaza, manganu, PEW, barwą oraz ogólną liczbą mikroorganizmów przedstawione w sposób zapewniający monitorowanie kierunku ich zmian pozwalają producentowi wody na szybką identyfikację zagrożeń i zdarzeń niebezpiecznych oraz ocenę ryzyka
w systemie zaopatrzenia w wodę. Laboratium badań wody, realizując w ten sposób wymagania normy akredytacyjnej w zakresie potwierdzania ważności wyników staje się oczami producenta wody, co przy współpracy z klientem (producentem wody) pozwala na wyeliminowanie przyczyny niezgodności z wartością parametryczną wykorzystywaną do oceny jakości wody.
Wioleta Mateusiak
Warsztaty z walidacji i oceny niepewności pomiaru
Sprawdź najlepsze na rynku szkolenie stacjonarne z walidacji i oceny niepewności pomiaru: