Kluczowe pojęcia
CFU – (jednostka tworząca kolonię): jednostka używana w mikrobiologii do szacowania liczby żywotnych komórek bakterii lub grzybów w danej próbce. Żywotność określa się jako zdolność do rozmnażania w drodze rozszczepienia binarnego w warunkach kontrolowanych.
Asocjacja – Zjawisko łączenia się drobin (cząsteczek, jonów, atomów) w większe układy złożone z dwóch lub większej liczby cząstek w wyniku elektrostatycznych oddziaływań.
Przewodność elektrolityczna właściwa wody – jest miarą zdolności wody do przewodzenia energii elektrycznej; oznaczana dla przybliżonej oceny stopnia mineralizacji wody i jej zanieczyszczenia.
TDS – oznacza całkowitą ilość soli rozpuszczonych. Podobnie jak przewodność jest jednostką definiującą stopień zanieczyszczenia wody. Pomiar przewodności wykonuje się również po to aby oszacować ogólną zawartość soli rozpuszczonych (TDS – total dissolved solids). W przybliżonym przypadku aby uzyskać wynik pomiaru przewodności wody jako TDS należy pomnożyć wynik w µS/cm przez 1,56. Aby ustalić jakie dokładnie pierwiastki znajdują się w wodzie należy ją zbadać laboratoryjnie.
Elektrodejonizacja (EDI) – jest to nowoczesna i w pełni zautomatyzowana metoda demineralizacji wody, która pozwala uzyskać wodę bardzo wysokiej jakości. Przed podaniem wody do jednostki EDI woda musi zostać podana demineralizacji na membranach odwróconej osmozy. Efektem demineralizacji wody metodą EDI jest redukcja przewodności i zawartości krzemionki w wodzie oraz utrzymywanie stałych parametrów uzdatnionej wody. Uzyskana w drodze dejonizacji woda ultraczysta jest pozbawiona drobnoustrojów, soli i innych zanieczyszczeń.
Woda i jej funkcje w procesach
WODA jest najlepszym rozpuszczalnikiem roztworów technologicznych, myjących, zanieczyszczeń
WODA jest nośnikiem energii (temperatury)
WODA jest najlepszym chłodziwem
WODA jest czynnikiem transportowym
WODA jest najważniejsza – najważniejsza jest wysoka jakość wody
Typowe wartości przewodności różnych typów wód
Woda demineralizowana 1 – 10 µS/cm
Woda wodociągowa (do picia) 200 – 1000 µS/cm
Woda morska 1 – 10 mS/cm
Przemysłowe wody procesowe 1 – 100 mS/cm
Stężone kwasy i zasady 100 – 1000 mS/cm
Wykaz norm opisujących parametry wody
Surowa woda zwykle zawiera dużo zanieczyszczeń, przy czym substancje wapń (Ca) i magnez (Mn), materiał organiczny, cząstki i zawiesiny, żelazo i inne aktywne metale, utleniacze i dwutlenek węgla (CO2) powodują największe obciążenie dla systemów uzdatniania wody .
Woda została szczegółowo opisana w wielu normach, w zależności od obszaru ich stosowania.
Czemu służą normy i wytyczne i rekomendacje
Normy są dokumentami opracowywanymi przez niezależnych, międzynarodowych ekspertów z danej dziedziny gospodarki. Zawierają informacje, wskazówki oraz zbiory dobrych praktyk, dotyczące różnorodnych aspektów działalności.
Wytyczne są kategorią przepisów służbowych, aktem normatywnym rangi niższej od zarządzenia i instrukcji, podpisanym, przez dyrektora lub kierownika jednostki organizacyjnej. Wytyczne zawierają wskazówki określające sposób działania.
Rekomendacja to pozytywna opinia wydana o kimś lub o czymś. Zazwyczaj jest to pozytywna ocena wartości przedmiotu, podmiotu lub czynności, odnosząca się do konkretnej sytuacji, wydana przez doradcę, eksperta lub inny organ oceniający.
Wszystkie powyżej opisane dokumenty, mają ca celu ułatwić producentom, użytkownikom oraz konsumentom, zdobycie informacji, które w jednoznaczny sposób określają standardy, parametry techniczne, cechy jakościowe, itd. obowiązujące we wszelkich aspektach z różnych dziedzin życia.
Powstało bardzo dużo norm oraz innych opracowań odnoszących się do wody.
W obszarze medycznym najczęściej mają zastosowanie treści normy PN-EN 285, PN-EN ISO 3696
oraz AKI – „Przygotowanie instrumentarium medycznego zachowujące jego wartość.”
Norma PN-EN 285+A1:2022-03 – wersja angielska
Sterylizacja – Sterylizatory parowe – Duże sterylizatory
Zakres normy określa wymagania i odpowiadające im badania dotyczące dużych sterylizatorów parowych stosowanych głównie w ochronie zdrowia do sterylizacji wyrobów medycznych i ich wyposażenia i ma zastosowanie do sterylizatorów parowych zaprojektowanych do umieszczania co najmniej jednej jednostki sterylizacyjnej lub mających komorę o objętości przynajmniej 60 l. Duże sterylizatory parowe mogą być również stosowane podczas produkcji przemysłowej wyrobów medycznych.
W załączniku B (informacyjny) do wymienionej normy – „Zasilanie parą wodą; sugerowane maksymalne wartości zanieczyszczeń w wodzie zasilającej i skroplinach”, w tablicy B.1 – Zanieczyszczenia w wodzie zasilającej dla przynależnego generatora pary, zebrane są parametry wody zasilającej.
Tablica B1
| Substancja oznaczana | Woda zasilająca |
| Sucha pozostałość | ≤ 10 mg/l |
| Krzemiany (SiO2) | ≤ 1 mg/l |
| Żelazo | ≤ 0,2 mg/l |
| Kadm | ≤ 0,005 mg/l |
| Ołów | ≤ 0,05 mg/l |
| Pozostałe metale ciężkie z wyjątkiem: żelaza, kadmu, ołowiu | ≤ 0,1 mg/l |
| Chlorki (Cl,) | ≤ 2 mg/l |
| Fosforany (P2O5) | ≤ 0,5 mg/l |
| Przewodność (przy 25°C) | ≤ 5 µS/cm |
| Wartość pH (stopień kwasowości) | 5 do 7,5 |
| Wygląd | Bezbarwna, czysta bez osadu |
| Twardość (∑ jonów pierwiastków ziem alkaicznych) |
≤ 0,02 mmol/l |
| UWAGA Zaleca się, aby badanie na zgodność było przeprowadzone według powszechnie uznanych metod analitycznych. |
|
PN-EN-ISO-3696_1999_Ap1_2004
Woda stosowana w laboratoriach analitycznych – Wymagania i metody badań.
W międzynarodowej normie PN-EN-ISO-3696_1999_Ap1_2004 ustalono 3 stopnie czystości wody:
Stopień czystości 1
Woda właściwie pozbawiona zanieczyszczeń rozpuszczonych lub koloidalnych jonowych i organicznych, spełniająca najostrzejsze wymagania analityczne, w tym wymagania wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Nadaje się do badan analitycznych najwyższej czułości. Zaleca się otrzymywanie jej z wody o stopniu czystości 2, poddając ją dalszym zabiegom (na przykład odwróconej osmozie lub dejonizacji, a następnie przesączeniu przez filtr membranowy o wielkości porów 0,2 µm, w celu usunięcia cząstek substancji, lub dwukrotnej destylacji w aparaturze kwarcowej).
Przewodność elektryczna właściwa w temperaturze 25oC nie więcej niż 0,01 mS/m = 0,1 µS/cm;
Zawartość krzemionki (SiO2), nie więcej niż 0,01 mg/l;
Zawartości substancji podatnych na utlenianie, pozostałości po odparowaniu w 110oC, dla wody tej czystości nie określa się;
Wartości pH dla wody tej czystości nie określa się.
Stopień czystości 2
Woda o bardzo małej zawartości zanieczyszczeń nieorganicznych, organicznych i koloidalnych, odpowiednia do zastosowań analitycznych o dużej czułości, w tym spektrometrii absorpcyjnej atomowej (AAS) i do oznaczania składników występujących w ilościach śladowych. Zaleca się otrzymywanie jej na przykład metodą wielokrotnej destylacji albo destylacji poprzedzonej dejonizacją lub odwróconą osmozą.
Przewodność elektryczna właściwa w temperaturze 25oC, nie więcej niż 0,1 mS/m = 1,0 µS/cm;
Zawartość krzemionki (SiO2), nie więcej niż 0,02 mg/l;
Zawartość substancji podatnych na utlenianie <0,08 mg/l;
Zawartości substancji podatnych na utlenianie, pozostałości po odparowaniu w 110oC <1 mg/kg ;
Wartości pH dla wody tej czystości nie określa się.
Stopień czystości 3
Woda do ogólnego laboratoryjnego zastosowania, używana w większości „mokrych” prac chemicznych oraz do przygotowywania roztworów odczynników. Zaleca się otrzymywanie jej na przykład przez pojedynczą destylację, dejonizację lub odwróconą osmozę. Jeżeli nie wskazano inaczej, może być używana w zwykłych pracach analitycznych.
Przewodność elektryczna właściwa w temperaturze 25oC, nie więcej niż 0,5 mS/m = 5,0 µS/cm;
Zawartość substancji podatnych na utlenianie <0,4 mg/l;
Zawartości substancji podatnych na utlenianie, pozostałości po odparowaniu w 110oC <2 mg/kg ;
Wartości pH= 5,0 – 7,5.
Zawartości krzemionki SO2 < 0,02 mg/l dla wody tej czystości nie określa się.
Rodzaje wody
Graniczne parametry wody w zależności od przeznaczenia
| Woda demineralizowana | ||||
| Woda wodociągowa | Woda zmiękczona | Złoże mieszane | Odwrócona osmoza | |
| TDS (ppm) | 500 | 530 | 5 | 30 |
| Przewodność (µS/cm) |
650 | 700 | 3 | 30 |
| Twardość ogólna (°d) |
14 | < 0,1 | |< 0 ,1 | 0,5 |
| Sole sodowe | 20 | 160 | < 1 | 2 |
| Chlorki (ppm) | 40 | 40 | < 1 | 3 |
| Krzemiany (ppm SiO2) |
12 | 12 | < 0,1 | 2,1 |
| Wartość pH | 6,7 | ∆T 7,5 – 9,5 | 5,5 | 6,0 |
Woda destylowana, a demineralizowana
Przede wszystkim chodzi o sposób jej oczyszczenia. Woda destylowana jest poddawana procesowi destylacji, który polega na podgrzaniu wody do temperatury 100 stopni Celsjusza, a następnie skropleniu pary wodnej. Zebrane krople tworzą wodę destylowaną. Proces ten nie jest niestety doskonały. Wymaga ogromnej ilości energii oraz odpowiedniego poziomu czystości. Destylacja nie jest przeprowadzana na skalę przemysłową.
Woda demineralizowana natomiast jest pozyskiwana w zupełnie inny sposób. Oczyszczana jest przy pomocy procesu odwróconej osmozy. Polega on na tym, że ciecz pod wysokim ciśnieniem przenika przez membranę – półprzepuszczalną błonę, która rozdziela wodę na dwa roztwory. Demineralizacja pozwala uzyskać prawdziwie czystą wodę, znacznie lepszej jakości niż woda destylowana. Woda demineralizowana jest pozbawiona niemalże w 100% wszelkich zanieczyszczeń. Wolna jest od bakterii, niebezpiecznych wirusów, metali ciężkich i innych szkodliwych substancji. To obecnie najskuteczniejszy sposób na oczyszczenie wody.
Badanie jakości wody
Jakość wody zależy od bardzo wielu parametrów. Aby mieć pewność że woda spełnia określone kryteria jakościowe należy systematycznie lub w sposób ciągły monitorować krytyczne parametry wody. Do najbardziej podstawowych wskaźników, parametrów wody, mających wpływ na jakość należą, poziom zanieczyszczeń mechanicznych, biologicznych, fizycznych i chemicznych, twardość, przewodność, wartość pH, barwa, zapach, mętność, osady.
Problemy związane z jakością wody
Niewłaściwy skład oraz zanieczyszczenia są głównym problemem związanym z wodą, co ma przełożenie na procesy z wykorzystaniem wody,
jak i urządzenia z wodą pracujące. Wyróżnia się różne typy zanieczyszczeń: mechaniczne, koloidalne, roztwory, biologiczne.
Zanieczyszczenia klasyfikuje się ze względu na sposób usuwania: filtracja, sedymentacja, ultrafiltracja, koagulacja, metodami fizykochemicznymi, chemicznymi, mechanicznymi; wpływ na zdrowie: związki pożądane dla zdrowia, nieszkodliwe, szkodliwe i trujące; ich pochodzenie: biologiczne, bakteriologiczne, fizyczne, chemiczne.
Woda może być demineralizowana na kilka sposobów: poprzez destylację, odwróconą osmozę, złoże jonowymienne mieszane (MIX- bed) lub elektrodejonizację. Pozbawiona soli wapnia i magnezu, jonów metali oraz wszelkich innych zanieczyszczeń cechuje się najwyższą wartością użytkową. Woda DEMI wykorzystywana jest w procesie sterylizacji, do ostatniego płukania w myjniach-dezynfektorach i coraz częściej w całym procesie automatycznego mycia i dezynfekcji.
Obszary zastosowań wody ultraczystej
W zależności od rodzaju zastosowania, typów prowadzonych badań niezbędna jest wody o odpowiednim stopniu czystości. Aby dostarczyć wodę o pożądanym stopniu czystości należy zastosowań skuteczny system uzdatniania wody, w tym rozwiązania wykorzystujące dejonizatory wody.
- elektrownie – produkcja półprzewodników
- produkcja farmaceutyczna (przygotowanie odczynników, buforów i pożywek
- produkcja kosmetyków
- przemysł spożywczy i napojów
- rolnictwo
- przemysł wydobywczy (górnictwo)
- laboratoria fotograficzne (wywoływanie odbitek)
- prasowalnice – pralnie
- nawilżacze powietrza, systemy klimatyzacji
- laboratoria analityczne (płukanie szkła laboratoryjnego, analizy instrumentalnej,
w tym do takich metod jak AAS, HPLC, IC, ICP, ICP-MS) - przygotowania preparatów do analiz (np. AAS),
- wytwarzania elektrolitów między innymi w akumulatorach
- produkcja luster kryształowych, bombek choinkowych oraz innych produktów zrobionych ze szkła.
