Jak dwutlenek chloru penetruje biofilm i odcina źródło ponownego skażenia w instalacji

W wielu instalacjach wodociągowych i przemysłowych po rutynowym zabiegu odkażania sytuacja wydaje się opanowana. Poziom bakterii spada do zera, a wyniki badań mikrobiologicznych wody całkowicie mieszczą się w normie. Niestety po kilku tygodniach problem wraca z podobną siłą, często przybierając postać nagłego wtórnego skażenia. Przyczyną takiego stanu rzeczy nie jest błąd personelu technicznego ani zbyt niska dawka zastosowanego biocydu. Główny problem to ukryte źródło patogenów, które znajduje idealne schronienie wewnątrz biofilmu. Ta specyficzna i trudna do usunięcia struktura skutecznie chroni kolonie przed niszczącym działaniem tradycyjnych środków chemicznych. Zwykłe metody utleniają jedynie bakterie swobodnie pływające w toni wodnej. Pozostawiają one głębsze warstwy osadu w nienaruszonym stanie. Pozwala to przetrwałym w rurach drobnoustrojom na błyskawiczne namnażanie się zaraz po wypłukaniu środka z układu.

Jak dwutlenek chloru przenika przez biofilm i niszczy jego strukturę

Biofilm znacząco różni się od zwykłego osadu mineralnego gromadzącego się na ściankach rur. Tworzy on złożoną, wielowarstwową strukturę zewnątrzkomórkowych substancji polimerowych, w której ściśle zatopione są potężne kolonie drobnoustrojów. Ta gęsta matryca działa jak naturalna tarcza ochronna, zatrzymując większość standardowych środków odkażających na swojej zewnętrznej powierzchni. Struktura ta stanowi doskonałe środowisko życia dla pierwotniaków i ameb. Organizmy te naturalnie pochłaniają komórki Legionelli, tworząc dla nich dodatkową, niezwykle wytrzymałą kapsułę ratunkową. Dzięki temu chorobotwórcze patogeny zyskują niemal całkowitą odporność na stosowaną chemię oraz wysoką temperaturę używaną podczas wygrzewania instalacji. Według badań specjalistycznych nawet od 90 do 95 procent populacji niebezpiecznych bakterii kolonizuje właśnie wnętrze biofilmu, a nie płynącą wodę. Tradycyjny chlor bardzo szybko wchodzi w gwałtowną reakcję z zewnętrzną warstwą organiczną. Przez to jego potencjał biobójczy wyczerpuje się, zanim zdąży on dotrzeć do głębiej ukrytych komórek.

Dwutlenek chloru działa w zupełnie inny sposób, co wynika wprost z jego unikalnych właściwości fizykochemicznych. Gaz ten w formie rozpuszczonej charakteryzuje się bardzo niską reaktywnością w stosunku do wielu związków organicznych budujących zewnętrzną barierę. Dzięki temu cząsteczki dwutlenku chloru płynnie dyfundują w głąb matrycy polimerowej bez utraty swoich właściwości utleniających. Po wniknięciu do wnętrza struktury substancja ta bezpośrednio atakuje wiązania siarki oraz delikatne błony komórkowe ukrytych mikroorganizmów. Proces ten prowadzi do fizycznego rozerwania komórek i stopniowego odrywania się rozbitych fragmentów biofilmu od ścianek instalacji. Związek ten utrzymuje wysoką skuteczność biobójczą w niezwykle szerokim zakresie pH od 4 do 10. Odróżnia go to od popularnego podchlorynu sodu i pozwala na aplikację w zróżnicowanych warunkach chemicznych bez ryzyka obniżenia mocy.

Wpływ warunków przepływu na zwalczanie skażenia w układach wodnych

Nawet najsilniejszy preparat biobójczy musi fizycznie dotrzeć do miejsca swobodnego rozwoju kolonii bakteryjnych. Złożona geometria rurociągów, liczne ślepe odcinki oraz nierównomierny przepływ wody stanowią główne przeszkody w prawidłowym rozprowadzeniu substancji aktywnej. W miejscach o znacznie obniżonej prędkości przepływu lepkie osady gromadzą się niezwykle szybko. Tworzy to idealne warunki przestrzenne do nadbudowywania kolejnych warstw polimerowych. Z tego powodu optymalnie prowadzona dezynfekcja wody dwutlenkiem chloru wymaga nie tylko dobrania wyliczonej dawki biocydu. Konieczny jest stały i precyzyjny monitoring docierania gazu do najdalszych punktów rozbudowanego układu. Regularny pomiar parametrów cieczy za pomocą fotometru ułatwia bieżącą kontrolę stężenia aktywnego związku, co pozwala bezbłędnie ocenić postępy w procesie rozkładania osadów.

Zjawisko wtórnego skażenia instalacji przybiera zupełnie różną postać w zależności od specyfiki i profilu działalności danego obiektu. W wodociągach miejskich stary biofilm odpowiada za drastyczne pogorszenie smaku, nieprzyjemny zapach oraz podwyższoną mętność wody dostarczanej do odbiorców. Szpitale oraz duże obiekty hotelowe zmagają się przede wszystkim z nawracającymi ogniskami chorobotwórczej Legionelli w rozbudowanych obiegach ciepłej wody użytkowej. W hodowlach zwierząt oraz zakładach nowoczesnego przemysłu spożywczego mikrobiologicznie zanieczyszczona sieć rzutuje bezpośrednio na parametry higieniczne wody procesowej. Obiekty sportowe i publiczne pływalnie muszą opanować problem drażniących chloramin oraz narastających osadów w trudno dostępnych filtrach piaskowych.

Polskim dostawcą technologii opartych na tym precyzyjnym mechanizmie jest firma Chlordioxid Academic Polska z siedzibą w Wilkowie. Przedsiębiorstwo to produkuje specjalistyczne preparaty biobójcze Supra Activa do wody pitnej oraz Supra Plus przeznaczone dla basenów. Jako jedyny wytwórca tych płynnych roztworów w kraju podmiot ten dysponuje wszelkimi wymaganymi atestami PZH oraz niezbędnymi zezwoleniami URPL. Wdrażane produkty bezpiecznie i w pełni skutecznie eliminują naskórną warstwę biofilmu oraz wytrącają groźne metale ciężkie.

Trwałe zabezpieczenie instalacji przed gwałtownym rozwojem groźnych patogenów wymusza całkowitą zmianę podejścia do inżynierii sanitarnej. Zamiast działań czysto interwencyjnych niezbędna jest rygorystyczna kontrola mikrobiologiczna środowiska panującego wewnątrz orurowania. Jednorazowe uderzenia chemiczne obniżają populację bakterii zaledwie na krótki czas, pozostawiając główny trzon kolonii gotowy do błyskawicznej ekspansji. Zniszczenie samej matrycy i uniemożliwienie jej odbudowy definitywnie odcina drobnoustrojom zaplecze niezbędne do przeżycia. Wdrożenie nowoczesnych technologii utleniających, które gwarantują fizyczną penetrację najgłębszych warstw polimerowych, umożliwia zachowanie najwyższego reżimu sanitarnego. Dotyczy to w szczególności starych i mocno wyeksploatowanych układów dystrybucyjnych o bardzo nieregularnym przepływie.