13. DUSIČNANY A DUSITANY

6 část na vegetarian.cz, kapitoly v publikaci 13,14,15,16,17

Dusičnany se od nepaměti v jistých (nízkých) koncentracích vyskytovaly v půdě a ve vodách Země, neboť od nepaměti docházelo k atmosférickým výbojům v ovzduší (vznikají oxidy dusíku), k bakteriální fixaci molekulárního dusíku některými rostlinami a k rozkladu bílkovinné hmoty (organického dusíku). Koncentrace dusičnanů ve vodách a půdě v přírodě, nepoškozené civilizací, se pohybuje kolem 2 mg/l (K. P. Cantor, 1997). Údaje o limitovaných ("bezpečných"??) koncentracích dusičnanů a dusitanů v pitné vodě uvádíme v tabulce a komentáři v kap. 8.

Koloběh dusíku: Tak jako existuje koloběh vody a řada jiných koloběhů, kterými si příroda udržuje svou rovnováhu, existuje i koloběh dusíku. Je založen na biochemické oxidaci sloučenin dusíku nitrifikačními bakteriemi nebo naopak redukci bakteriemi denitrifikačními. Schéma biochemické oxidace lze vyjádřit takto: organický dusík - amonný ion NH4+ - dusitany NO2- - dusičnany NO3- - organický dusík. Blíže viz [33]. Dusičnany jsou spotřebovávány rostlinami, které je zabudovávají do svých buněk jako organický dusík. Tím se koloběh dusíku uzavírá. Podmínkou biochemické oxidace (nitrifikace) v půdě a vodě je přítomnost kyslíku. Za nepřítomnosti kyslíku (anoxie) probíhají tyto biochemické procesy obráceně (denitrifikace). Znakem anoxických pochodů je zvýšená koncentrace dusitanů (NO2-). Standard tedy tolerováním vyšších koncentrací dusitanů toleruje vodu s nedostatkem kyslíku [4].

Vznik a vývoj problému: Přirozené podmínky výskytu dusičnanů ve vodách byly postupně narušovány růstem lidských sídlišť. Ještě v roce 1960 bylo konstatováno: "Povrchové vody českých zemí, odebírané pro vodárenskou úpravu, obsahují malé množství dusičnanů, které z hlediska zdravotního nepředstavují nebezpečí" [21]. V tomtéž roce 1960 byly na vodárenských profilech Vltavy, Jizery a Želivky naměřeny max. koncentrace dusičnanů (NO3-) kolem 10 mg/l. V roce 1980 byly zjištěny trojnásobky - max. 29-34 mg/l. Spotřeba dusíkatých hnojiv (N-hnojiv) v ČSR zároveň vzrostla čtyřnásobně, ze 100 tisíc (1960) na 420 tisíc tun (1980), přepočteno na čistý dusík (N) [22]. Hlavní příčinou vysokých koncentrací dusičnanů je intenzifikace zemědělství, tedy vysoké dávky N - hnojiv. Ty se smyvem dostávají do povrchových a průsakem do podzemních vod. Poznámka: Rok 1960 je startem strmého a setrvalého růstu nejen spotřeby N-hnojiv, ale i strmého a setrvalého růstu onemocnění kolorektálním karcinomem.

Plošné znečištění: Dusičnanový problém bývá označován za největší pohromu světového vodárenství, od vyřešení problém přenosu infekčních chorob vodou ve 20. století. N - hnojivy a dalšími zemědělskými chemikáliemi je zasažena celá zemědělská krajina. Tuto tzv. plošnou kontaminaci nelze řešit výstavbou čistíren, jak je to obvyklé u kontaminace bodové, tedy u odpadních vod, svedených kanalizací do jednoho místa. Dnešní plošné znečištění převyšuje 50% celkového znečištění vod. Sezónní kolísání koncentrací: N - hnojiva z půdy odčerpávají zemědělské plodiny. Koncentrace dusičnanů ve vodách by tedy měly být v době růstu plodin nižší, v zimních měsících - v době vegetačního klidu - vyšší.

Skutečně to platí, viz obr. 2 [23]: I když koncentrace dusičnanů ve vodách jsou ovlivňovány režimem hnojení, typem půdy i řadou klimatických vlivů, je závislost obsahu dusičnanů na vegetační aktivitě rostlin z obráz-ku zřejmá. Poznamenejme jen, že Obr.2: Kolísání obsahu dusičnanů v závislosti pro obr. 2 byl z našich sledování na ročním období - řeka Blanice, Vlašim vybrán "čítankový případ" sezónního kolísání: Blanice protéká krajem s intenzívním zemědělstvím Obvykle však není tato závislost tak výrazně ilustrativní. U podzemních zdrojů pitných vod bývá často i časově posunutá.

Zdravotní nebezpečí dusičnanů (NO3-) vyplývá z redukce dusičnanů na dusitany (NO2-) v organismu lidí a teplokrevných zvířat. Tato dusitanová zátěž je zvyšována i dusitany, přítomnými ve vodě a v potravinách - např. v uzeninách. Dusičnanový problém je tedy vlastně problémem prekurzorů dusitanů. Ohrožení kojenců: V případě tzv. dusičnanové alimentární methemoglobinaemie (DAM) kojenců (dětí do jednoho roku) dochází reakcí dusitanů s krevním barvivem kojenců (tzv. hemoglobinem F) ke vzniku methemoglobinu, který není schopen přenášet kyslík. Bez včasné lékařské pomoci se kojenec udusí, podobně jako při otravě oxidem uhelnatým.

Ohrožení dospělých: Dusitany mohou v žaludku reagovat s nitrosačními sloučeninami, (tj. sekundárními aminy a amidy rovněž z potravy) na N­nitrosoaminy a N-nitrosoamidy, které patří mezi nejsilnější známé karcinogeny. Nitrosaci dusitanů na karcinogenní nitrosaminy omezuje vitamin C. Chemická forma výskytu dusičnanů v pitné vodě jsou ionty; jejich biovyužitelnost je tedy velmi vysoká (udává se kolem 90%), navíc v pitné vodě není obsažen vitamin C.

Statisticky byla prokázána závislost vyšších koncentrací dusičnanů v pitné vodě na výskytu rakoviny jater, žaludku, močového měchýře a (opět) tlustého střeva a konečníku [24]. Česká republika je od r. 1989 držitelem neblahého světového prvenství ve výskytu tohoto onemocnění: 76 onemocnění a více než 53 úmrtí na 100 tisíc obyvatel ročně (MUDr. M. Zavoral, ÚVN Střešovice, r. 2002). To je 7 600 nemocných a více než 5 300 mrtvých v České republice každý rok!

Obsah dusičnanů a dusitanů v potravinách: Vyskytují se především v zelenině. Povoleny jsou vysoké koncentrace, od 200 do 3 000 mg NO3-/kg zeleniny. Zelenina je ale pro lidskou výživu důležitá pro obsah vitaminů a vlákniny. Vitamin C obsažený v zelenině omezuje rozvinutí rakovinových procesů. Je proto důležité respektovat tyto zásady:

" Zachovávat známá pravidla při přípravě zeleninových jídel (krátké tepelné zpracování, po udušení neskladovat ….atd.).

" Skleníková a rychlená zelenina obsahuje až několikanásobek dusičnanů než zelenina zahradní a polní. Lze při nákupu zeleniny zohlednit.

" V uzeninách - zvláště tzv. "domácích"- se vyskytují především dusitany. Ty vitaminem C provázeny nejsou. Je proto lépe jejich příjem alespoň omezit.

" Při vaření potravin se koncentrace dusičnanů ve vodě a v potravinách zprůměruje - i potraviny, neobsahující dusičnany, je tedy mohou varem ve vodě, která dusičnany obsahuje, získat. Proto ani voda "pouze" na vaření nesmí vyšší koncentrace dusičnanů obsahovat! Lidské tělo ale nerozlišuje původ dusičnanů a dusitanů. Konzumaci některých potravin je proto lépe omezit. Pitnou vodu ale bez ohrožení života ne.

Vaše sebeobrana je proto v požívání pitné vody bez dusičnanů, dusitanů a THM. Tak významně snížíte jejich celkový denní příjem. Vlajkovou lodí společnosti Aqua Aurea je domácí úpravna Dionela FDN2. Odstraňuje na nejvyšší technologické úrovni dusičnany a dusitany (kap. 26 a příloha 7). Zároveň však i organochlorové deriváty a THM, u kterých je prokázaný vliv na rakovinu tlustého střeva a konečníku - viz kap.12 [20].

Poznámka: V posledních letech byly vyvinuty i vlákninové potravní doplňky odstraňující zbytky potravy, které setrvávají ve střevech týdny až měsíce. Narušují tím funkci střevní sliznice a jsou tak příčinou vstřebávání toxických a karcinogenních látek. Přestože nelze popřít ani genetické a další vlivy na vznik onemocnění, jsme si jisti tímto tvrzením: Dionela FDN2 a vláknina s komplexní funkcí jsou pomocnou rukou, nabízenou české populaci jako účinný prostředek snížení počtu onemocnění rakovinou tlustého střeva a konečníku.

14. BAKTERIE

Pojďme nahlédnout do mikrosvěta, ve kterém přebývají "živá, neobyčejně malá zvířátka, pohybující se velmi čile". Tak totiž popsal bakterie Holanďan Anthony van Leeuwenhoek (nar. 1632), první člověk, který je spatřil pod skly mikroskopu, který sám vynalezl a sestrojil. Z dopisu, kterým o svém objevu bakterií informoval anglickou Královskou učenou společnost, pochází tato okřídlená věta: "Na mém rtu je jich více než poddaných v impériu Jeho Veličenstva". Vystihl tím výjimečnou vlastnost této nejstarší formy života na Zemi. Bakterie jsou všudypřítomné a mají neobyčejné přizpůsobovací schopnosti (viz též příl. 2). Za příznivých podmínek se rychle množí přesto, že způsob jejich rozmnožování (příčným dělením) jim nejspíš neposkytuje žádné potěšení. Bez přítomnosti bakterií by vyhynuly všechny živočišné i rostlinné formy života na planetě Zemi. Jsou nejnižším článkem potravních řetězců. Na rozdíl od řady chemických látek většina bakterií nepředstavuje ve vodách cizorodý prvek. Žily v ní dávno před existencí člověka.

15. BAKTERIE V PITNÝCH VODÁCH

Při zjišťování bakteriální závadnosti pitných vod - i potravin - se nepátrá po patogenních (choroboplodných) bakteriích, ale po níže uvedených bakteriích nepatogenních. Pro provozní laboratoře je stanovení patogenů příliš drahé a složité. Oficiální vysvětlení pojmu "voda bakteriálně závadná", používaného při pozitivním nálezu nepatogenních bakterií: tyto bakterie slouží jako indikátor možného fekálního znečištění a tedy přítomnost patogenních bakterií není zcela vyloučena. Jako bakteriálně závadné jsou označovány i vody, obsahující větší množství tzv. psychrofilních bakterií (opět nepatogenních), běžně se vyskytujících v přírodních vodách, i v půdě.

Všechny metody bakteriálního vyšetření vody jsou ryze usanční (závazně smluvené), počínaje způsobem odběru vzorků do sterilních vzorkovnic, až po způsob provedení a složení kultivačních medií. Každá odchylka od usančního postupu může bakteriální vyšetření znehodnotit. Výsledky se vyjadřují v KTJ/objem zkoumaného vzorku. Výraz KTJ (Kolonii Tvořící Jednotka) lze volně dešifrovat jako počet bakterií. Objem vzorku používaný k analýze pitné vody je zřejmý z následující tabulky 3. Standard [4] uvádí pro některé zvláštní případy pitných vod další tři bakteriální ukazatele. Protože se jedná o ukazatele důležité pro orientaci výrobců, dále je neuvádíme.

Pozn.: HZ .... hromadné zásobování (veřejné vodovody, veřejné a neveřejné studny) IZ .... individuální zásobování (soukromé studny) Koliformní bakterie jsou heterogenní skupinou bakterií, zahrnujících rody Escherichia, Citrobacter, Enterobacter a Klebsiella. Ty se vyskytují ve fekáliích člověka a ostatních teplokrevných živočichů (řec. kólon - trakčník, největší část tlustého střeva. Odtud "koliformní"). Skupina koliformních bakterií však zahrnuje i druhy vyskytující se ve vodách bohatých na živiny, v půdě, rostlinném materiálu a podobně. Mají tendenci k přežívání v pitné vodě a k následné rekontaminaci při poklesu obsahu chloru. Kultivují se při 35 - 37 C [25]. Escherichia coli je nově stanovovaný bakteriální druh, indikující fekální znečištění. Stanovuje se přímo mezi koliformními bakteriemi, na základě detekce aktivity specifických enzymů. Ve vodě se nemnoží, jenom přežívají. Enterokoky (řecky enteron = střevo), též "fekální streptokoky" jsou považovány za ukazatele čerstvého fekálního znečištění a zároveň za indikátor závažných hygienických závad. Jsou citlivější vůči vnějším vlivům, ve vodě se zřídkakdy množí a proto dlouho nepřežívají. Jsou odolnější vůči chloru než koliformní bakterie a přežívají i takové dávky chloru, které koliformní bakterie bezpečně usmrcují. Někteří autoři proto zastávají názor, že enterokoky mohou nepřímo indikovat i případné nebezpečí virových infekcí, neboť i viry jsou vůči chloru odolnější. Proto enterokoky mohou indikovat nedostatečnou desinfekci pitné vody [25]. Kultivují se při 37 C, potvrzující testy se provádějí při 43 oC.

Psychrofilní bakterie: Údaje o jejich výskytu slouží pouze k informaci o celkovém mikrobiálním znečištění. Pocházejí nejen z vody, jejich zdrojem je i půda, rozkládající se organické hmoty apod. Kultivace: 20°C (psychros = chladný). Z tabulky 3 víme, že standard pro pitnou vodu jejich přítomnost v dosti značné míře toleruje - až 500 KTJ psychrofilních bakterií v 1 ml pro IZ. Patogenní bakterie: Bakterie pro člověka choroboplodné jsou ve vodě ve stresové situaci. Jejich přirozeným biotopem je krevní a lymfatické řečiště lidského těla či teplokrevných zvířat, teplé 37° C. Ve vodě jsou zcela odlišné osmotické a teplotní podmínky a velmi nízká možnost sehnání potravy. Navíc se tu lidské patogeny setkávají s řádovou přesilou domácích vodních bakterií, pro které patogeny znamenají potravní kořist. Patogen v pitné vodě je v situaci zběha, který se ocitl v cizí neznámé, nehostinné a chladné krajině. Proto se patogenní bakterie za normálních podmínek v pitné vodě nerozmnožují, ani dlouho nepřetrvávají. Jsou citlivé nejen na běžné, ale i na nižší koncentrace chloru.

Porovnáváme-li tyto vlastnosti s vlastnostmi nepatogenních enterokoků (viz výše), lze říci, že vlastnosti obou skupin jsou si dost podobné. Enterokoky jsou však odolnější i proti vyšším koncentracím chloru ve vodě než patogeny a indikují zvlášť významné hygienické závady. Proto je nepřítomnost enterokoků ve vodě dosti pravděpodobnou známkou nepřítomnosti i patogenních mikrobů.

16. BAKTERIE V POTRAVINÁCH A MATEŘSKÉM MLÉCE

Výše popsané bakterie jsou hledány - a nalézány - i v potravinách. Ve srovnání s poměry v pitných vodách, vyhovujícími spíše pohublým bakteriálním asketům, jsou pro tytéž bakterie potraviny naopak hodovním svatebním stolem. Porovnejme tedy "tolerované" (tj. povolené) hodnoty bakteriální kontaminace potravin s hodnotami týchž bakterií v pitných vodách. Údaje jsou převzaty ze dvou vyhlášek MZ ČR [4], [26].

Poznámky: 1. Pro srovnatelnost obou předpisů je množství bakterií v potravinách přepočteno na 100 ml (100 g) vzorku - pokud není uvedeno jinak. 2. Potravinářská vyhláška udává zpravidla 2 tolerované hodnoty počtu bakterií dle velikosti kontrolního souboru vzorků z jedné výrobní šarže: nižší hodnotu pro větší soubor, vyšší pro menší soubor. Uvádíme obě hodnoty oddělené pomlčkou.

Standard pro pitnou vodu platí jak ve výrobně (vodárně), tak u posledního spotřebitele. Standard pro potraviny platí pouze u výrobce. Bakterie v potravinách se však množí rychleji než v pitné vodě. V té sídlí jen bakteriální hladovkáři. Než se dostanou potraviny do úst konzumenta, lze počítat (pokud nejsou tepelně zpracovány) s namnožením bakterií vysoko nad stanovené limity. Mateřské mléko. Ani mléko lidské matky není sterilní - jak jsme se původně domnívali my, i (nespecializovaní dotazovaní) lékaři. NRC pro mikrobiologii poživatin SZÚ [47] v r.1997 navrhla pro banku mateřského mléka pasterovaného 30 minut při 62,5 C tyto mezní hodnoty bakterií (KTJ/ml): celkový počet mikrobů: 1000 - 100 000.

17. KOMUNÁLNÍ VODÁRENSTVÍ

Bilancující 20. století je označováno řadou přívlastků. Je však i věkem celosvětového rozvoje vodárenství (a čistírenství - tedy komunálního vodního hospodářství). Máme za samozřejmé, že k vybavení domácnosti patří přívod pitné vody a že stačí ujít několik kroků do koupelny nebo na WC. Že se jedná o vymoženost civilizovaných zemí, si připomeneme jen při přerušení dodávky vody. Ve všech známých jazycích světa se produkt komunálního vodárenství nazývá pitná voda, přestože všude se k pití, vaření a k přípravě pokrmů spotřebuje jen 1­2% z vody vyrobené. Zbylých 98­99% slouží k užitkovým (technickým) účelům. Proto je poněkud výstižnější název "voda pro lidskou spotřebu".

Mezi úkoly komunálního vodárenství patří i nouzové zásobování vodou, zajištění vody pro hašení požárů, pro čištění veřejných komunikací, údržbu veřejné zeleně atd. Vodárenství je v celém civilizovaném světě páteří zásobování vodou a je ve svém poslání nezastupitelné.. Světové komunální vodní hospodářství (VH) dorostlo k potřebě globálního řešení. V r. 1992 se sešel v Riu de Janeiro celosvětový ekologický summit. Část jeho závěrečného dokumentu je věnována vodě. Na jeho doporučení vznikla Komise OSN pro trvale udržitelný rozvoj. Její zrod byl přijímán odborníky skepticky. Politici totiž těžko připustí, natož nahlas vyřknou, že jimi reprezentovaný systém není schopen ekologické renesance. Museli by tak přiznat, že čím více se lidská společnost rozvíjela, tím větší ekologické škody způsobovala.

Rovněž v r. 1992 se konala v Dublinu Mezinárodní konference o vodě a prostředí. Formulovala 4 základní principy. První definuje sladkou vodu jako vyčerpatelný a zranitelný zdroj života a společenského rozvoje (to ale odporuje tezi jednoho předního českého politika: "O přírodní zdroje se netřeba obávat. Lidstvo vždy vymyslí nějaké nové řešení"). V desetiletí po brazilském summitu došlo k nástupu společensky angažovaných vodohospodářských odborníků, chápajících, že řešení problémů vody nelze zcela přenechávat pouze politikům, zkorumpovatelným státním úředníkům, nejvýše postaveným ekonomickým manažerům, ani jen zeleným aktivistům. Podrobněji o těchto trendech a událostech informuje docent Dolejš (viz např. Sborník z konference Pitná voda 2001 nebo [35]), renomovaný vodárenský technolog, předseda AVE, člen mezinárodních vodárenských asociací a vědeckých výborů vodárenských konferencí. Po 40 letech vodárenské chudoby a 12 letech gründerského kapitalismu [30] si české vodárenství zaslouží zapojení do mezinárodní spolupráce a vykročení k nepředstírané "úrovni obvyklé v EU".

Václav Michek

Autorem příručky je vodárenský technolog, prošlý vodárenskými provozy, výzkumem i projekcí, zakladatel společnosti Aqua Aurea (1991). Od roku 1977 se zabývá i výzkumem a vývojem procesů a aparátů pro nevodárenskou úpravu vody k pití, vaření a k přípravě pokrmů v místě spotřeby.