Badanie ścieków – kiedy jest ono konieczne?

Ścieki są mieszaniną zawierającą w swoim składzie na ogół 99,8÷99,9% wody oraz 0,2÷0,1% domieszek. Ścieków nieoczyszczonych, czyli surowych nie można odprowadzać do odbiorników a muszą one wcześniej zostać poddane procesom oczyszczania. Takie zabiegi wykonują oczyszczalnie ścieków, których zadaniem jest doprowadzenie składu fizykochemicznego ścieków surowych do składu zbliżonego do wód naturalnych. Co powinieneś wiedzieć o badaniu ścieków?

Ścieki – ich rodzaje, pochodzenie i skład

Ścieki są mieszaniną zawierającą w swoim składzie na ogół 99,8÷99,9% wody oraz 0,2÷0,1% domieszek – mowa tutaj o różnego rodzaju nieczystościach, takich jak substancje płynne, stałe, gazowe, radioaktywne, koloidy, zawiesiny, metale ciężkie, czy też bakterie i inne mikroorganizmy. Substancje powierzchniowo czynne, do których należą detergenty, mydła i saponiny, także wchodzą w skład ścieków, powodując ich pienienie się, na co ma wpływ zmniejszenie napięcia powierzchniowego wody.

Miejscem powstawania ścieków są zarówno tereny miejskie, rolnicze, jak i zakłady przemysłowe. Najprostszym sposobem usuwania ścieków jest odprowadzanie ich za pomocą rurociągów do naturalnych zbiorników wód powierzchniowych – mórz, wód płynących, stojących lub wprost do gleby, co wiąże się z zanieczyszczeniem środowiska. Zgodnie z obowiązującą w Polsce Ustawą z dnia 20 lipca 2017 r. – Prawo wodne, ścieków nieoczyszczonych, czyli surowych nie można odprowadzać do odbiorników a muszą one wcześniej zostać poddane procesom oczyszczania. Takie zabiegi wykonują oczyszczalnie ścieków, których zadaniem jest doprowadzenie składu fizykochemicznego ścieków surowych do składu zbliżonego do wód naturalnych.

Ustawa z dnia 20 lipca 2017 r. Prawo wodne definiuje ścieki, jako wprowadzane do wód lub do ziemi:

• wody zużyte na cele bytowe lub gospodarcze;
• ciekłe odchody zwierzęce, z wyjątkiem gnojówki i gnojowicy, które są przeznaczone do rolniczego wykorzystania w sposób i na zasadach określonych w przepisach ustawy z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu;
• wody odciekowe ze składowisk odpadów oraz obiektów unieszkodliwiania odpadów wydobywczych, wykorzystane solanki, wody lecznicze i termalne;
• wody pochodzące z obiegów chłodzących elektrowni lub elektrociepłowni;
• wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych z wyłączeniem niezanieczyszczonych wód pochodzących z odwodnienia zakładów górniczych;
• wody wykorzystane, odprowadzane z obiektów chowu lub hodowli ryb w obiektach przepływowych;
• oraz wody wykorzystane, odprowadzane z obiektów chowu lub hodowli ryb albo innych organizmów wodnych w stawach o wodzie stojącej.

Ze względu na pochodzenie i skład chemiczny ścieki dzieli się na:

• ścieki bytowo-gospodarcze – rozumiane jako ścieki pochodzące z budynków mieszkalnych, zamieszkania zbiorowego oraz użyteczności publicznej powstające w wyniku ludzkiego metabolizmu lub funkcjonowania gospodarstw domowych oraz ścieki o zbliżonym składzie pochodzące z tych budynków;
• ścieki komunalne – ścieki bytowe lub mieszanina ścieków bytowych ze ściekami przemysłowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi, odprowadzane urządzeniami służącymi do realizacji zadań własnych gminy w zakresie kanalizacji i oczyszczania ścieków komunalnych;
• ścieki przemysłowe – jako ścieki niebędące ściekami bytowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi, powstałe w związku z prowadzoną przez zakład działalnością handlową, przemysłową, składową, transportową lub usługową, a także będące ich mieszaniną ze ściekami innego podmiotu, odprowadzane urządzeniami kanalizacyjnymi tego zakładu. Wśród ścieków przemysłowych główną rolę odgrywają ścieki pochodzące z przemysłu spożywczego, w którym wykorzystywane są duże ilości wody na cele produkcyjne, głównie do mycia i przeróbki surowców.
• ścieki rolnicze – ścieki powstające z wód spływających z pól i gospodarstw wiejskich, zawierające nawozy sztuczne, pestycydy oraz drobnoustroje.
• wody opadowe – które są ściekami powstającymi z opadów atmosferycznych, zmywających tereny zabudowane. Zawierają one duże ilości zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, wiele w postaci zawiesin oraz wody podgrzane, które powstają w procesach technologicznych chłodzonych za pomocą wody.

We wszystkich ściekach występuje mieszanina licznych związków chemicznych. Do najczęściej wykrywanych organicznych składników ścieków zalicza się: białka (40-60%), węglowodany (25-50%), tłuszcze i oleje (ok. 10%), a także żywice, barwniki, fenole, produkty naftowe, detergenty, czy pestycydy. Składnikami nieorganicznymi występującymi w ściekach są zwykle zasady, kwasy nieorganiczne, metale ciężkie takie jak ołów, miedź, rtęć, cynk, kadm, chrom, a także siarczany, chlorki, azotany, azotyny, fosforany, węglany, amoniak oraz rozpuszczone gazy – tlen, siarkowodór, dwutlenek węgla, azot, metan i chlor. Zarówno związki organiczne, jak i nieorganiczne, będące składową ścieków, nadają im określone cechy fizyczne, takie jak mętność, barwa, zapach, czy zawiesina. Ścieki poza tym, że zawierają dużą ilość zawiesin, związków organicznych i nieorganicznych, zawierają także bakterie i mikroorganizmy. W ich składzie obecny jest kał i mocz pochodzący od ludzi i zwierząt, resztki żywności, zużyta brudna woda służąca do przygotowania posiłków, utrzymania czystości, zmywania naczyń, prania, sprzątania, a także drobnoustroje chorobotwórcze pochodzące od ludzi, zwierząt, roślin, z placówek medycznych, laboratoriów badawczych, weterynarii, czy różnych gałęzi przemysłu spożywczego.

Osady ściekowe – kilka słów na ich temat

Zgodnie z ustawą z dnia 14 grudnia 2012 r. o odpadach (Dz. U. z 2021 r. poz. 779, z późn. zm.) oraz Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2015 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych (Dz.U. 2015 poz. 257) komunalne osady ściekowe definiowane są jako pochodzące z oczyszczalni ścieków osady z komór fermentacyjnych oraz innych instalacji służących do oczyszczania ścieków komunalnych oraz innych ścieków o składzie zbliżonym do składu ścieków komunalnych. Powstające w procesie oczyszczania ścieków osady powinny być poddawane przeróbce, a następnie właściwie wykorzystane, zagospodarowane bądź unieszkodliwione.

Stosowanie komunalnych osadów ściekowych to nic innego jak rozprowadzanie komunalnych osadów ściekowych na powierzchni ziemi lub wprowadzanie ich do gleby. Zasady stosowania komunalnych osadów ściekowych reguluje Ustawa o odpadach z dnia 14 grudnia 2012 r. (Dz. U. 2013 poz.21). Na jej podstawie osady ściekowe mogą być wykorzystywane:

• w rolnictwie, rozumianym jako uprawa wszystkich płodów rolnych wprowadzanych do obrotu handlowego, włączając w to uprawy przeznaczane do produkcji pasz,
• do uprawy roślin przeznaczonych do produkcji kompostu,
• do uprawy roślin nieprzeznaczonych do spożycia i do produkcji pasz, do rekultywacji terenów, w tym gruntów na cele rolne,
• czy też przy dostosowywaniu gruntów do określonych potrzeb wynikających z planów gospodarki odpadami, planów zagospodarowania przestrzennego lub decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu.

Wytwórca komunalnych osadów ściekowych zobowiązany jest do przeprowadzania badań stwierdzających możliwość ich wykorzystania. W świetle Rozporządzenia Ministra Środowiska (Dz.U. 2015 poz. 257) w komercyjnym laboratorium badania wody i ścieków, komunalne osady ściekowe badane są metodami referencyjnymi przede wszystkim pod względem:

1. wartości pH,
2. zawartości suchej masy,
3. zawartości substancji organicznej,
4. zawartości azotu ogólnego, w tym azotu amonowego, fosforu ogólnego, wapnia, magnezu i potasu,
5. zawartości metali ciężkich (ołowiu, kadmu, rtęci, niklu, cynku, miedzi i chromu),
6. oraz bezpieczeństwa sanitarnego pod względem obecności bakterii chorobotwórczych
   z rodzaju Salmonella oraz pasożytów jelitowych (Ascaris sp., Trichuris sp., Toxocara sp.)

Należy zaznaczyć, że polskie normy zawarte w powyższym rozporządzeniu są bardziej restrykcyjne od norm unijnych.

Badania ścieków – podstawy prawne

Podmioty takie jak np. Miejskie Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji, czy sektory przemysłowe, z których są odprowadzane ścieki przemysłowe, posiadające pozwolenie wodnoprawne na szczególne korzystanie z wód poprzez odprowadzanie ścieków, wód opadowych, wód roztopowych do wód powierzchniowych lub do ziemi, zobowiązane są do prowadzenia okresowych pomiarów jakości i ilości ścieków odprowadzanych do wód lub do ziemi. W przypadku przydomowych oczyszczalni ścieków, które produkują do 5m³ ścieków na dobę, a właściciele posiadają dokumenty pokazujące, że oczyszczają ona ścieki zgodnie ze wskaźnikami dla danej aglomeracji, nie wymagają dokonywania monitoringu jakości oczyszczonego ścieku. Dopiero gdy istnieje uzasadnione podejrzenie, że instalacja nie działa prawidłowo, organy administracji mogą nakazać badanie jakości oczyszczania.

Zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem Ministra Gospodarki i Żeglugi Śródlądowej z dnia 12 lipca 2019 r. w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego oraz warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków, a także przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych. Poz. 1311, oraz Obwieszczeniem Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 28 września 2016 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Budownictwa w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych. Poz. 1757, obowiązek wykonywania pomiarów ścieków surowych (dopływających na oczyszczalnię ścieków) dotyczy zarówno ścieków bytowych jaki i komunalnych.

Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Żeglugi Śródlądowej (Dz.U. 2019 poz. 1311) określa przede wszystkim:

1) wykaz substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, powodujących zanieczyszczenie wód, które powinno być eliminowane, oraz substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, powodujących zanieczyszczenie wód, które powinno być ograniczane;

2) warunki, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu do wód lub do ziemi ścieków,
w szczególności ścieków bytowych, ścieków komunalnych oraz ścieków przemysłowych, w tym najwyższe dopuszczalne wartości substancji zanieczyszczających, oraz warunki, jakie należy spełnić w celu rolniczego wykorzystania ścieków, a także miejsce, sposób i minimalną częstotliwość pobierania próbek ścieków, metodyki referencyjne analizy i sposób oceny, czy ścieki odpowiadają wymaganym warunkom;

3) najwyższe dopuszczalne wartości substancji zanieczyszczających dla ścieków z oczyszczalni ścieków bytowych i ścieków komunalnych oraz dla ścieków z oczyszczalni ścieków w aglomeracji;

4) warunki, jakie należy spełnić przy odprowadzaniu wód opadowych lub roztopowych do wód lub do urządzeń wodnych, w tym najwyższe dopuszczalne wartości substancji zanieczyszczających, a także miejsce, sposób i minimalną częstotliwość pobierania próbek tych wód, metodyki referencyjne analizy i sposób oceny, czy wody opadowe lub roztopowe odprowadzane do wód lub do urządzeń wodnych odpowiadają wymaganym warunkom.

Pobieranie próbek ścieków przemysłowych powinno wykonywać się w regularnych odstępach czasu, z częstotliwością co najmniej raz na dwa miesiące, oraz stale w tym samym miejscu, w którym ścieki są wprowadzane do wód lub do ziemi, a jeżeli to konieczne – w innym miejscu reprezentatywnym dla jakości tych ścieków.

W badaniach próbek ścieków oraz wód opadowych lub roztopowych stosuje się metodyki referencyjne analizy próbek. Do parametrów najczęściej kontrolowanych należą: temperatura, pH, biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT5) oznaczane z dodatkiem inhibitora nitryfikacji, chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZTCr) oznaczane metodą dwuchromianową, zawiesiny ogólne, azot ogólny jako suma azotu Kjeldahla (N_Norg + NNH₄), azotu azotynowego i azotu azotanowego oraz fosfor ogólny.

Analiz dokonuje się z próbek homogenizowanych, niezdekantowanych i nieprzefiltrowanych. Ponadto w próbkach ścieków przemysłowych monitoruje się poziom ogólnego węgla organicznego, chlorków, siarczanów, siarczynów, sodu, potasu, żelaza ogólnego, glinu, antymonu, arsenu, baru, berylu, boru, cynku, cyny, chromu, kadmu, kobaltu, miedzi, molibdenu, niklu, ołowiu, rtęci, selenu, srebra, talu, tytanu, wanadu, chloru, cyjanków, fluorków, rodanków, siarczków, aldehydu mrówkowego, akrylonitrylu, fenoli lotnych (indeks fenolowy), insektycydów, surfaktantów anionowych i niejonowych, substancji ekstrahujących się eterem naftowym, węglowodorów ropopochodnych, lotnych węglowodorów aromatycznych – BTX (benzenu, toluenu, ksylenu), czy też adsorbowalnych związków chloroorganicznych – AOX. Bardziej szczegółowa i zaawansowana analiza ścieków dostarcza informacji na temat zawartości heksachlorocykloheksanu, tetrachlorometanu, pentachlorofenolu (PCP) 2, 3, 4, 5, 6-pięciochloro-1-hydroksybenzenu i jego soli, aldryny, dieldryny, endryny, izodryny, dichlorodifenylotrichloro etanu (DDT)3), polichlorowanych bifenyli (PCB)3), polichlorowanych trifenyli (PCT)3), heksachlorobenzenu (HCB), heksachlorobutadienu (HCBD), trichlorometanu (chloroformu) (CHCl3), 1,2-dichloroetanu (EDC), trichloroetylenu (TRI), tetrachloroetylenu (nadchloroetylenu) (PER), oraz trichlorobenzenu (TCB).

Pobieranie próbek do badań fizykochemicznych – skrócona instrukcja

Próbki ścieków mogą być pobrane zarówno przez Klienta, jak i wyspecjalizowanych w tym zakresie próbkobiorców, którzy pobierają próbki zgodnie z normami: PN-EN ISO 5667-10 Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne pobierania próbek ścieków, PN-EN ISO 5667-6 Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne dotyczące pobierania próbek z rzek i strumieni, PN-EN ISO 5667-1 Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne opracowywania programów pobierania próbek i technik pobierania, PN-EN ISO 5667-3 Jakość wody. Pobieranie próbek. Wytyczne dotyczące utrwalania i postępowania z próbkami.

Sposób pobierania próbki oraz warunki jej transportu mają istotny wpływ na uzyskane wyniki badań. W przypadku próbek ścieków, możemy mieć do czynienia z próbkami jednorazowymi (losowymi), próbkami złożonymi (przygotowanymi z dwu lub więcej próbek lub części zmieszanych ze sobą w znanych proporcjach, czy próbkami  średniodobowymi – otrzymanymi poprzez zmieszanie próbek pobranych ręcznie lub automatycznie w okresie doby, proporcjonalnie do czasu lub przepływu.

Jeżeli chodzi o miejsce pobierania próbek, to zawsze jest to obszar w obrębie którego pobierane są dane próbki (np. zakład produkcyjny, oczyszczalnia ścieków, itp.). Natomiast punkt pobierania próbek dokładnie definiuje określone położenie w obrębie miejsca, z którego pobiera się próbki do badań – mowa tutaj o np. studzienkach ściekowych, przepompowniach ścieków, wylotach, czy dopływach z oczyszczalni, rzece za lub przed wylotem z oczyszczalni ścieków. Punkt ten musi być reprezentatywny i zgodny z określonym celem poboru. W przypadku ścieków zaleca się, aby punkt pobierania próbek był umieszczony na odpływie ścieków na 1/3 głębokości poniżej ich powierzchni. Pobieranie próbek ścieków powinno odbywać się zawsze z drożnej i czystej studzienki kanalizacyjnej lub przepompowni ścieków. Jeżeli to możliwe należy wybierać miejsca o burzliwym przepływie, zapewniającym dobre wymieszanie ścieków, unikając odstojników. Przy poborze próbek ścieków do badań należy zwracać szczególną uwagę, aby próbka była jednorodna.

Próbki ścieków do analiz fizykochemicznych można pobierać ręcznie używając czystego sprzętu np. wiadra, czerpaka, butelki z szeroką szyjką umocowaną na uchwycie odpowiedniej długości, lub automatycznie – korzystając z samplerów. Trzeba pamiętać, aby próbki były zawsze pobierane do czystych butelek, ze szkła lub polietylenu i w ilości zależnej od typu i rodzaju wykonywanych badań. Zazwyczaj do analizy na zawartość substancji biogennych, wskaźników biochemicznych i zawiesin wystarcza około 3 litrów ścieków oczyszczonych i około 2 litrów ścieków nieoczyszczonych. Przy pobieraniu próbki do oznaczenia zawiesin należy unikać całkowitego napełnienia butelki, tak aby możliwe było dobre wymieszanie próbki, stąd zaleca się napełnianie butelki do ¾ jej objętości. Napełnione butelki szczelnie zamyka się i zabezpiecza przed wpływem światła i ogrzaniem. W celu zminimalizowania możliwości zmian w próbkach zaleca się przekazać ścieki do Laboratorium w możliwie jak najkrótszym czasie od momentu ich pobrania. Jeżeli jest to niemożliwe, próbki należy przechowywać temperaturze poniżej 8^oC, a w momencie ich transportu przewozić w termotorbie z wymrożonymi wkładami chłodzącymi.

Laboratoryjne badanie ścieków i osadów – zaproszenie do współpracy

Badania ścieków i osadów należą do analiz bardzo wymagających. Dlatego przy ich  przeprowadzaniu najlepiej współpracować ze specjalistami. Laboratorium Badań Środowiskowych Envirlab Sp. z o.o. świadczy profesjonalne, kompleksowe i specjalistyczne usługi laboratoryjne m. in. w sektorze ochrony środowiska i oferuje badania ścieków komunalnych i przemysłowych, osadów ściekowych, a także wody pochodzącej z oczyszczalni ścieków. Wszystkie przeprowadzane przez nas analizy wykonywane są przez doświadczonych analityków, dysponujących odpowiednią wiedzą, umiejętnościami a także znajomością przepisów prawa w tym obszarze. Niezależnie od tego, o jakie analizy ścieków czy osadów chodzi, usługi przez nas świadczone spełniają najbardziej specyficzne wymagania. Współpracujemy zarówno z instytucjami z sektora publicznego, jak i prywatnego oraz z przedsiębiorstwami wodociągowo-kanalizacyjnymi.

Więcej szczegółów dotyczących przeprowadzanych przez nas analiz i rekomendowanych przez nas badań znajdą Państwo na stronie internetowej Laboratorium, w zakładce Badania ścieków i osadów ściekowych pod adresem  https://badania.envirlab.pl/PakietyBadan/Scieki.

Ponadtozapraszamy do zapoznania się z ofertą naszego laboratorium na stronie internetowej https://envirlab.pl/o-nas/ oraz do bezpośredniego kontaktu (https://envirlab.pl/kontakt/) z zespołem naszych ekspertów, którzy są do Państwa dyspozycji, od poniedziałku do piątku w godzinach od 7:00 do 15:00.