Hopp til innhold

Valgte elementer er lagt i handlekurven

Gå til handlekurv
Artikkel

Vannkvalitetsendring i ledningsnett for drikkevann - en kompleks problematikk

Artikkelen tar for seg årsaker til at vannkvaliteten kan endre seg i ledningsnettet og hvilke konsekvenser dette kan medføre for abonnentene.

Foto: Hans Hatmyr
Foto: Hans Hatmyr

Når ferdig behandlet drikkevann distribueres til abonnentene via ledningsnett, bassenger, pumpestasjoner og diverse armatur, vil det som regel skje en endring av vannkvaliteten. Dette kan få helse- og bruksmessige konsekvenser for abonnentene, og økonomiske konsekvenser for vannverket. Vannkvalitetsendringene kan skyldes prosesser inne i distribusjonssystemet, og de kan skyldes at fremmedvann eller annen væske utenfor distribusjonssystemet lekker inn og forurenser drikkevannet.

Vannkvalitetsendringer forårsaket av innlekking

Innlekking skyldes at vann eller annen væske utenfor vannledningene eller bassengene trenger inn i distribusjonssystemet. Dette kan skje gjennom utettheter, ved diffusjon igjennom ledningsmaterialet, eller ved at annet vann eller væske suges eller pumpes inn i vannledningen via abonnentenes eget distribusjonssystem (interne fordelingsnett).

Tilbakeslag fra internt fordelingsnett

Dersom trykket i det interne fordelingsnettet er høyere enn i vannverkets ledning, og det ikke er etablert noen form for tilbakeslagsvern, vil væske strømme til vannledningen. Tilbakeslag fra abonnentenes egne ledninger kan skje dersom det oppstår undertrykk i vannverkets ledning eller ved at pumping i det interne fordelingsnettet skaper overtrykk. Typiske situasjoner hvor undertrykk kan forekomme, er knyttet til rørbrudd eller brannslukking som medfører vesentlig økning av strømningshastigheten i vannverkets ledning.

Der det er kobling mellom drikkevannsledningen og ledninger for transport av annen væske, for eksempel prosessvann, kjemikalier eller vann fra andre kilder, vil det være en viss sannsynlighet for at dette kan trenge inn i vannverkets ledning. Behovet for tilbakeslagsvern må derfor alltid vurderes der ledninger som fører drikkevann, er koplet sammen med ledninger som fører annen type væske.

Utett ledningsnett

Vann som lekker inn i ledningsnettet, medfører stor smittefare. Fellesgrøfter for vann- og avløpsledninger er meget vanlig, og det påvises jevnlig termotolerante koliforme bakterier i grøftevann selv der vannet ikke er direkte påvirket av kloakk. Både vann- og avløpsledninger har normalt betydelige lekkasjer.

Forurensninger som har trengt inn i ledningsnettet, er vanskelige å oppdage. Et ”støtinnslipp” vil kunne bli ført konsentrert gjennom store deler av ledningsnettet, og vil sannsynligvis ikke bli oppdaget ved analyse. Abonnentene vil tidligst kunne merke at drikkevannet er forurenset av kloakk når konsentrasjonen er over 1%. Kloakkvannet utgjør stor smittefare lenge før konsentrasjonen når dette nivået.

Det har vært hevdet at restklor i ledningsnettet vil uskadeliggjøre mikrobiologisk forurensning. Undersøkelser har imidlertid vist at klorkonsentrasjoner som er vesentlig høyere enn  det som er vanlig å benytte i Norge, ikke gir noen garanti for at selv meget små mengder smittestoff blir uskadeliggjort. Den hygieniske sikkerheten må derfor bygges inn i distribusjonssystemet på annet vis. Det er snakk om en rekke tiltak av forebyggende art, både tekniske og driftsmessige.

Foto: Hans Hatmyr
Foto: Hans Hatmyr

Skal vann lekke inn i ledningsnettet for drikkevann, må kombinasjonen av grøftevann og undertrykk eller trykkløs ledning være tilstede samtidig. Brannventiler kan være kritiske punkt, fordi de kan åpne seg ved trykkfall i ledningen. Står det da grøftevann over ventilen, vil dette trenge inn i distribusjonssystemet.

Den beste garanti mot forurensning av vann i ledninger er å velge tekniske løsninger som sammen med tilfredsstillende drift og vedlikehold, sikrer tilstrekkelig overtrykk og en grøftevannstand som ligger under vannledningen. Gode driftsrutiner må blant annet ta hensyn til hvilken betydning ekstraordinære vannuttak, avstengning av deler av distribusjonssystemet med videre, har for trykkforholdene i nettet.

Ved reparasjoner  og vedlikehold som medfører at ledningsnettet er trykkløst, må man ha gode rutiner for å hindre at grøftevann eller forurenset masse kommer inn i ledningen. Ledningsnettet bør planlegges slik at det er mulig å avgrense de delene som blir trykkløse mest mulig. Før ledningsstrekket settes i normal drift må det desinfiseres.

Andre årsaker til innlekking

Petroleumsprodukter vil kunne diffundere igjennom veggene i plastrør og derved sette lukt og smak på vannet. Lekkasjer fra nedgravde oljetanker bør derfor påaktes også i drikkevannssammenheng.

Vannkvalitetsendringer forårsaket av prosesser i ledningsnettet

Vannkvalitetsendringer som skyldes prosesser inne i distribusjonssystemet, forbindes først og fremst med beleggdannelse og korrosjon. Utlekking fra materialer som står i kontakt med drikkevannet, for eksempel produkter som benyttes til tetting, beskyttende lag og enkelte plastmaterialer, kan også påvirke vannkvaliteten. Man må ikke benytte materialer som setter dårlig lukt og smak på vannet, eller som inneholder helseskadelige herdere eller myknere.

Beleggdannelse

Beleggdannelse kan skyldes mikrobiologisk vekst, kjemisk utfelling og sedimentering av partikulært materiale. Konsekvensene av beleggdannelse kan være mange: Slamdannelse, groptæring og rustknolldannelse, gjentetting av rør, dårlig lukt og smak på vannet, grumsete og brunt vann, dannelse av allergifremkallende stoffer og høyt bakterieinnhold.

Høyt humusinnhold er vanlig i norske overflatekilder. Humusstoffer kan danne tette og godt fastsittende belegg i vannledninger som andre partikler i vannet lett kan fanges opp i. Vannets innhold av organisk stoff som er lett nedbrytbart, gir gode oppvekstvilkår for bakterier. Bakterier på fastsittende flater i kontakt med strømmende vann, kan vokse selv ved lave konsentrasjoner av lett nedbrytbart organisk stoff, og danne belegg som lett rives løs. Etter hvert som humus og bakteriebelegg er etablert, vil sopp og større mikroorganismer som ernærer seg av belegget, kunne utvikle seg.

De fleste bakteriene er ufarlige, men enkelte bakterier vil kunne utvikle seg i slike mengder i belegget at de kan medføre sykdom, for eksempel magebesvær, luftveisinfeksjoner eller andre betennelser. Legionellabakterien som kan medføre alvorlig lungebetennelse, vil under gunstige temperaturforhold (20-55 oC ) kunne utvikle seg i belegg. Bakterier som bederver matvarer, vil også kunne få gode vekstvilkår. Disse er lite ønsket av næringsmiddelindustrien. Belegget vil også kunne skjerme smittefarlige bakterier og på denne måten redusere desinfeksjonseffekten ved klorering av forurenset ledningsnett.

Råvann fra grunnvannskilder og overflatekilder der oksygeninnholdet i dyplaget er lavt, vil kunne inneholde løst jern og/eller mangan. Vannets innhold av disse metallene vil også bidra til beleggdannelse, enten ved kjemisk oksidasjon ved at vann med lavt oksygeninnhold kommer i kontakt med luft slik at metallene feller ut, eller ved at ”jern- og manganbakterier” kan utvikle seg og danne belegg og flyteslam. Utfelte jernoksider vil gjøre vannet rustbrunt. I grunnvannsbrønner med mye mangan kan det dannes et nesten svart belegg i rørene. Manganbelegg sitter godt festet til rørveggen og rives sjelden løs slik at vannet blir slamførende, men det kan føre til at friksjonen mellom vann og rørvegg øker slik at vannføringen gjennom røret avtar.

Kalkutfelling i vannledninger kan gi god korrosjonsbeskyttelse for sementbaserte materialer og metaller, men kan også føre til innsnevring av rørdiameteren og redusere rørets hydrauliske kapasitet. Norsk drikkevann inneholder svært sjelden så høye konsentrasjoner av oppløst kalk at det medfører problemer i distribusjonsnettet. Vann fra grunnvannsbrønner, spesielt fra brønner i fjell, kan imidlertid medføre kalkutfelling i installasjoner der vannet varmes opp. Mengden som felles ut vil øke med stigende temperatur. Faren for beleggdannelse er derfor spesielt stor på varmeelementer. Dette kan igjen føre til overoppheting som ødelegger elementene.

Det vil alltid være noe beleggdannelse i ledningsnett. Belegget kan begrenses ved å fjerne årsakene til dannelsen. Vannets farge er en god indikator på innholdet av humusstoffer. Grenseverdiene for farge og TOC i drikkevannsforskriften kan benyttes som indikatorer på om det er nødvendig å fjerne humusstoff. Kjemisk oksygenforbruk er den av drikkevannsforskriftens analyseparametere som best representerer vannets innhold av lett nedbrytbart organisk materiale, og grenseverdien er satt ut fra erfaring med fra hvilket nivå man må forvente begroing i et omfang som kan medføre problemer. Grenseverdiene for jern og mangan er satt for å forebygge problemene disse metallene vil kunne medføre.

Bakterier løsner lett fra overflaten av belegget. Noen av bakteriene kan fremkomme i kimtallsanalyser som benyttes i vanlig kontroll av drikkevann. Vannet i ledningsnettet bør overvåkes med kimtallsanalyser. Dersom enkeltprøver viser høyt kimtall, kan dette skyldes tilfeldig løsrivelse av belegg. Dersom 22 oC-kimene ligger jevnt over 100 per milliliter bør man undersøke årsaken. Kimtallsøkning kan bety at det har etablert seg belegg der det foregår omfattende bakteriell aktivitet. Kimtallsøkningen gir dermed indikasjon på at det kan være på tide med rengjøring, enten ved spyling eller ved pluggkjøring.

Korrosjon

Norsk råvann er ofte aggressivt overfor metaller. Vannkvalitetsparametre av betydning er blant annet pH og alkalitet. I oksygenrikt vann øker vannets aggressivitet med synkende pH-verdi, og for mange metaller også med avtakende alkalitet. Også andre parametre er av betydning for forskjellige metaller, men de nevnte er de viktigste for ledninger av jern, og de er også viktige for kobber og messinginstallasjoner. I det følgende omtales hvilke konsekvenser korrosjon kan få for abonnentene, og litt om mikrobiologiske årsaker til korrosjon.

Korrosjon på jern

Jern og stål brukes mye i hovedvannledninger og i forgreninger av disse fram til abonnentene. Korrosjonsangrep på materialer av jern og stål kan føre til rustfarget vann, eller dannelse av tykke lag av jernhydroksider og jernoksider som blir sittende fast på materialet. Forhøyede konsentrasjoner av jern i drikkevannet har ingen påviselig helseskadelig effekt, men det kan gi betydelige estetiske ulemper, gjøre vannet lite egnet til konsum og ubrukelig til for eksempel klesvask.

Groptæring starter ved at det dannes flekkvis belegg på metalloverflaten. Flekkvis beleggdannelse kan skyldes at humusstoffer fester seg til overflaten, ujevn begroing, eller at løsrevet belegg eller annet suspendert materiale sedimenterer i ledninger med liten gjennomstrømning. Der overflaten ikke er dekket av belegg, står metallet i kontakt med vann med et visst oksygeninnhold. Under belegget vil oksygeninnholdet være lavere på grunn av mikroorganismers oksygenforbruk. Forskjellen i oksygenkonsentrasjon fører til en elektrisk potensialforskjell mellom vann og vegg. Det dannes en galvanisk strøm som fører elektroner fra områder med belegg til områder uten belegg, og fra områdene med belegg frigjøres metall til vannet i form av ioner. Dette fører til at det under belegget dannes en grop der metallet er løst ut.

En viktig årsak til dannelse av rustknoller, er vannbakterien Gallionella ferruginea. Bakterien oksiderer det utløste toverdige jernet fra groptæringen til treverdige jernoksider som felles ut i bakteriekolonien. Til slutt stivner jernoksidene til en rustknoll. Vekst av voluminøse rustknoller virker sterkt begrensende på ledningenes kapasitet. Rustknollen er innhul og kan brekke i stykker ved større forandringer i vannets strømningshastighet og -retning. Vannet vil da inneholde rustpartikler av større eller mindre størrelse. Første tegn på rustknollkorrosjon er redusert vannføring i rørene eller periodisk innhold av rustpartikler i vannet. Lekkasje på grunn av gjennomtærede rør kommer først senere.

Korrosjon på kobber

Kobberrør brukes til stikkledninger og fordeling av vann inne i bygninger. Når vannet brukes jevnlig, er kobberkonsentrasjonene i vannet normalt lave (<0,1 milligram per liter). Dersom drikkevannet har stått noen tid i ledningene vil det som regel ha betydelig høyere konsentrasjoner. Det er ikke uvanlig at kobberkonsentrasjonen i vann som har stått i ledningene over natten, er 2 til 3 milligram per liter. I nybygg tar det en tid før rørene får et innvendig belegg som beskytter mot videre korrosjon. I nye store boligkomplekser, hvor det kan være lange strekk med kobberrør, kan konsentrasjonen i kranvann være over 1 milligram per liter til enhver tid.

Høye kobberkonsentrasjoner gir vannet en bitter smak. Det antas at langvarig diare hos barn i en del tilfeller kan skyldes høye konsentrasjoner av kobber i drikkevannet. Kjeler av aluminium som regelmessig brukes til oppvarming av vann, vil med tiden få et sort innvendig belegg av utfelt kobber. Det er registrert forgiftningstilfeller med kraftige brekninger i forbindelse med at slike kjeler leilighetsvis er brukt til oppvarming av sure drikker som løser opp kobberet, for eksempel ved juletider med tilberedning av gløgg. Kobber i vannet fører lett til grønn misfarging i sanitærinstallasjoner. Ved spesielt høye konsentrasjoner kan personer med lyst hår få et grønnskjær i dette ved hårvask.

Groptæring som beskrevet for jern, kan også skje i kobberledninger. Groptæringen oppdages normalt først når lekkasjene er et faktum. Omfattende groptæring er påvist i surt vann med relativt mye karbondioksid.

Korrosjon på sementbaserte materialer

Kalsiumoksid vil bli utløst fra sementbaserte materialer (asbestsement, mørtelforede rør, sementkummer o.l.) hvis vannet er surt eller inneholder lite karbonat. I mørtelforede støpejernsrør, der mørtelen er påført for å hindre korrosjon av metallet, registreres det ofte betydelig pH-stigning. Hvis vannet ikke blir skiftet ut tilstrekkelig ofte, hvilket bl.a. kan skje i endeledninger med få abonnenter, kan pH stige til 11-12. Slikt vann kan være øyeirriterende. Det kan også være korrosivt overfor andre materialer for eksempel aluminium. Utlekkingen fra sementbaserte materialer er størst når rør og kummer er nye, og reduseres betydelig over tid.

Andre materialer og korrosjonsprodukter

Vann som står stille i ledninger og armatur vil få økte konsentrasjoner av de metaller vannet er i kontakt med. Det er i Norge ikke registrert at dette har medført negativ helseeffekt, jfr. nedenstående omtale av sink, bly og kadmium. De senere år er det kommet ny ”fancy” tappearmatur på markedet. Vi kjenner ikke til i hvilken grad disse inneholder legeringer som kan avgi uønskede metaller til drikkevannet.

Sink: Galvaniserte stålrør er belagt med sink for å hindre rustangrep. Det er ikke lenger vanlig å bruke denne type rør til drikkevann. Messing som brukes til tappearmatur, avgir sink til vannet. Konsentrasjonen kan bli flere milligram per liter dersom kranene ikke har vært benyttet på en stund. Det vil imidlertid bare være det aller første vannet som tappes etter henstand som inneholder høye konsentrasjoner. Det er ikke kjent at sink i drikkevann har hatt negative helseeffekter på mennesker her i landet.

Bly: Bly brukes i loddemetaller til skjøter i rør innomhus. Også messingkraner inneholder en liten andel bly. Henstandsvann inneholder derfor forhøyede konsentrasjoner, men sjelden over 10 mikrogram per liter, som drikkevannsforskriften angir som grenseverdi for et ukentlig gjennomsnitt av konsumert vann. Blykonsentrasjonen i vann som tappes til forbruk, er svært sjelden over 1 mikrogram per liter.

Kadmium: Kadmium kan tilføres fra drikkevannsinstallasjoner hvis det brukes kadmiumholdige materialer, men slik bruk av kadmium har lenge vært forbudt i Norge. Målte kadmiumkonsentrasjoner i norsk drikkevann er lave og overskrider svært sjelden 2 mikrogram per liter i henstandsvann. Drikkevannsforskriftens grenseverdi for et ukentlig gjennomsnitt av konsumert vann er 5 mikrogram per liter.