Wielopierścieniowe węglowodory
aromatyczne (WWA)

Powstają podczas: spalania odpadów, pożarów, spalania paliw, palenia tytoniu, ścierania asfaltu, ścierania opon, przeróbki paliw kopalnych, itd. Generalnie są produktami niepełnego spalania.

● istnieje ponad 100 WWA
● w środowisku spotyka się zwykle 17, np.
fluoren
fluoranten
piren
chryzen
benzo(a)piren
● zawsze występują w mieszaninie
● benzo(a)piren jest wskaźnikiem grupy WWA

● w wodach mało zanieczyszczonych jest ich łącznie do 200 ng/dm³
● stężenie benzo(a)pirenu w wodzie do picia nie powinno przekraczać 10 ng/dm³

(0,01 μg/dm³)
● ulegają naturalnej degradacji (chemo- i fotooksydacji, biodegradacji)
● w dużych ilościach gromadzą się w osadach dennych
● WWA najbardziej rakotwórcze:
dibenzo(a,h)antracen
benzo(a)piren
benzo(a)antracen
benzo(b,k)fluoranten
indeno(1,2,3-c,d)piren
antracen
chryzen
benzo(g,h,i)perylen
● główne substancje rakotwórcze zawierające WWA:
pak i smoła węglowa, dymy koksownicze, oleje mineralne, oleje łupkowe,
sadze, dymy tytoniowe

Usuwanie WWA z wody:
► sorpcja na zawiesinach podczas infiltracji
► sorpcja i rozkład biochemiczny podczas filtracji powolnej (około 0,1 m/h)
► sorpcja na węglu aktywnym
► ozonowanie
► koagulacja (np. siarczanem glinu) i sedymentacja

Polichlorowane bifenyle (PCB)

● należą do chlorowanych związków aromatycznych (ChZA)
● istnieje 209 PCB
● wolno się rozkładają (okres półtrwania 10-15 lat)
● kumulują się w organizmach (w tkance tłuszczowej), zawiesinach, osadach
● są sorbowane przez substancje humusowe
● są stosowane w produkcji transformatorów, tworzyw sztucznych,

materiałów przylepnych, farb
● wywołują toksyczność chroniczną
● hamują fotosyntezę i produkcję chlorofilu
● wpływają na selekcję gatunków roślinnych i zwierzęcych
● w wielu krajach wytwarzanie i import są zakazane
● zakłada się zaprzestanie produkcji do 2010 roku

Usuwanie z wody:
► sorpcja na granulowanym węglu aktywnym
► utlenianie nadtlenkiem wodoru i ozonem
► odwrócona osmoza

Trihalometany (THM)

● należą do halogenowanych węglowodorów alifatycznych (HWA)
● wzór ogólny: CHX₃ (X oznacza fluor, chlor, brom, jod), np. chloroform
● występują w wodach chlorowanych, wodach chłodniczych, ściekach chemicznych
● ich prekursorami są m.in. substancje humusowe reagujące z chlorem
● generalnie są toksyczne, a niektóre rakotwórcze
● stężenie bezpieczne - do około 30 μg/dm³

Fenole

● są to połączenia pierścieni aromatycznych z grupami wodorotlenowymi
● podstawowy to fenol C₆H₅OH - środek dezynfekcyjny
● powstają z destylacji smoły węglowej lub syntetycznie
● są też produktami przemiany materii (łatwo podlegają biodegradacji)
● używane w produkcji tworzyw sztucznych, barwników, pestycydów
● w wodach czystych ilości śladowe
● są toksyczne, pogarszają smak mięsa ryb
● stężenia bezpieczne: kilka μg/dm³

Substancje powierzchniowo czynne (SPC), czyli detergenty

● mają właściwość gromadzenia się przy powierzchni cieczy, zmniejszając jej napięcie

powierzchniowe
● dawniej były to mydła powstające z reakcji tłuszczu zwierzęcego lub roślinnego

z wodorotlenkiem sodu lub potasu, czyli sole wyższych kwasów tłuszczowych
● obecnie są syntetyczne (np. sole sodowe, pochodne alkoholi, pochodne węglowodorów)

● środki piorące zawierają około 30-40% SPC, reszta to materiał wypełniający (np. fosforany,

siarczan sodowy, wybielacze, barwniki, zapachy, enzymy)

w niektórych krajach zabroniono dodawania fosforanów
● lepiej usuwają brud w środowisku alkalicznym
● są zanieczyszczeniami uciążliwymi, łatwo rozpuszczalnymi i infiltrującymi
● zwiększają rozpuszczalność innych zanieczyszczeń (WWA, pestycydów)
● stężenia w wodach powierzchniowych zwykle nie przekraczają 0,1 mg/dm³
● w wodzie pitej nie powinny występować w ilości powyżej 0,2 mg/dm³
● tworzą pianę, zmniejszając dyfuzję tlenu do wód
● są emulgatorami substancji olejowych w wodzie (rozpraszają oleje)
● ich toksyczność zależy od czasu działania (wprost proporcjonalnie)
● starsze detergenty twarde (trudno rozkładalne), zastępuje się miękkimi,
czyli łatwo ulegającymi biodegradacji

Usuwanie SPC z wody:
► koagulacja z zastosowaniem polielektrolitów kationowych
(elektrolit dysocjujący z wytworzeniem polikationów)
► infiltracja przy małym zanieczyszczeniu
► utlenianie ozonem
(duża dawka O3 i długi czas kontaktu - nawet do 30 minut)
► sorpcja na węglu aktywnym
► wymiana jonowa na jonowymiennych żywicach lub polimerowych sorbentach

Metale ciężkie

● obecne w środowisku wodnym są pochodzenia:
naturalnego - głównie nikiel i kobalt
antropogenicznego - głównie kadm, rtęć, ołów, cynk, miedź, chrom
● w dużej części są związane z zawiesinami, planktonem
● są związane sorpcyjnie w glebach i osadach dennych (ulegają desorpcji)
● ich wytrącaniu z wody sprzyja wzrost zasolenia, odczynu i twardości wody
● stężenia w wodach podziemnych są niewielkie
● migrują w atmosferze - są obecne w obszarach słabo zagospodarowanych
● wody czyste zawierają
5-15 μg/dm³ cynku
poniżej 0,13 μg/dm³ kadmu
poniżej 2 μg/dm³ miedzi
poniżej 3 μg/dm³ ołowiu
● są bardzo podatne na biokumulację

● powodują:
zaburzenia metabolizmu w organizmach
(wiązanie się z białkami, hamowanie działania enzymów)
ubytek chlorofilu w roślinach
● działanie toksyczne natychmiastowe wykazują:
dla ludzi: arsen, beryl, kadm, rtęć, selen

dla ryb: srebro, beryl, kadm, rtęć, nikiel, ołów

Usuwanie z wody:
► koagulacja solami glinu i żelaza
→ strącanie metali w postaci wodorotlenków lub węglanów
► sorpcja na ziarnistym węglu aktywnym
► wymiana jonowa na żywicach syntetycznych
► filtracja z biosorbentami

Radionuklidy
(substancje promieniotwórcze)

● promieniowanie - emisja cząstek podczas przemian jąder pierwiastków

promieniotwórczych
α - małoprzenikliwe, ale wywołuje poważne skutki biologiczne jeśli jest
emitowane w organizmach
β - średnioprzenikliwe
γ - silnieprzenikliwe
x - rentgenowskie silnieprzenikliwe

● radionuklidy pochodzenia naturalnego są obecne głównie w wodach
podziemnych, np.
Rad (Ra-226, Ra-228)
Radon (Rn-222)
Uran (U-238, U-235, U-234)
● radionuklidy powstałe z działalności człowieka są w wodach podziemnych
i powierzchniowych, np.
Cez (Cs-137)
Stront (Sr-90)
Jod (I-131)
● są akumulowane w osadach rzecznych i jeziornych
(łatwo się uwalniają przy turbulencji wody)
● są akumulowane w glebach

Okres połowicznego rozpadu - czas w którym zanika połowa substancji promieniotwórczej
(rozpada się połowa jąder atomowych i aktywność promieniotwórcza zmniejsza się o połowę)

Cez-134	2 lata	Polon-210	138 dni
Cez-137	30 lat	Ameryk-241	432 lata
Jod-131	8 dni	Potas-40	1,28·10^9 lat
Uran-235	7·10^8 lat	Węgiel-14	5730 lat
Uran-238	4,47·10^9 lat	Pluton-239	2,41·10^4 lat
Uran-234	2,45·10^5 lat	Pluton-240	6537 lat
Stront-90	28,8 lat	Pluton-238	87,7 lat
Radon-222	3,8 dni	Tor-229	7340 lat
Rad-226	1600 lat	Kobalt-60	5,27 lat
Rad-228	6,7 lat	Iryd-192	73,8 dni

Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym przeprowadza się z kontrolowaną szybkością reakcję rozszczepienia jąder atomowych przez strumień neutronów.

Reakcja ta ma przebieg łańcuchowy - tzn. jedno rozszczepienie inicjuje następne rozszczepienie jądra atomowego. W celu kontrolowania szybkości reakcji tak by przebiegała z jednakową prędkością, wprowadza się do reaktora substancje pochłaniające neutrony, czyli moderatory. Są to na przykład bor lub kadm. Substancje te umieszczone są w prętach zwanych regulacyjnymi.

---