Substancje organiczne w wodach naturalnych powstają w wyniku chemosyntezy i fotosyntezy. Bakterie zdolne do syntezy chemicznej wytwarzają substancje organiczne z prostych związków nieorganicznych; korzystają w tym celu z energii wydzielającej się podczas przemian chemicznych. W przeciwieństwie do nich organizmy zdolne do fotosyntezy tworzą substancje organiczną; korzystają w tym celu z energii w tym celu z energii słonecznej. Substancje organiczne występujące w wodach naturalnych mogą być pochodzenia naturalnego (roślinnego i zwierzęcego) i sztucznego.
Źródła substancji organicznych w wodzie .
Rozróżnić można następujące źródła powstawania substancji organicznych w wodzie :
Substancje naturalne . Podstawową grupą substancji naturalnych w wodach i osadach dennych są substancje humusowe ,które stanowią 60-80% całkowitej masy substancji organicznych . Związki te nie są całkowicie usuwane w trakcie uzdatniania wody i tworzą podczas chlorowania wody wiele produktów utleniania , z których najistotniejsze są haloformy .
Ścieki przemysłowe i miejskie . Ścieki zawierają wiele naturalnych i syntetycznych związków organicznych . Do substancji syntetycznych najczęściej występujących należy zaliczyć : węglowodory alifatyczne i aromatyczne tj. benzen, fenole, WWA , halogenowane związki alifatyczne , alicykliczne i aromatyczne, pestycydy chloroorganiczne , polichlorowane bifenyle ( PCB ) i ftalany .
Spływy powierzchniowe . Spływy z pól uprawnych zawierają pestycydy . Tereny miejskie i drogi dostarczają wiele różnych substancji , takich jak węglowodory alifatyczne i aromatyczne , WWA , kwasy tłuszczowe , ketony, ftalany . Źródłem substancji organicznych są także spływy z hałd odpadów i wysypisk śmieci .
Opady atmosferyczne . Na skutek parowania z powierzchni terenu , spalania węgla i ropy naftowej oraz emisji z zakładów przemysłowych , głównie chemicznych , wody deszczowe zawierają wiele substancji organicznych tj. WWA , PCB , pestycydy chloroorganiczne , węglowodory chlorowane niskocząsteczkowe , plastyfikatory i rozpuszczalniki .
Związki organiczne powstające przy uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków . Podczas chlorowania wody i ścieków powstaje wiele halogenowanych i niehalogenowanych produktów utleniania . W procesie tym główną rolę odgrywają substancje humusowe . Dodawanie koagulantów przy uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków zaliczane jest również jako wprowadzanie zanieczyszczeń do wody . Koagulanty zawierają często takie substancje uboczne jak monomery akryloamidowe .
Zbiorniki wodne jako źródło powstawania związków organicznych . Związki organiczne są wytwarzane w wodach powierzchniowych ze związków mineralnych przez organizmy autotroficzne w procesie fotosyntezy przez rośliny zielone i bakterie oraz w procesie chemosyntezy . Również w wyniku przemian metabolicznych w organizmach wodnych do wody są wprowadzane różnorodne substancje . Rośliny wydzielają do wody węglowodany , kwasy organiczne , aminokwasy , aminy , polipeptydy, witaminy, fenole i in.
Węglowodany znajdujące się w wodach naturalnych mogą być pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (naturalnego), z rozkładu obumarłych roślin i organizmów zwierzęcych żyjących w wodzie. Źródłem węglowodanów w wodach powierzchniowych są również zrzuty ścieków bytowo-gospodarczych miejskich i przemysłowych.
W wodach naturalnych występują zazwyczaj mieszaniny węglowodanów w postaci rozpuszczonej i jako koloidy. Węglowodany zależnie od wielkości i budowy cząsteczek dzieli się na cukry proste i złożone. Wśród cukrów złożonych rozróżniamy oligosacharydy i polisacharydy.
Tłuszcze są to estry alkoholi jedno- lub wielowodorotlenowych i nasyconych lub nienasyconych wyższych kwasów tłuszczowych. Lipidy dzieli się na tłuszcze właściwe, woski i tłuszcze złożone.
Białka substancje te w wodach naturalnych pochodzą z rozkładu obumarłych organizmów roślinnych i zwierzęcych żyjących w wodzie lub przedostających się do wody ze ścieków lub innych źródeł.
Białka występujące w świecie roślinnym są wytwarzane przez rośliny, glony i inne autotrofy, które syntetyzują związki mineralne z wody, CO2 i azotu pobieranego z gleby, wody lub powietrza.
Białka są substancjami przeważnie bezpostaciowymi, bardzo rzadko krystalicznymi. Część białek jest nierozpuszczalna w wodzie. Białka rozpuszczalne, ze względu na swa bardzo dużą masę cząsteczkową, dają roztwory koloidalne. Niektóre białka nierozpuszczalne w czystej wodzie przechodzą do roztworu dopiero po dodaniu soli, wodorotlenków lub kwasów. Oznacza to, że ich rozpuszczalność zależy od pH roztworu. W punkcie izoelektrycznym białko jest najsłabiej rozpuszczalne. Od pH zależy również zdolność białek do wydzielania z roztworu, czyli tzw. wysalanie.
Substancje humusowe są obecne niemal we wszystkich wodach naturalnych, a w niektórych stanowią główny składnik substancji organicznych. Źródłem substancji humusowych w wodach naturalnych mogą być: gleba, torf, ściółka leśna i inne cząstki roślin. Substancje organiczne pochodzenia roślinnego przekształcają się w glebach pod wpływem czynników fizycznych oraz procesów chemicznych i biologicznych w humus, stanowiący zespół złożonych substancji.
Rozróżnia się humus glebowy i wodny, gdyż proces humifikacji przebiega również pod wodą. Humus glebowy (próchnica) składa się z nie rozłożonych pozostałości pochodzenia roślinnego i zwierzęcego. Podczas tworzenia się humusu zachodzą procesy syntezy, polimeryzacji i kondensacji.
Związki organiczne w wodach naturalnych można podzielić na trwałe biologicznie i nietrwałe- ulegające rozkładowi biochemicznemu, mineralizacji. Proces ten odbywa się przy współdziałaniu bakterii w środowisku tlenowym i beztlenowym. W razie silnego zanieczyszczenia i nieobecności tlenu rozpuszczonego w wodzie dominują bakterie beztlenowe powodujące anaerobowy rozkład związków organicznych. Proces gnicia w powierzchniowych wodach naturalnych jest zjawiskiem nienormalnym, wskazującym na silne ich zanieczyszczenie i nieobecność rozpuszczonego tlenu.
Do tematu należy jeszcze BZT, Ogólny Węgiel Organiczny, ChZT ( zakres materiału z laborek)