Hydrogeologia
– nauka o wodach podziemnych (z greckiego: hydro – woda, geo – ziemia, logos – nauka).
Hydrogeologia obejmuje wiele zagadnie
ń teoretycznych, jak i ściśle związanych z gospodarką. W obrębie
hydrogeologii wyróżnia się:
-dynamik
ę wód podziemnych, zajmującą się analizą ruchu wody w środowisku skalnym;
-hydrogeologi
ę regionalną, której polem działania są syntezy hydrogeologiczne regionów, wyodrębnianie struktur
(jednostek hydrogeologicznych) i relacji mi
ędzy nimi;
-hydrogeochemi
ą, która zajmuje się składem, genezą i procesami zmian składu chemicznego wód podziemnych;
-paleohydrogeologi
ę, zajmującą się ewolucją zbiorników i genezą wód podziemnych.
Do zagadnie
ń teoretycznych należą:
-
geneza pochodzenia wód podziemnych,
-rozprzestrzenianie i warunki wyst
ępowania wód podziemnych,
-w
łaściwości fizyczne i chemiczne oraz zmiany jakie w nich zachodzą.
Retencja wodna - zdolno
ść do gromadzenia zasobów wodnych i przetrzymywania ich przez dłuższy czas w środowisku
biotycznym i abiotycznym. W lesie m amy do czynienia m.in. z retencj
ą szaty roślinnej, retencją glebową i gruntową,
śnieżną, depresyjną, zbiorników i cieków wodnych.
W pewnym uproszczeniu pod poj
ęciem małej retencji rozumie się zdolność do gromadzenia wody w małych
zbiornikach naturalnych i sztucznych oraz wody podpi
ętrzane w korytach niewielkich rzek i potoków, w kanałach i
rowach.
Celami ma
łej retencji wodnej w lasach s ą przede wszystkim:
-Poprawa uwilgotnienia siedlisk le
śnych poprzez podniesienie lustra wody gruntowej na terenach bezpośrednio
przyleg
łych do zbiornika lub urządzenia piętrzącego;
-Zmiana szyb kiego (wyb itnie niekorzystnego) odp
ływu wód powierzchniowych z terenu lasu na spowolniony odpływ
gruntowy;
-Urozmaicenie i wzb ogacenie
środowiska leśnego (m.in. różnorodności)
-Woda dost
ępna dla zwierzyny leśnej, ptactwa, owadów i innej fauny;
-Woda do ochrony przeciwpo
żarowej lasu;
-
Woda do celów gospodarczych np. deszczownie przy szkółkach leśnych;
-
Poprawa warunków dla rekreacji i wypoczynku ludności.
Zasoby wodne Polski s
ą niewiele większe niż Egiptu, który uchodzi za kraj pustynny. W Europie jesteśmy pod
wzgl
ędem zasobów wodnych dopiero na 22 miejscu (5 miejsce od końca)[potrzebne źródło].
W po
łowie lat 80. XX wieku rozpoczął się długotrwały okres suszy hydrologicznej, który trwał do 1993 roku. Skutkiem
tego by
ł znaczny spadek poziomu wód gruntowych. Od 1994 roku ilość opadów wzrosła, mimo to jednak nie nastąpiła
radykalna poprawa warunków hydrologicznych. Za taki stan rzeczy wysoką cenę płacą również lasy, co przejawia się
m.in. wzrostem ilo
ści pożarów, spadkiem udatności upraw i prawdopodobnie zagładą niektórych gatunków, np. jesionu.
G
łówny Zbiornik Wód Podziemnych (GZWP) – naturalny zbiornik wodny znajdujący się pod powierzchnią ziemi,
gromadz
ący wody podziemne i spełniający szczególne kryteria ilościowe i jakościowe. GZWP mają strategiczne
znaczenie w gospodarce wodnej kraju.
Parametry jakie musi spe
łniać GZWP:
Wydajno
ść studni > 70 m3/h
Wydajno
ść ujęcia > 10 000 m3/dobę
Liczba mieszka
ńców, którą może zaopatrzyć > 66 000
Czysto
ść wody nie wymagająca uzdatniania lub może być uzdatniana w prosty sposób, aby być zdatną do picia
Na terenie Polski wytypowano 180 GZWP a spo
śród nich wyodrębniono 53 zbiorniki najzasobniejsze. np. Zbiornik
mi
ędzymorenowy Bobolice, Zbiornik Żuławy Gdańskie.
Podział wód
1) Podstawowy podział to wody morskie i śródlądowe . Podział ten ma istotne znaczenie normatywne, bowiem wyznacza
przedmiotowy
zasięg Prawa wodnego i wytycza dosłowne granice obowiązywania przepisów ochronnych wód morskich.
2) Prawo wodne ma zastosowanie
także do morskich wód wewnętrznych, z wyjątkiem wód Zatoki Gdańskiej, ale w ograniczonym
zakr
esie. Zaś pozostałe wody, które nie są morskimi wodami terytorialnymi i morskimi wodami wewnętrznymi, ustawodawca
zakwalifikował jako wody śródlądowe.
3) Kolejny podział dotyczy już tylko wód śródlądowych , które dzielą się na wody powierzchniowe i podziem ne. Wody podziemne to
wszystkie wody znajdujące się pod powierzchnią ziemi w strefie nasycenia, w tym wody gruntowe pozostające w bezpośredniej
styczności z gruntem lub podglebiem.
4) Podział wód śródlądowych powierzchniowych na wody płynące i stojące.
5) Dla potrzeb gospodarowania wodami wod
y dzieli się na:
-
jednolite części wód powierzchniowych, z wyodrębnieniem sztucznych lub silnie zmienionych jednolitych części wód
powierzchniowych,-
jednolite częsci wód podziemnych.
Przez
jednolite części wód podziemnych rozumie się określoną objętość wód podziemnych, występującą w obrębie warstwy
wodonośnej lub zespołu warstw wodonośnych.
Przez
jednolite części wód powierzchniowych rozumie się oddzielny i znaczący element wód powierzchniowych, taki jak: jezioro
lub inny naturalny zbiornik wodny, sztuczny zbiornik wodny, struga, strumień, potok, rzeka, kanał lub ich części,
morskie wody wewnętrzne, wody przejściowe lub wody przybrzeżne.
Wśród jednolitych części wód powierzchniowych możemy wyróżnić sztuczne jednolite części wód powierzchniowych
Przez
sztuczną jednolitą część wód powierzchniowych rozumie się jednolitą część wód powierzchniowych, powstałą w
wyniku działalności człowieka.
Je
żeli chodzi o
Prawo własności wód – własność ta w rozumieniu Prawa wodnego nie jest szczególnego rodzaju cywilistyczną konstrukcją
własności. Jest to konstrukcja sui Iris (odrębnego), do której instrumenty prawa cyw. nie mają zastosowania. Podmiotem
własności wód może być Skarb Państwa oraz inne osoby prawne i fizyczne.
Co do podmiotowego zakresu własności wód, wody można podzielić na wody publiczne i niepubliczne, przy czym kryterium
podziału jest kwestia, kto będzie podmiotem własności danej wody.
Wody publiczne
to takie, których właścicielem jest SP lub jednostka sam. teryt., przy czym nie ma znaczenia, czy owe podmioty
mogą być jedynymi właścicielami danych wód, czy też wody te mogą należeć do podmiotów niepublicznych.
Pojęcie wód publ. jest pojęciem normatywnym, zaś pojęcie wód niepubl. nie ma takiej cechy.
Wody niepubliczne
– Zgodnie z pr. wodnym „wody stojące oraz wody w rowach znajdujące się w granicach nieruchomości,
stanowią własność właściciela tej nieruchomości.
FLOTACJA
Flotacja to jeden z procesów technologicznych używanych przy oczyszczaniu wody i ścieków, mających na celu separację frakcji lżejszych od
cieczy. Substancje lżejsze od wody (na przykład tłuszcz) mają tendencje do formowania kożucha na powierzchni wody, skąd można je łatwo
usunąć. Często jednak to naturalne zjawisko jest niewystarczające, ponieważ zależy nam na separacji substancji o ciężarze właściwym
zbliżonym do wody, które po prostu unoszą się w toni, lub też potrzebny byłby zbyt długi czas na ich samorzutne dotarcie do powierzchni wody.
Istnieje również możliwość wyflotowania substancji o ciężarze właściwym większym niż ciężar wody, za pomocą odpowiednich mody fikacji
procesu flotacji.
W przypadku substancji znacznie lżejszych można mówić o flotacji naturalnej, w przypadku substancji zbliżonych, gdzie poddaje się je
zabiegom fizycznym lub chemicznym mamy do czynienia z flotacją wspomaganą, natomiast w przypadku substancji cięższych, które unoszą się
dzięki połączeniu z mikropęcherzykami mówimy o flotacji wymuszonej.
Różnica pomiędzy flotacją a sedymentacją, jest taka, iż za pomocą powietrza można usunąć cząstki o większym, bądź podobnym ciężarze jak
woda.
KOAGULACJA
Koagulacja to zjawisko polegające na łączeniu się pojedynczych cząstek koloidalnych obecnych w wodzie w agregaty, a kolejno w większe,
szybko opadające zespoły. Zewnętrznym symptomem koagulacji jest tworzenie się luźnego, kłaczkowatego osadu, a nad nim warstwy czystej
cieczy.
Do koagulacji można doprowadzić przez:
* dodanie do koloidalnego roztworu elektrolitu obniżającego potencjał elektrokinetyczny, np. soli metali wielowartościowych, polielektrolitów,
mocnych kwasów lub zasad;
* wytworzenie wodorotlenków metali, na których absorbują się koloidy i cząstki zawiesinowe, (np. wodorotlenek żelaza lub glinu);
* mechaniczne mieszanie lub wstrząsanie;
* stężanie lub rozcieńczanie zolu;
* ogrzewanie;
* zamrażanie;
* naświetlanie promieniami rentgenowskimi, krótkofalowymi lub ultrafioletem;
* naświetlanie radiochemiczne;
* wyładowania elektryczne;
* ultradźwięki.
Koagulacja jest powszechnie stosowana w oczyszczaniu większości wód powierzchniowych, rzadziej infiltracyjnych i podziemnych, przebiega
dwuetapowo. Najpierw następuje przekształcanie koloidu stabilnego w niestabilny (koagulacja), a następnie tworzenie się rozbudowanych
aglomeratów (flokulacja). Celem koagulacji jest, więc przede wszystkim usuwanie mętności i usuwanie (lub obniżanie) barwy wody.
Koagulacja prowadzi także do wielu innych, korzystnych efektów, m.in.:
* obniżenie stężeń jonów metali ciężkich;
* usuwanie fitoplanktonu z wody;
* redukcja zapotrzebowanie wody na chlor lub ozon poprzez usunięcie znacznych ilości węgla organicznego.
S EDYMENTACJA
S edymentacja (łac. sedimentum – osad), proces polegający na samoczynnym (w wyniku działania siły grawitacji lub sił bezwładności)
opadaniu cząstek znajdujących się w wodzie, jeżeli ich gęstość jest większa od gęstości wody. Sedymentacja prowadzi, więc do rozdziału
substancji niejednorodnych, a kryterium podziału jest gęstość.
Jest jednym z podstawowych procesów wykorzystywanych w oczyszczaniu wody.
W zależności od charakteru i ilości zawiesin wyróżnia się:
- opadanie cząstek ziarnistych,
- opadanie cząstek kłaczkowatych.
Ze względu na warunki hydrauliczne wyróżnić można:
- opadanie swobodne,
- opadanie skupione.
NAPOWIETRZANIE
Napowietrzanie wody, aeracja wody to jeden z powszechnie stosowanych procesów uzdatniania wody , polega na nasycaniu wody tlenem,
najczęściej przez przedmuchiwanie przez nią powietrza.
Napowietrzanie wody ma na celu usunięcie niepożądanych gazów (głównie dwutlenku węgla i siarkowodoru), częściowe utlenienie
zanieczyszczeń (np. odżelazienie) oraz podniesienie stężenia tlenu rozpuszczonego.
Jest istotnym etapem oczyszczania ścieków (oczyszczalnia ścieków). Stosuje się je również w intensywnych hodowlach akwariowych.
O intensywności napowietrzania decydują:
* powierzchnia wymiany gazowej – im wyższa tym wymiana gazowa zachodzi efektywniej;
* temperatura wody – im niższa tym trudniej usunąć i łatwiej wprowadzić gazy do wody;
* stężenie gazu w powietrzu w stosunku do jego stężenia w wodzie.
Podstawowy podział procesów napowietrzania z technicznego punktu widzenia wyróżnia:
napowietrzanie otwarte,
napowietrzanie ciśnieniowe.
Zaś na wybór danego systemu wpływają:
zasadowość wody i jej odczyn, pośrednio zawartość dwutlenku węgla agresywnego,
zawartość siarkowodoru w wodzie
w mniejszym stopniu zastosowany na SUW układ hydrauliczny (grawitacyjny bądź ciśnieniowy), choć ten element ma coraz mniejsze
znaczenie.
Rozkład wody na Ziemi
Woda na Ziemi występuje w 3 stanach skupienia: w stanie stałym, jako kryształki lodu i śnieg, w stanie
ciekłym w morzach, oceanach i na lądach oraz w stanie gazowym, jako para wodna w atmosferze i glebie. Wody
zajmują około 71% powierzchni kuli ziemskiej. Samo jednak jej rozmieszczenie jest nierównomierne. Na półkuli
północnej wynosi ono tylko 61%, a na półkuli południowej aż 81% powierzchni. Prawie 98% wodnego zasobu
ziemi stanowią wody słone, a tylko ok. 2% wody słodkie. Wody w hydrosferze możemy podzielić na wody
powierzchniowe, wody podpowierzchniowe i wody w lodowcach i lądolodach oraz w atmosferze.
1. Wody powierzchniowe
Jeziora słodkowodne- jezioro, w którym stężenie rozpuszczonych substancji mineralnych w wodzie nie
przekracza 1 g/l (0.1%). Stanowią 0,009% ilości całej wody
Jeziora słone i morza śródlądowe
I.
Jezioro słone- rodzaj jeziora, w którego wodach rozpuszczona jest znaczna (przyjmuje się,
że ponad 20‰) ilość chlorku sodu, siarczanu magnezu, związków potasu i innych soli
(zasolenie). Jeziora słone są charakterystyczne dla obszarów suchych i gorących, ponieważ
nagromadzenie soli następuje w wyniku silnego parowania w połączeniu z brakiem odpływu
wód do morza. Jeziora słone zawierają ponad 40% wód wszystkich jezior świata. Najwięcej,
bo przeszło ¾ objętości niemorskiej słonej wody zawiera Morze Kaspijskie.
II.
Morze śródlądowe- morze otoczone prawie ze wszystkich stron powierzchnią lądową,
połączone z oceanem jedynie poprzez wąskie cieśniny.
Zbiorniki te łącznie stanowią 0,008% ilości całej wody.
Rzeki i strumienie – stanowiące 0,0001% ilości całej wody.
Ocean Św iatowy- pokryw a ok. 70,8% całości pow ierzchni kuli ziemskiej (361,31 mln km²). Jego objętość
wynosi w przybliżeniu 1370 mln km³, a średnia głębokość 3729 m. Wszechocean zawiera 97% wody, która
występuje na Ziemi.
Dzieli się go obecnie na pięć oceanów : Ocean Spokojny, Ocean Atlantycki, Ocean Indyjski, Ocean Arktyczny,
Ocean Południowy.
2.Wody podziemne:
Wody zawieszone (łącznie z wilgocią)-. wody zatrzymane przez soczewkę skał nieprzepuszczalnych i gromadzące się nad
nimi, tworząc zbiorowisko wody. Stanowią 0,005% całości wód.
Wody gruntowe- Nie podlegają bezpośrednim wpływom czynników atmosferycznych, są przefiltrowane i z
tego względu nadają się do użytkowania dla celów spożywczych. Wody te nie podlegają zmianom
temperatury w ciągu doby, cechuje je równowaga termiczna. Temperatura ich zmienia się w zależności od
pór roku. Występują poniżej wyraźnej i trwale utrzymującej się strefy napowietrzenia. Wody te są
wykorzystywane w studniach. Często są wysoko zmineralizowane.
Stanowią 0,31%
3. Wody w lodowcach i lądolodach
Lodowce są to nagromadzenia dużej masy lodu powstałej z przekształcenia pokładów wiecznego śniegu, na
powierzchni terenu poruszające się w jednym lub kilku kierunkach. Lądolody są to natomiast lodowce o ogromnych
rozmiarach, poruszające się promieniście we wszystkich kierunkach. Lodowce i lądolody zajmują ogółem 11%
powierzchni Ziemi. Pokrywają całą Antarktydę i Grenlandię, znaczne obszary na wyspach Arktyki oraz regiony
wysokogórskie prawie wszystkich kontynentów. Lodowce są największym rezerwuarem wody słodkiej na Ziemi, i
drugim po oceanach wody na świecie. Ocenia się, że gromadzą prawie 2% ogółu wody w hydrosferze i zarazem
około 69% wszystkich zasobów wód słodkich. Jest to tak wielka masa wody, że gdyby wszystkie lodowce i lądolody
stopniały, to spowodowałyby podwyższenie poziomu wód Wszechoceanu od 60 do 100 metrów.
4. Woda w atmosferze
Woda zawarta w atmosferze stanowi mniej niż 0,001% całej wody występującej na Ziemi. Pochodzi ona z
procesów parowania wody oraz sublimacji. Cała woda będąca w atmosferze znajduje się w sferze zwanej
troposferą pod postacią pary wodnej kryształków lodu oraz chmur. Jej zawartość waha się od 0,1% do 5%
objętości powietrza i podlega ciągłym zmianom zarówno przestrzennym, jak i czasowym. Zależy ona przede
wszystkim od temp. powietrza, czyli także od pory roku i doby, szerokości geograficznej a także występowania
lądów i mórz, pokrycia terenu, prędkości wiatru i ukształtowania powierzchni.
Klasyfikacja jakości wód powierzchniowych i wód podziemnych.
Wg rozporządzenia Ministra środowiska z dnia 11 lutego 2004r. dziennik ustaw 32, poz. 284 wprowadzono pięć klas
jakości wód powierzchniowych dla prezentowania ich stanu. Z uwzględnieniem kategorie jakości wody A1, A2 i A3, określone w
przepisach w sprawie wymagań jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludzkości w
wodę przeznaczona do spożycia
Klasyfikację dla prezentowania stanu wód powierzchniowych, biorąc w szczególności za podstawę elementy:
biologiczne, hydrologiczne, morfologiczne, chemiczne i fizycznochemiczne,
– kategoria A1 – wody wymagające prostego uzdatniania fizycznego
w szczególności filtracji oraz dezynfekcji,
– kategoria A2 – wody wymagające typowego uzdatniania fizycznego
– i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji,
dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowanie końcowe),
– kategoria A3 – wody wymagające wysoko sprawnego uzdatniania fizycznego
i chemicznego w szczególności utleniania filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji
1) klasa I - wody o bardzo dobrej jakości:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę
przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A1,
b) wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływania antropogeniczne;
2) klasa II - wody dobrej jakości:
a) spełniają w odniesieniu do większości wskaźników jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych
wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem
właściwym dla kategorii A2,
b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują niewielki wpływ oddziaływań antropogenicznych;
3) klasa III - wody zadowalające j jakości:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę
przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2,
b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują umiarkowany wpływ oddziaływań antropogenicznych;
4) klasa IV - wody niezadowal ającej jakości:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę
przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A3,
b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany
ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych;
5) klasa V - wody złej jakości:
a) nie spełniają wymagań dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną
do spożycia,
b) wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany
polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.
Wody podziemne
klasyfikację dla prezentowania stanu
b) wód podziemnych, biorąc za podstawę elementy ilościowe i chemiczne,
1) klasa I - wody o bardzo dobrej jakości:
a) wartości wskaźników jakości wody są kształtowane jedynie w efekcie naturalnych procesów zachodzących w
warstwie wodonośnej,
b) żaden ze wskaźników jakości wody nie przekracza wartości dopuszczalnych jakości wody przeznaczonej do spożycia
przez ludzi;
2) klasa II - wody dobrej jakości:
a) wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na oddziaływania antropogeniczne,
b) wskaźniki jakości wody, z wyjątkiem żelaza i manganu, nie przekraczają wartości dopuszczalnych jakości wody
przeznaczonej do spożycia przez ludzi;
3) klasa III - wody zadowalającej jakości:
a) wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów lub słabego oddziaływania
antropogenicznego,
b) mniejsza część wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia
przez ludzi;
4) klasa IV - wody niezadowalającej jakości:
a) wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów oraz słabego oddziaływania
antropogenicznego,
b) większość wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia przez
ludzi;
5) klasa V - wody złej jakości:
a) wartości wskaźników jakości wody potwierdzają oddziaływania antropogeniczne,
b) woda nie spełnia wymagań określonych dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi
.
„Wskaźniki jakości wody”
Twardo
ść ogólna (całkowita)
Właściwość wywołana obecnością substancji rozpuszczonych w wodzie,
głównie soli wapnia i magnezu (również innych kationów, które występują jednak
w dużo mniejszych ilościach, takich jak jony: żelaza, glinu, manganu oraz metali
ciężkich). Twardość wody określa się zawartością rozpuszczonych w niej soli
wapnia i magnezu, wyrażonych w mval/dmł (1 mg Ca˛+/dmł odpowiada 0,05
mval/dmł, a 1 mg Mg˛+/dmł - 0,082 mval / dmł).Twardość ogólną klasyfikuje się
wg kationów (twardość wapniowa i twardość magnezowa) lub wg anionów
(twardość węglanowa). Twardość ogólna jest sumą twardości węglanowej i
niewęglanowej lub sumą twardości wapniowej i magnezowej.
Twardo
ść węglanowa (przemijająca)
Jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów,
węglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu. Podczas podgrzewania
wodorowęglany wapnia i magnezu wytrącają się częściowo z roztworu w wyniku
odwracalnych reakcji rozkładu i hydrolizy. W wyniku tych reakcji twardość ulega
obniżeniu.
Twardo
ść niewęglanowa (stała)
Jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie chlorków,
siarczanów i krzemianów wapnia i magnezu (nie rozkładają się i nie wytrącają z
roztworu podczas podgrzewania wody).
Zasadowo
ść (alkaliczność)
Wskaźnik określający zawartość wodorotlenków, wodorowęglanów i
węglanów metali alkalicznych (Na, K) i metali ziem alkalicznych (Ca, Mg).
Zasadowość wody wyraża się w mval / dmł i oznacza miareczkując 100 cmł wody
0,1-normalnym kwasem solnym lub siarkowym wobec fenoloftaleiny (zasadowo ść
p),a następnie wobec oranżu metylowego (zasadowość m). Zasadowość p
(zmiana barwy przy pH = 8,2) uwzględnia wszystkie alkalicznie reagujące
składniki wody, które dysocjują z wydzielaniem jonów OH-, zasadowość m zaś
(zmiana barwy przy pH = 4,3) obejmuje takie występujące w wodzie związki,
które reagują z kwasem solnym aż do uzyskania punktu zobojętnienia
Polwater „Wskaźniki jakości wody” 2
Przewodno
ść elektryczna
Jest wywołana obecnością jonów powstałych w wyniku dysocjacji
rozpuszczonych soli oraz amoniaku i dwutlenku w ęgla; jednostką przewodności
jest S/cm (μS/cm). Przewodność elektryczną należy podawać dla temperatury 20
°C. Może być podstawą oceny umownego stężenia NaCl wg zależności: 1 μS / cm
= 0,55 mg NaCl / dmł
Utlenialno
ść
Umowny wskaźnik jakości wody, określający zawartość w wodzie substancji
utleniających się nadmanganianem
potasu KMnO4 i wyrażony w mg O2 / dmł badanej wody lub w mg zużytego
KMnO4 na dmł (1 mg KMnO4 odpowiada
0,25 mg O2).
M
ętność
Wskaźnik jakości wody określany w mętnościomierzu Baylisa przez
porównanie badanej wody z odpowiednio przygotowanymi wzorcami; za jednostkę
mętności przyjęto taką mętność, jaka powstaje, jeżeli do 1 dmł wody
destylowanej doda się 1 mg zawiesiny ziemi okrzemkowej lub kaolinu.
Barwa
Wskaźnik jakości wody wyrażony w jednostkach barwy, tj. stopniach skali
platynowo-kobaltowej (1° odpowiada barwie,
jaką nadaje 1 mg Pt w postaci soli rozpuszczonej w 1 dmł wody). Barwa wody jest
wywołana obecnością substancji barwnych
dostających się do wody wraz ze ściekami, substancjami organicznymi
pochodzącymi z gleby, związkami żelaza, koloidami
Zapach
Wskaźnik jakości wody określany organoleptycznie za pomocą powonienia na
podstawie skali natężenia zapachu;
oznacza się na zimno (z) lub na gorąco (g), podając natężenie zapachu wg 5-
stopniowej skali:
1 - zapach bardzo słaby;
5 - zapach bardzo silny.
Należy również wskazać grupę zapachu wg następującej klasyfikacji:
R - zapachy roślinne pochodzenia naturalnego, w yw ołane związkami
organicznymi, które nie znajdują się
w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach ziemi, mchu, siana, torfu, kory drzewnej,
zapach kwiatów itp.);
G - zapachy gnilne pochodzenia naturalnego, spowodowane obecnością w wodzie
substancji organicznych
znajdujących się w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach stęchły, zbutwiały,
zapach pleśni, zgniłych jaj,
Polwater „Wskaźniki jakości wody” 3
S - zapachy pochodzenia nienaturalnego, specyficzne, w ywołane obecnością
związków nie spotykanych
w wodzie, jak fenol, nafta, chlor itp.
Odczyn
Wyraża stopień kwasowości lub zasadowości wody i jest określany ilościowo
stężeniem jonów wodorowych:
Oznaczenie pH wykonuje się kolorymetrycznie lub elektrometrycznie. Wody o
niskim odczynie pH odznaczają się korozyjnością,
natomiast wody o wysokim odczynie pH wykazują skłonność do pienienia się.
Żelazo i mangan
W wodach naturalnych występują przeważnie w postaci węglowodorów,
siarczanów, chlorków, związków humusowych i niekiedy fosforanów. Obecność
jonów żelaza i manganu jest bardzo szkodliwa dla wielu procesów
technologicznych, szczególnie w przemyśle papierniczym, włókienniczym i
produkcji błon fotograficznych. Ponadto zawartość żelaza i manganu w wodzie
może powodować rozwój bakterii żelazistych i manganowych, których kolonie
mogą być przyczyną zarastania wodociągowych.
Chlorki
Zawartość chlorków w wodzie może być wywołana wymywaniem pokładów
chlorków bądź też mogą się
w niej pojawić wskutek obecności ścieków. Najczęściej chlorki w wodach
powierzchniowych występują jako NaCl, CaCl2 i MgCl2,
przy czym zawsze w postaci związków rozpuszczonych.
Zwi
ązki azotu (amoniak, azotyny, azotany)
Powstają głównie z substancji białkowych, które dostają się do wody
z doprowadzanymi ściekami. Amoniak występujący w wodzie może być
pochodzenia organicznego lub nieorganicznego. Je żeli jest on pochodzenia
organicznego, obserwuje się podwyższoną ultenialność. Azotyny powstają głównie
na skutek utleniania amoniaku w wodzie, mogą również przedostawać się do niej
wraz z wodą deszczową na skutek redukcji azotanów zawartych w glebie. Azotany
stanowią produkt biochemicznego utleniania amoniaku i azotynów bądź też mogą
być wyługowane z gleby.
Siarkowo
dór
Nadaje wodzie nieprzyjemny zapach, powoduje rozwój bakterii siarkowych
oraz wywołuje korozję. Siarkowodór występujący zazwyczaj w wodach
podziemnych, może być pochodzenia mineralnego, organicznego lub
biologicznego, przy czym przybiera postać rozpuszczonego gazu lub siarczków.
Postać występowania siarkowodoru w wodzie zależy od pH:
Polwater „Wskaźniki jakości wody” 4
- przy pH < 5 ma postać H2S;
- przy pH > 7 występuje jako jon HS-;
- przy pH = 5-7 może występować jako H2S lub HS-.
Siarczany
Obok chlorków najbardziej rozpowszechnione zanieczyszczenia w wodzie.
Dostają się one do niej wskutek
wymywania skał osadowych, wyługowania gleby oraz niekiedy na skutek
utleniania siarczków i siarki stanowiących
produkty rozkładu białka pochodzącego ze ścieków. Znaczna zawartość
siarczanów w wodzie może powodować
choroby przewodu pokarmowego, a ponadto woda taka może być przyczyną
korozji betonu i konstrukcji żelbetowych.
Dwutlenek w
ęgla
Zależnie od odczynu wody może występować w następujących postaciach:
- przy pH < 4,0 - głównie jako CO2 gazowy;
- przy pH = 8,4 - głównie w postaci jonu wodorowęglanowego HCO3-;
- przy pH > 10,5 - głównie jako jon węglanowy CO3˛-.
Dwutlenek w
ęgla agresywny
Część wolnego dwutlenku węgla, która jest niezbędna do zabezpieczenia
rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów przed rozkładem. Jest bardzo aktywny
i powoduje korozję metali. Ponadto powoduje on rozpuszczanie węglanu wapnia
CaCO3 w zaprawach lub betonie i dlatego powinien być usunięty z wody
przeznaczonej do celów budowlanych. Przy ocenie agresywności wody, obok
stężenia agresywnego dwutlenku w ęgla, należy uwzględniać również zawartość
soli w wodzie. Woda o takiej samej zawartości agresywnego CO2 jest tym
agresywniejsza,im większa jest w niej zawartość soli.
Sucha pozosta
łość
Pozostałość po odparowaniu wody, wysuszona w temperaturze 105 °C i
przeliczona na 1 dmł wody.
Składają się na nią wszystkie substancje stałe, rozpuszczone i zawieszone w
wodzie.
Pozosta
łość po prażeniu
Pozostałość po prażeniu suchej pozostałości w temperaturze 550 °C
(wypalane zostają wszystkie
substancje organiczne).
Strata po pra
żeniu
Umowny wskaźnik zawartości związków organicznych w wodzie.