Charakterystyka
jakościowa wód
Charakterystyka
jakościowa wód
Ogólna mineralizacja
wody
Ilość rozpuszczonych soli w wodzie, którą mierzy się najczęściej
wielkością
suchej pozostałości, z uwzględnieniem wodorowęglanów oraz
ewentualnie
obecnej zawiesiny.
Wyodrębnia się dwie kategorie wód na podstawie kryterium
mineralizacji:
wody słodkie o suchej pozostałości do 1000mg/l
wody mineralne o suchej pozostałości wyższej niż 1000mg/l
Wody słodkie
ultrasłodkie o suchej pozostałości poniżej 100mg/l
słodkie o suchej pozostałości od 100 do 500mg/l
akratopegi o suchej pozostałości od 500 do 1000mg/l
Stanowią grupę pośrednią między wodami słodkimi a
mineralnymi
Wody mineralne
słabo zmineralizowane o suchej pozostałości od 1 do 3 mg/l – obok
dominujących w nich wodorowęglanów wapnia i magnezu występują niekiedy
wodorowęglany sodu i siarczany wapnia i sodu
średnio zmineralizowane(słonawe) o suchej pozostałości od 3 do 10g/l
– obok wodorowęglanów wapnia i magnezu obecne są znaczące ilości siarczanów
wapnia i
magnezu oraz chlorek sodu
silnie zmineralizowane(słone) o suchej pozostałości od 10 do 35g/l -
dominują chlorki
sodu i wapnia
solanki(bardzo słabe, słabe, silne, bardzo silne i ultrasilne) o suchej
pozostałości powyżej 35 g/l (dochodzącej do 400g/l) - skład taki sam jak w
wodach słonych
Twardość wody
Twardość ogólną wody definiuje się jako sumę zawartości jonów wapnia i
magnezu występujących we wszystkich możliwych połączeniach. Dzieli się
na:
twardość wapniową – powodowana obecnością jonów wapnia
twardość magnezową – powodowana obecnością jonów magnezu
Ponadto rozróżnia się:
twardość węglanową – powodowana obecnością wodorowęglanów,
węglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu
twardość niewęglanową – powodowana przez inne związki magnezu i
wapnia(siarczany, chlorki, azotany)
Rodzaje twardości
Twardość ogólna
Wg kationów
Wg anionów
Twardośc wapniowa
Twardośc magnezowa
Twardośc węglanowa
Ca(HCO
3
)
2
Ca(OH)
2
CaCO
3
Mg(HCO
3
)
2
Mg(OH)
2
MgCO
3
Twardośc
niewęglanowa
CaSO
4
CaCl
2
Ca(NO
3
)
2
MgSO
4
MgCl
2
Mg(NO
3
)
2
Jednostki twardości
Do niedawna twardość wyrażana była w stopniach niemieckich, angielskich,
francuskich, które były różnie definiowane. W Polsce najczęściej stosowano
stopnie niemieckie( 1 stopień niemiecki = 10mg CaO/l). Obecnie twardość
najczęśćiej wyraża się w mg CaCO
3
/l, poprzednio miligramorównoważnikach
na litr(mval/l)
Wartości współczynników przeliczeniowych twardości wody dla poszczególnych
jednostek:
Jednostki
mmol/l
mval/l
°n
°ang
°franc
mg
CaCO
3
/l
mmol/l
mval/l
°n
°ang
°franc
mg CaCO
3
/l
1
0,5
0,178
0,143
0,1
0,01
2
1
0,356
0,286
0,2
0,02
5,61
2,8
1
0,8
0,56
0,056
7,02
3,5
1,25
1
0,7
0,07
10
5
1,78
1,43
1
0,1
100
50
17,0
14,0
10
1
Dwutlenek węgla
Występuje pod wieloma postaciami w wodzie. Sumaryczna
zawartość wolnego dwutlenku węgla oraz związanego dwutlenku
węgla stanowi ogólny dwutlenek węgla.
Występowanie różnych
form CO
2
w zależności od
pH wody
Postać dwutlenku
węgla
Odczyn roztworu [pH]
4
5
6
7
8
8,3
9
10
11
Wolny [%]
Wodorowęglanowy [%]
Węglanowy [%]
99,5
0,5
-
95,4
4,6
-
67,7
32,2
-
17,3
82,7
-
2,0
97,4
1,2
1,0
97,8
1,2
0,2
94,1
5,7
-
62,5
37,5
-
14,3
85,7
Zasadowość wody
Zasadowość wody jest to zdolność wody do zobojętniania kwasów mineralnych.
Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej wodorowęglany, węglany,
wodorotlenki oraz występujące w niewielkich ilościach krzemiany, borany i
fosfrany. Oznaczenie zasadowości polega na miareczkowaniu próbki wody
silnym kwasem wobec wskaźników lub mierzeniu za pomocą pehametru. Jeśli
woda ma wysokie pH(10-11), co się rzadko zdarza w wodach naturalnych,
oznacza to, że w układzie obecne są jony wodorotlenowe
.
Kwasowość wody
Kwasowość wody to zdolność do zobojętniania silnej zasady. W wodach
naturalnych własność wynika z obecności w wodzie słabych kwasów,
takich
jak H
2
CO
3,
HCO
3-
, a także silnych kwasów H
+
. Jeśli w wodzie nie
występują
silne kwasy, kwasowośc wody jest w przybliżeniu odpowiednikiem
zawartości
wolnego dwutlenku węgla.
Mikrozanieczyszczenia
Substancje chemiczne występujące w wodzie w stężeniach rzędu
mikrogramów lub nanogramów na litr, które stanowią mogą stanowić
potencjalne zagrożenie dla zdrowia człowieka lub jakości
estetycznej wody
Mikrozanieczyszczenia można podzielic na:
organiczne(naturalne i antropogenne)
nieorganiczne - głównie metale ciężkie i radionuklidy
Mikrozanieczyszczenia
organiczne naturalne
Substancje naturalne – szereg substancji naturalnych,
wydzielanych w procesach metabolicznych lub rozkładu fito i
zooplanktonu – powodują bardzo nieprzyjemne wrażenia
organoleptyczne. Ich obecnośćw wodzie jest już wyczuwalna przy
stężeniach rzędu ng/l
Substancja
Próg wykrywalności[ng/l]
Geosmina
2-metyloizoborneol
2-izopropylo-3-metoksypirazyna
2-izobutyle-3metoksypirazyna
2,3,6-trichloroanizol
10
29
2
2
7
Mikrozanieczyszczenia
organiczne antropogenne
Występowanie organicznych zanieczyszczeń antropogennych w wodach
naturalnych związane jest z technologiczną, rolniczną lub inną
działalnością
człowieka. Główne grupy związków organicznych stanowiących potencjalne
niebezpieczeństwo dla człowieka to chloropochodne węglowodorów
alifatycznych(C1 – C4) - węglowodory aromatyczne ,
wielopierścieniowe
węglowodory aromatyczne, chlorobenzeny, plastyfikatory,
akryloamid,epichlorohydryna, kompleksony, związki
organocynowe i pestycydy
.
Uboczne produkty
utleniania domieszek wód
Produkty chlorowania wody:
Haloform, chloroform, bromodichlorometan, 2.4.6-trichlorofenol - grupa 2B
Bromoform, dibromochlorometan, halogenoacetonitryle - grupa 3
Produkty ozonowania wody:
Alkanale,kwasy alkanokarobskylowe,kwas beznoesowy alifatyczne związki
karbonylowe,kwasy alkilobeznoesowe,formaldehyd, aldehyd octowy.
Ftalany, kwasy karboskylowe – mitynowy i stearynowy oraz nienasycone kwasy
tłuszczowe (c16-c18), bromoform w ilościach kilku mikrogramów na litr wody.
Ozonowanie wody o dużej zawartości bromków (np. wody morskiej )
powoduje powstawanie podbrominów, a nawet bromianów.
Chemia ozonu wskazuje równierz na możliwośc powstawnia związków,
których cechą jest niestabilnośc (nadtlenki, nienasycone aldehydy i
epoksydy)
Mutagennośc wody
Jedną z właściwości wody do picia stostunkowo często obserwowaną jest jej
koncentratów w stosunku do standardowych szczepów bakterii salmonella
typhimurium .
Substancją szczególnie mutagenną jest oznaczany w literaturze symbolem MX
związek
3-chloro-4(dichloro-metylo)-5-hydroksy-2(5H)-furanon. Powstaje podczas
chlorowania wody i występuje w wodzie do picia w ilościach kilku ng/l.
Niebezpieczeństwo
powstawnia MX w trakcie procesu uzdatniania znacznie wzrasta jeśli woda surowa
zawiera znaczne ilości węgla organicznego.
Mikrozanieczyszczenia
nieorganiczne
Do nieorganicznych związków toksycznych które mogą byc obecne w
wodach użytkowych zalicza się substancje zawierające metale
ciężkie oraz cyjanki.
Cyjanki mogą występowac w wodzie jako cyjanki proste i w postaci
kompleksów. Cyjanki proste są silne toksyczne, a szkodliwośc
cyjanków kompleksowych zależy od ich stałych trwałości.
Dopuszczalna zawartośc cyjanków w wodzie pitnej wynosi 0,07 mg /l.
Najgroźniejsze związki metali :
związki aresenu i chromu VI – grupa 1
związki berylu i kadmu – grupa 2A
tlenki antymonu i związki ołowiu – grupa 2B
związki chromu II siarczek antymonu i selen – grupa 3
ponadto cynk, glin, miedź, molibden, bar, nikiel, rtęc, selen,
srebro, tal, wanad, uran
Radionuklidy
Wykorzystanie energii jądrowej oraz stosowanie radioizotopów w
przemyśle,
medycynie i badaniach naukowych i związane z tym powstawanie
odpadów
promieniotwórczych powoduje zanieczyszczenie środowiska.
Radioaktywność wody może byc pochodzenia naturalnego lub
antropogennego
Radionuklidy pochodzenia
naturalnego
Radionuklidy pochodzenia naturalnego :
226
Ra
222
Rn
238
U
235
U
234
U
Radionuklidy pochodzenia
antropogennego
Najczęściej występujące radionuklidy w wodzie pitnej:
137
Cs – powoduje uszkodzenie różnych organów
wewnętrznych
(trzustka, wątroba)
90
Sr - dolegliwości kostne(martwica aseptyczna)
131
I – kumuluje się w tarczycy
Bibliografia
J.Nawrocki, S.Biłozor „Uzdatnianie
wody”