CHZT - Chemiczne zapotrzebowanie na tlen

Chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) jest pojęciem umownym i oznacza ilość tlenu (w mg/dm3) pobranego (w warunkach umownych) z utleniacza na utlenienie obecnych w wodzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych (np. soli żelaza (II), siarkowodoru, siarczków, azotanów (III)).

Oznaczenie ChZT musi być wykonywane w ściśle określonych warunkach, ponieważ stopień utlenienia związków organicznych zależy od:

• rodzaju utleniacza,

• temperatury,

• czasu reakcji utleniania.

W zależności od zastosowanego środka utleniającego, rozróżnia się:

• 1. Zapotrzebowanie na tlen nadmanganianowe (manganianowe (VII)).

• 2. Zapotrzebowanie na tlen dwuchromianowe (dwuchromianowe (VI)).

Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania na tlen z zastosowaniem KMnO4 jako utleniacza przyjęto nazywać utlenialnością, natomiast metodę z zastosowaniem K2Cr2O7 chemicznym zapotrzebowaniem na tlen (ChZT).

Substancje organiczne występujące w wodach naturalnych utleniane są za pomocą manganianu(VII) średnio w 60%. Utlenialność daje więc tylko przybliżone pojęcie o związkach organicznych zawartych w wodzie.

Najniższą utlenialność wykazują wody artezyjskie (ok. 2 mg (O2)/dm3) i czyste wody powierzchniowe (ok. 4 mg (O2)/dm3). Dla wód pochodzenia bagiennego utlenialność może dochodzić do 400 mg (O2)/dm3. Podwyższona utlenialność wody wskazuje na jej zanieczyszczenia i może być powodowana zarówno przez substancje organiczne zawarte w wodzie, jak i przez dopływ ścieków.

Przepisy sanitarne zalecają, aby w wodach do picia i na potrzeby gospodarcze utlenialność wynosiła nie więcej niż 3 mg (O2)/dm3.

Dokładniejsze wyniki można uzyskać przez zastosowanie jako utleniacza K2Cr2O7. Metoda dwuchromianowa (ChZT) daje bardzo wysoki stopień utleniania związków organicznych, dochodzący nawet do 100%.

ChZT ma duże znaczenie między innymi dla szybkiej kontroli pracy oczyszczalni ścieków czy też określenia ilości związków organicznych zawartych w ściekach i odprowadzanych do wód powierzchniowych.

BHT₅ - BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE NA TLEN (BZT)

Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen jest pojęciem umownym i określa ilość tlenu wyrażoną w mg w 1 dm3 wody, potrzebną do utlenienia biochemicznego związków organicznych w badanej wodzie lub ściekach w warunkach aerobowych.

Związki organiczne zawarte w wodach naturalnych ulegają rozkładowi wskutek działania bakterii i innych drobnoustrojów. Proces biochemicznego utleniania związków organicznych można w uproszczony sposób przedstawić następującym równaniem:

Innym przebiegającym w wodzie, procesem biochemicznym jest proces nitryfikacji związków azotowych.

Przebieg reakcji bioutleniania zależy od:

• ilości mikroorganizmów zawartych w wodzie,

• ich aktywności biologicznej,

• temperatury,

• pH,

• substancji toksycznych.

Dla wód powierzchniowych, biochemiczne zapotrzebowanie na tlen w ciągu 5 dni (BZT₅) wynosi około 68% całkowitego biochemicznego zapotrzebowania na tlen. W praktyce ten pięciodobowy okres inkubacji przyjęto za wystarczający do oceny stopnia zanieczyszczenia wody naturalnej lub ścieków związkami organicznymi.

Oznaczenie BZT wykonuje się w celu:

• dokonania oceny zanieczyszczenia wody substancjami organicznymi,

• ustalenia wymaganego stopnia oczyszczenia ścieków wprowadzanych do wód powierzchniowych,

• oceny sanitarnej zbiorników wodnych i ich zdolności do samooczyszczania.

Proces biochemicznego utleniania związków organicznych można podzielić na dwie fazy. W pierwszej fazie utlenianiu ulegają związki organiczne nietrwałe, łatwo ulegające utlenianiu i rozkładowi, jak np. białka, cukry, pektyny i inne. W drugiej fazie zachodzi głównie utlenianie amoniaku do azotanów pod wpływem bakterii nitryfikacyjnych.

Oznaczanie BZT, ze względu na procesy biochemiczne stale przebiegające w pobranej próbce wody, należy przeprowadzić jak najszybciej po pobraniu próbki - nie później niż po upływie 2 godzin lub utrwalić próbkę. W oznaczeniu przeszkadzają substancje toksyczne, działające hamująco na aktywność biochemiczną mikroorganizmów.

Oznaczenie polega na określeniu ilości tlenu zużywanej do utleniania substancji organicznych w badanej próbce w ciągu n dób inkubacji w temperaturze 20oC. Ilość tę w przeliczeniu na 1 dm3 wody, oblicza się jako różnicę zawartości tlenu przed i po inkubacji próbki. Oznaczenie BZT₅ wykonuje się po 5 dobach inkubacji.

Wody silnie zanieczyszczone lub ścieki rozcieńcza się wodą specjalnie przygotowaną, która stanowi źródło tlenu.

El Nino

El Niño - anomalia pogodowa, powstająca gdy pasaty wiejące nad równikiem zmieniają swój kierunek lub po prostu zanikają. Imieniem El Niño (po hiszpańsku chłopiec, dzieciątko) peruwiańscy rybacy nazwali silne wiatry i prądy morskie, które zauważyli w okresie świąt Bożego Narodzenia, a które mają duży wpływ na połowy ryb. Nazwa ta odnosi się do Dzieciątka Jezus.

Opis zjawiska

Razem z wiatrami zmienia się układ prądów oceanicznych, a tym samym temperatury wód w określonych miejscach. Wiatry, które poprzednio pchały powstałe nad Pacyfikiem chmury burzowe w kierunku Australii i Indonezji, teraz spychają je na kontynent południowoamerykański, powodując tym samym intensywne opady w Andach. Co prawda w tym okresie w Andach zaczyna się pora deszczowa, lecz opady wywołane przez efekt El Niño są katastrofalnie duże, powodują powodzie oraz spływanie lawin błota. Dodatkowo podnosi się temperatura powietrza, co powoduje topnienie wiecznych śniegów i zanikanie lodowców (jeżeli proces nie ulegnie zahamowaniu większość lodowców na terenie Peru i Boliwii do końca wieku zaniknie) zapewniających dopływ wody do rzek w ciągu całego roku. W zmienionym układzie ciepłe i suche powietrze znajduje się nad Australią, powodując tam susze większe niż zwykle.

Wpływ na połowy ryb w Ameryce Południowej

Jest to zjawisko pojawiania się nietypowo ciepłych mas ocieplonej wody w pewnych rejonach Oceanu Spokojnego. El Niño ogrzewa wody powierzchniowe strefy równikowej wschodniej części tego oceanu, co zachodzi nieregularnie w okresie od dwóch do siedmiu lat i trwa od roku do dwóch lat. Wzdłuż zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej wiatry wiejące z południa sprzyjają wypiętrzaniu chłodnych, bogatych w odżywcze składniki warstw wody. Znaczne ławice ryb w tych warunkach znajdują korzystne warunki do rozwoju. To z kolei sprzyja rozwojowi populacji ptactwa, których odchody tworzą pokłady wykorzystywanego jako nawóz rolniczy guana. Pod koniec roku prąd ciepłej, ubogiej w składniki odżywcze wody pochodzenia tropikalnego, zastępuje wody chłodne. Ponieważ zachodzi to często w okolicy świąt Bożego Narodzenia, stąd nazwa El Niño. Zwykle ocieplenie wód występuje przez kilka tygodni lub nieco ponad miesiąc, po czym cyrkulacja poprawia się i połowy ryb wracają do normy. Jednak gdy El Niño trwa miesiącami, dochodzi do znaczniejszego ocieplenia wód i efekty ekonomiczne mogą być katastrofalne. Gospodarka Peru, która była i jest w znacznym stopniu zależna od wielkości połowów ryb, szczególnie ostro odczuwa negatywne implikacje El Niño.

Wpływ na pogodę

Wiązano pojawianie się El Niño z chłodniejszymi, śnieżnymi zimami w USA, suchszymi, bardziej gorącymi latami w Ameryce Południowej i Europie oraz suszami w Afryce. Podczas jednego z ataków El Niño zachodnia część Ameryki zalana została powodziami, podczas gdy Azja i Australia doświadczyły suszy.

El Niño, choć obserwowany głównie na Pacyfiku, ma wpływ na całą Ziemię, ponieważ masy ciepłej i zimnej wody krążą po całym wszechoceanie. Jeśli ich kierunek zmieni się w jednym miejscu, zmienia się on wszędzie. To samo dotyczy wiatrów. W Polsce El Niño objawia się w postaci szczególnie wysokich opadów latem, natomiast np. w krajach śródziemnomorskich występują wtedy bardzo wysokie temperatury.

La Niña

W porównaniu do El Niño, zjawisko La Niña (dziewczynka) jest określane jako obniżenie temperatury powierzchniowych wód oceanicznych, w stosunku do warunków normalnych, w środkowym i wschodnim, okołorównikowym obszarze Oceanu Spokojnego.

Podczas występowania zjawiska La Niña, pasaty przybierają na sile. Zjawisko upwellingu ulega wzmocnieniu, zimne prądy morskie przemieszczają się wzdłuż równika i zachodniego wybrzeża Ameryki Południowej. Temperatura powierzchniowych wód oceanicznych zmniejsza się o 4°C poniżej wartości normalnych. Zjawisko to jest także nazywane faza odwrotna do El Niño, albo po prostu chłodny epizod albo stadium chłodne. La Niña powoduje, że atmosfera jest bardzo stabilna, co może wywoływać skutki klimatyczne przeciwne do tych, które powoduje El Niño. Zjawisko to zdarza się w przybliżeniu o połowę rzadziej niż El Niño.

W latach 1950-1997 przez 31% czasu trwało El Niño, La Niña 23%, a około 46% przypadło na sytuacje neutralne (normalne). El Niño i La Niña zdarzają się średnio co 3 do 5 lat. Okres pomiędzy wystąpieniem tych zjawisk (dane oparte na zapisach historycznych) zmienia się od 2 do 7 lat. Jednak La Niña może, ale nie zawsze musi występować po El Niño. Od 1975 roku, zjawisko to wystąpiło o połowę rzadziej, niż El Niño. Warunki typowe dla La Niña trwają w przybliżeniu 9-12 miesięcy, ale niekiedy mogą się przedłużać nawet do dwu lat.

  W przeszłości zjawisko La Niña przyciągało mniejszą uwagę, niż El Niño, gdyż jego wpływ na gospodarkę i rybołówstwo jest bardziej korzystny niż destrukcyjny. Badania nad La Niña rozwinęły się w latach 80. XX w., gdy to zjawisko wystąpiło z większym niż zazwyczaj natężeniem.

---