OGÓLNA INFORMACJA O WODZIE PITNEJ |
Do wieku XVIII woda była uważana za pierwiastek. Dopiero A. L. Lavoisier (1783) i H. Cavendisch (1784) udowodnili, że woda jest związkiem chemicznym, składającym się z dwu atomów wodoru i atomu tlenu. Wykazali również, że można otrzymać ją syntetycznie z tych pierwiastków oraz rozłożyć na pierwiastki.Jeżeli łączą się atomy pierwiastków niezbyt różniących się zdolnością przyłączania elektronów, wtedy powstają między nimi wiązania pośrednie między jonowymi i atomowymi. Charakter biegunowy wykazują cząsteczki wody, gdyż elektroujemność tlenu jest znacznie większa niż wodoru. Wskutek tego pary elektronowe wiążące atomy wodoru z atomem tlenu zostają przesunięte w jego kierunku. Przesunięcie to nie jest zbyt duże, ale wystarczające dla wytworzenia się po obu stronach cząsteczki dwóch biegunów o przeciwnych nabojach elektrycznych.
Cząsteczka H2O ma budowę nieliniową, kąt między wiązaniami jest równy 104,52°. Wiązanie występujące między atomem tlenu a wodoru to wiązanie kowalencyjne spolaryzowane. Woda jest dipolem i może tworzyć wiązania wodorowe. Istnienie wiązań wodorowych między cząsteczkami wody jest przyczyną jej asocjacji, czyli tworzenia się skupisk połączonych ze sobą cząsteczek. Zjawisko to jest właśnie przyczyną anomalnych właściwości wody.
WŁASNOŚCI I SKŁAD CHEMICZNY WODY
Woda w stanie czystym jest bezbarwną cieczą bez smaku i zapachu. W odróżnieniu od większości substancji, których masa właściwa (gęstość) wzrasta w miarę obniżania temperatury, woda ma największą gęstość w temperaturze 4°. Powyżej i poniżej tej temperatury gęstość wody jest mniejsza.
Ta szczególna własność wody ma ogromne znaczenie dla organizmów żyjących w wodzie. Zimą, kiedy naturalne zbiorniki wodne zamarzają, powstający lód jako lżejszy od dna i możliwe jest zachowanie życia pod skorupą lodową. Atomy tlenu i wodoru w cząsteczce wody są ze sobą bardzo silnie związane i dla ich rozerwania trzeba zużyć dużych ilości energii. Dlatego woda jest związkiem bardzo trwałym, nieulegającym rozkładowi przy silnym nawet nagrzewaniu. Dopiero w bardzo wysokiej temperaturze, przewyższającej 1000°, wiązania między atomami tlenu i wodoru słabnie i cząsteczki wody ulegają rozkładowi według równania: 2H2O = 2H2+ O2.
Mimo trwałości i odporności na ogrzewanie woda jest substancją aktywną chemicznie. Niektóre metale, jak np. sód lub wapń, reagują z wodą w zwykłej temperaturze wypierając z niej wodór. Wiele tlenków metali i niemetali łączy się z wodą dając związki chemiczne: zasady i kwasy.
Analiza wody.
Żeby ustalić skład chemiczny wody, musimy poddać ją rozkładowi na substancje proste. Rozkład wody przeprowadzimy za pomocą prądu elektrycznego. Podobnie jak ciepło prąd elektryczny często jest wykorzystywany jako źródło do wywoływania reakcji chemicznych. Rozkład (analizę) substancji pod działaniem prądu elektrycznego nazywamy elektrolizą.
ZNACZENIE WODY W ORGANIZMIE
Zawartość wody w organizmach żywych waha się w bardzo szerokich granicach od 10-12% w nasionach, do 99% w ciałach jamochłonów czy glonów. Różnice te są uwarunkowane: trybem życia, środowiskiem życia, stopniem rozwoju ewolucyjnego, wiekiem i czynnikami zewnętrznymi. Niezależnie od tego woda jest niezbędna do życia wszystkich organizmów, ponieważ:
stanowi uniwersalny rozpuszczalnik
jest nośnikiem i transporterem wielu substancji (pokarmowych, hormonów, gazów oddechowych)
umożliwia dysocjację (substancje mineralne w organizmie są zazwyczaj aktywne w postaci jonowej np. „pompa sodowo- potasowa” umożliwiająca przewodnictwo nerwowe)
jest substratem lub produktem WSZYSTKICH reakcji biochemicznych
ze względu na dużą pojemność cieplną jest dobrym nośnikiem ciepła
umożliwia zachodzenie wielu procesów biologicznych np. zapłodnienie.
TRZY STANY SKUPIENIA WODY
Woda jak wszystkie ciecze zwiększa swą objętość pod wpływem temperatury. Po wzroście temp. O 20°C objętość 1dm³ wody wzrasta o 0,21cm³. Całkiem inaczej jest ze zmianą objętości wody przy parowaniu czy wrzeniu, wtedy woda zwiększa objętość około 1600 razy.
Stan gazowy (lotny)
Przejście cieczy w stan gazowy nazywamy parowaniem, które zachodzi w każdej temperaturze i tylko na powierzchni cieczy lub zachodzącym gwałtowniej, w stałej temperaturze 100'C (temperaturę tę nazywamy temperaturą wrzenia), w całej objętości cieczy wrzeniem.
Wodą w stanie gazowym jest para wodna, która również jest bezbarwna, bez zapachu i smaku. Para wodna to między innymi chmury - zawieszone w atmosferze ziemskiej widzialne zbiory mikroskopijnych (o średnicy nieprzekraczającej 100 mm) kropelek wody lub kryształków lodu albo mieszaniny jednych i drugich; chmury różnią się między sobą budową, wyglądem i wysokością występowania; zgodnie z międzynarodową klasyfikacją rozróżnia się 9 podstawowych rodzajów chmur: Stratus, Cumulusy, Stratocumulus, Cumulonimbus, Altostratus, Altocumulus, Cirrusy, Cirrocumulus, Cirrostratus.
Stan lotny to również obłoki iryzujące.
Zjawisko parowania ma podstawowe znaczenie dla organizmów żywych: roślin, zwierząt. Na przykład rośliny zielone wyparowują wodę przez liście.
Przez człowieka parowanie i skraplanie (zjawisko odwrotne do parowania) wykorzystywane jest do destylacji.
Stan ciekły i stały
Przejście cieczy ze stanu stałego w stan ciekły nazywamy topnieniem, które zachodzi w temperaturze stałej 0°C (temperaturę tę nazywamy temperaturą topnienia), a z gazowego w ciekły skraplaniem.
Wodę najczęściej spotykamy w stanie ciekłym np. morza, jeziora, rzeki.Przejście wody ze stanu ciekłego w stan stały nazywamy krzepnięciem, które zachodzi w stałej temp. 0'C (temperaturę tę nazywamy temperaturą krzepnięcia).
Na ziemi najczęstszym przykładem stanu stałego wody jest lód. Opady atmosferyczne to woda w stanie ciekłym(np. deszcz) i stałym(np. śnieg).
Słabo rozbudowane w pionie chmury strefy zwrotnikowej mogą nie sięgać poziomu zamarzania- kryształki lodu w tedy nie powstaną. Zamiast nich tworzą się kropelki wody o większych rozmiarach. Mogą one łączyć się na drodze koagulacji w kropelki bardzo duże, zwłaszcza, kiedy mają przeciwstawne ładunki elektryczne. Wielkie kropelki mogą rozrywać się na mniejsze, które dają początek ponownemu, lawinowemu powstawaniu kropel dużych.
Wiele opadów deszczu w szerokościach umiarkowanych jest wynikiem topienia się płatków śniegowych podczas ich spadania ku ziemi. Kiedy stają się one zbyt ciężkie, aby utrzymać się w chmurze spadają ku Ziemi niosąc miliony kropelek i kryształków lodu wypadających jako pojedyncze kropelki deszczu lub płatki śniegu. Potrzeba tylko 20 minut, aby kryształek lodu rozrósł się do płatka śniegu.
WODA W PRZYRODZIE
Woda jest jednym z najważniejszych i najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na kuli ziemskiej. Znajduje się w stałym obiegu w przyrodzie, stanowi jedną z geosfer (hydrosferę), zajmuje ponad 2/3 powierzchni Ziemi, woda znajduje się również w skałach skorupy ziemskiej (wody glebowe) oraz w postaci pary wodnej w atmosferze.
Jednak woda występująca w przyrodzie nie jest wodą czystą, ponieważ są w niej rozpuszczone nieznaczne ilości gazów i ciał stałych, na które składają się kationy wapnia Ca2+, sodu Na+, magnezu Mg2+ i potasu, K+ oraz aniony węglanowe, CO32-, chlorkowe Cl- i siarczanoweSO42- w ilościach malejących według kolejności. Spośród występujących w przyrodzie wyróżnia się następujące typy wody:
- Woda destylowana- woda chemicznie prawie czysta zawierająca minimalne ilości domieszek. Wodę chemicznie najczystszą otrzymuje się w wyniku powtórnej powolnej destylacji w atmosferze czystego azotu lub wodoru w naczyniach kwarcowych lub platynowych. Woda destylowana ma szerokie zastosowanie w chemii laboratoryjnej, medycynie, farmaceutyce i technice. Co ciekawe jest nieodpowiednia do picia, ze względu na brak jonów.
- Twarda woda- zawiera rozpuszczone wodorowęglany oraz siarczany wapnia i magnezu. Zawartość tych pierwszych wpływa na tzw. „twardość przemijającą” wody, zaś zawartość tych drugich (głównie siarczanu wapnia) na „twardość trwałą”. Do celów przemysłowych stosuje się wodę zmiękczoną, gdyż twarda pozostawia osad. Woda deszczowa jest miękka.
- Wody mineralne (lecznicze)- zawierają: dwutlenek węgla, siarkowodór, chlorek sodu, sól gorzką, emanację radową itp. Jak sama nazwa wskazuje wody te mają największe zastosowanie w lecznictwie i jako konsumpcyjne.
- Woda morska- zawiera średnio 3-4% soli, na które składają się kationy sodu, magnezu, wapnia i potasu oraz aniony chlorkowe, siarczanowe, węglanowe i bromkowe. Do picia nadaje się jedynie po przedestylowaniu. W wielu krajach zagęszczając wodę morską otrzymuje się sól bogatą w mikroelementy.
- Woda neolityczna - występująca w wolnych przestrzeniach sieci krystalicznej zeolitów (hydratów- uwodnionych minerałów takich jak opal czy gips). Poprzez ogrzewanie lub suszenie zeolitów woda może być z nich stopniowo usuwana. Dlatego należy zachować ostrożność przy obróbce np. opalu, by odwadniając, nie skruszyć go. Zeolity mają zastosowanie w jubilerstwie i budownictwie.
- Woda glebowa- powszechnie przyjęto wyróżniać 3 rodzaje wody glebowej: wodę grawitacyjną, która porusza się w glebie pod wpływem siły ciążenia; wodę gruntową, utrzymującą się poniżej zwierciadła wody i wodę związaną, zatrzymywaną w glebie, na którą nie działają już siły grawitacyjne. Jest ona bardzo ważna zarówno dla człowieka, jak i dla utrzymania równowagi w przyrodzie.
- Woda ciężka- jest to połączenie izotopu wodoru- deuteru z tlenem (D2O). Słabiej zdysocjowana i gorzej rozpuszczająca sole niż zwykła woda. Nie podtrzymuje życia, zabija niektóre bakterie. Stosowana jako moderator lub chłodziwo w reaktorach jądrowych.
WODA - DO, CZEGO JEST NAM POTRZEBNA?
Woda jest najpopularniejszym związkiem chemicznym występującym na Ziemi, jest to także jeden z niewielu związków chemicznych, którego wzór znają ludzie niezwiązani z chemią. Bez wody nie istniałoby życie biologiczne w tej formie, w jakiej je znamy. Przyczyniają się do tego niezmiernie korzystne właściwości fizykochemiczne wody, jej ruchliwość w środowisku oraz powszechność występowania. Obieg wody w przyrodzie można porównać do krwioobiegu dostarczającego organizmom niezbędny budulec, usuwającego produkty przemiany materii, umożliwiającego istnienie życia. Nie przypadkiem pierwsze wielkie cywilizacje powstawały wokół rzek, jezior, generalnie miejsc, w których woda była łatwo dostępna.
Dziś woda prócz podstawowego znaczenia w przyrodzie, przydaje się również ludziom w codziennym życiu. Codziennie używamy jej do kąpieli, lub w kuchni np. do zrobienia klusek na parze. Woda jest ekologiczna, dla tego naukowcy próbują wynaleźć pojazd, którego paliwem była by woda, ponieważ pojazdy zasilane dotychczasowym paliwem nie są ekologiczne i szkodliwe dla środowiska naturalnego.
Woda jest najbardziej rozpowszechnionym związkiem chemicznym. Odgrywa ona doniosłą rolę w życiu człowieka. Około dwóch litrów dziennie spożywa dorosły człowiek w pożywieniu. Znacznie większych ilości potrzeba do zaspokojenia potrzeb gospodarstwa domowego, higieny osobistej itp. Ogólnie zużycie wody w dużych miastach na jednego mieszkańca wynosi około 100-200 litrów na dobę. W zakładach przemysłowych wodę zużywa się do ochłodzenia maszyn, do płukania i mycia surowców lub gotowych produktów oraz do zasilania kotłów parowych. Największych ilości wody potrzebują fabryki chemiczne, gdzie większość procesów przeprowadza się w roztworach wodnych. W wytwórniach chemicznych używa się również wody do chłodzenia aparatów, w których zachodzą reakcje egzotermiczne, do czyszczenia produktów reakcji, pochłaniania gazów itp.
Czysta woda dla życia człowieka jest dobrem niezbędnym. Brak jej na danym obszarze zagraża zdrowiu, a nawet życiu wielu organizmów; bez niej jakakolwiek działalność gospodarcza szybko staje się niemożliwa. Niestety bardzo często mamy do czynienia z przejawami złej, nieracjonalnej gospodarki wodą, wynikającej przede wszystkim z nadmiernego zanieczyszczenia wód.
Racjonalną gospodarkę wodną winno cechować:
• rozwijanie technologii przemysłowych mniej wodochłonnych lub maksymalnie wykorzystujących wodę w obiegach zamkniętych,
• wprowadzanie ulepszeń w dziedzinie oczyszczania, uzdatniania i odsalania wód,
• podnoszenie efektywności oczyszczania ścieków przez powszechne wprowadzanie, co najmniej biologicznego ich oczyszczania,
Europejska Karta Ochrony Wód, uchwalona w Strasburgu w 1968 r. formułuje zasady gospodarowania wodą, które niewątpliwie obowiązują nas wszystkich do dnia dzisiejszego.
Są one następujące:
1. Bez wody nie ma życia; woda jest cennym, nieodzownym dobrem dla człowieka.
2. Zasoby dobrej wody nie są nieograniczone. Dlatego też coraz bardziej konieczne staje się oszczędne gospodarowanie tymi zasobami, ich utrzymanie, a nawet, - jeśli to możliwe - ich pomnażanie.
3. Zanieczyszczanie wód jest szkodliwym działaniem, wymierzonym przeciw ludzkości i wszelkiemu życiu.
4. Jakość wody musi odpowiadać wymaganiom zdrowia publicznego i zapewniać przewidywany sposób jej użytkowania.
5. Wody zużyte należy odprowadzać do zbiornika w takim stanie, by nie spowodować ograniczeń w jego użytkowaniu do celów publicznych i prywatnych.
6. Poważną rolę w utrzymaniu zasobów wodnych odgrywa poszycie roślinne, a szczególnie lasy.
7. Istniejące zasoby wodne winne być bilansowane.
8. Porządkowaniem gospodarki wodnej powinny kierować odpowiednie organy państwowe.
9. Ochrona wód wymaga intensyfikacji badań naukowych, kształcenia fachowców i uświadamiania szerokich mas społeczeństwa.
10. Obowiązkiem każdego człowieka jest - dla dobra ogółu - oszczędne i rozumne gospodarowanie wodą.
11. Podstawą planowania gospodarce wodnej powinny być całe zlewnie, a nie granice administracyjne lub państwowe.
12. Woda nie uznaje granic państwowych, co wymaga współpracy w skali międzynarodowej.
RODZAJE I ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ
Głównym źródłem zaopatrzenia ludności, przemysłu i rolnictwa w wodę są wody powierzchniowe, przede wszystkim płynące oraz stojące. Prawie cała pobierana jej ilość wraca do wód powierzchniowych w postaci wód zużytych, obciążonych różnymi substancjami mineralnymi i organicznymi, które stwarzają problemy z dalszym użytkowaniem wody.
Zanieczyszczenia wód, w zależności od ich pochodzenia, ogólnie możemy podzielić na komunalne, przemysłowe i rolnicze.
Zanieczyszczenia komunalne to przede wszystkim ścieki miejskie powstające na skutek działalności bytowej i gospodarczej człowieka. Jest to mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, wydalin fizjologicznych człowieka i zwierząt domowych, odpadów ze szpitali, łaźni, pralni i zakładów przemysłowych.
Zanieczyszczenia przemysłowe to przede wszystkim wszelkie ścieki przemysłowe wylewane do rzek strumieni czy jezior. Ścieki te powstają przy wydobywaniu i uszlachetnianiu surowców, przy wszelkiego rodzaju myciu i oczyszczaniu półproduktów i produktów finalnych, w transporcie hydraulicznym, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji, flotacji i podczas wielu innych zabiegów wykonywanych w różnorakiej produkcji.
Woda stosowana we wszelkich procesach technologicznych rozpuszcza zanieczyszczenia surowca, sam surowiec oraz różne stosowane substancje, które się z nią stykają czy są do niej dodawane.
Charakterystycznymi zanieczyszczeniami ścieków przemysłowych są:
sole metali ciężkich, kwasy, zasady mineralne, cyjanki, toksyczne związki organiczne
( fenole, ropa naftowa i jej pochodne, barwniki), wody pochłodnicze o podwyższonej temperaturze.
Chemizacja rolnictwa, przejawiająca się w coraz większym zużyciu nawozów mineralnych i środków ochrony roślin na jednostkę powierzchni, powoduje, że spływy z terenów rolniczych zawierają znaczne ilości wypłukiwanych z gleby nawozów, które są bezpośrednią przyczyną eutrofizacji wód powierzchniowych i zanieczyszczenie nimi wód gruntowych.
Jeszcze większym problemem dla środowiska są środki ochrony roślin, wypłukiwane z pól.
Wymywane do wód powierzchniowych pestycydy mogą spowodować ograniczenie rozwoju lub śmierć organizmów w nich żyjących; mogą przenikać również do studni i ujęć wody
pitnej, zagrażając zdrowiu zwierząt gospodarskich i ludzi korzystających z tej wody.
Zanieczyszczenia wód opadowych.
Wody opadowe zawierają wszystkie składniki powietrza atmosferycznego, wymyte w czasie opadu. Będą to, oprócz gazów atmosferycznych, przede wszystkim inne gazy, takie jak tlenki azotu, dwutlenek siarki, tlenek węgla i dodatkowe ilości dwutlenku węgla. W wodach
tych może występować wiele związków metali ciężkich, emitowanych przez przemysł, jak związki arsenu, ołowiu, kadmu, cynku, żelaza i innych. Z powietrza wody mogą sorbować produkty niepełnego spalania produktów naftowych, substancje radioaktywne i inne pochodzące ze źródeł naturalnych. W wodach opadowych znajdują się również składniki stałe, których źródłem są: atmosferyczne emisje przemysłowe, części mineralne pochodzące z powierzchni ziemi, utwory wyrzucone do atmosfery w wyniku erupcji wulkanicznej czy trzęsień ziemi, różne sole porywane z powierzchni wód przez wiatry do atmosfery itp. Emitowane do atmosfery zanieczyszczenia rozprzestrzeniają się w różnych kierunkach i na różne odległości; dlatego mogą być wymywane przez deszcze z dala od miejsca, z których pochodzą.
Zanieczyszczenia wód podziemnych.
Wody podziemne są źródłem zaopatrzenia dla większości wodociągów. Mogą w nich występować znaczne ilości żelaza (do 35 mg/dm), którego zawartość należy obniżyć, by można z tych wód korzystać. Niebezpieczeństwo dla wód podziemnych oprócz chemizacji rolnictwa stanowią materiały pędne i produkty ropopochodne, które przedostają się do wód z wycieków ze zbiorników i rurociągów, z instalacji technologicznych zakładów przerabiających ropę, stacji benzynowych, myjni samochodowych, stacji obsługi samochodów, czy też wylewane są wprost do gleby przez ludzi ignorujących wszelkie zasady ochrony środowiska. Do wód podziemnych mogą też migrować wszelkie zanieczyszczenia przemysłowe znajdujące się w ściekach oraz emisjach atmosferycznych, a po opadnięciu na ziemię wymywane z gleby. Mogą to być związki silnie toksyczne ( np. metali ciężkich) stwarzające ogromne ryzyko skażenia tych wód.
Zanieczyszczenia wód powierzchniowych.
Źródłem zanieczyszczenia wód powierzchniowych zarówno śródlądowych, jak i morskich są ścieki przemysłowe, komunalne i rolnicze.
Wysoki stopień zanieczyszczenia wód tymi ściekami doprowadzi do wyczerpania się ich zdolności do samooczyszczania. Z badań 40 głównych rzek w Polsce wynika, że według kryterium biologicznego niema już wód w I klasie czystości. W klasie II odnotowano -1,6%, zaś w klasie III -9,7% długości badanych odcinków.
Podstawowymi przyczynami bardzo niskiej jakości wód powierzchniowych są: zrzut ładunków zanieczyszczeń nie poddawanych redukcji, stale rosnąca ilość ścieków pochodzenia komunalnego, niska efektywność urządzeń oczyszczających. Na 845 miast jedynie 526 ma oczyszczalnie ścieków, w tym jest 141 oczyszczalni mechanicznych .
Istotnym źródłem zanieczyszczenia Odry i Wisły, i to już w górnym ich biegu, są zasolone wody kopalniane zawierające ładunek soli oceniany na 9 tys. t na dobę. Zasolenie wody powoduje hamowanie w rzekach procesu samooczyszczania, korozję budowli wodnych, taboru pływającego, urządzeń wodociągowych i instalacji wodociągowych.
Niewielkie ilości wody, jaką dysponujemy, a zwłaszcza zła jej jakość, uniemożliwiają spełnianie przez nią funkcji społecznych, gospodarczych i ekologicznych, a w szczególności:
zaopatrzenie w wodę ludności, przemysłu i rolnictwa,
wykorzystania jako potencjalnego źródła energii,
wykorzystania jako drogi wodnej,
wykorzystania jako miejsca odpoczynku nadwodnego, uprawiania sportów wodnych i turystyki.
Do najważniejszych zanieczyszczeń występujących w ściekach, a po ich zrzucie w wodach powierzchniowych, zaliczamy:
Substancje powierzchniowo czynne ( detergenty), stanowiące główny składnik środków piorących, myjących, zwilżających. Będąc środkami ułatwiającymi rozpuszczanie, są pośrednio szkodliwe, gdyż powodują rozpuszczanie w wodzie używanej do picia czy do mycia substancji trudno lub zupełnie nierozpuszczalnych, toksycznych lub rakotwórczych.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne i chlorowcopochodne węglowodorów zaliczane są do najbardziej niebezpiecznych i rozpowszechnionych substancji rakotwórczych.
Związki te dostają się do wód powierzchniowych wraz ze ściekami z koksowni, zakładów rafineryjno-petrochemicznych, warsztatów naprawy pojazdów samochodowych, z wodami
opadowymi w rejonach uprzemysłowionych i miejskich, a także z rolnictwa.
Pestycydy mogą się dostawać do wód powierzchniowych przez zmycie ich z zaprawionego ziarna, opylonych czy opryskanych nimi roślin lub gleby, bądź bezpośrednio w czasie stosowania ich na uprawy. Pestycydy, to silne trucizny; zatem każda ich ilość w wodzie ma wpływ na żyjące w niej czy korzystające z niej organizmy. Nawet śladowe zanieczyszczenie wody tymi związkami jest trudne do usunięcia w procesie jej uzdatniania. Pestycydy znajdujące się w wodzie naruszają procesy jej samooczyszczania, pogarszają jej stan sanitarny, działają toksycznie na ryby.
Fenole są produktami pochodzącymi z zakładów przeróbki paliw stałych i płynnych, z syntezy organicznej oraz z wytwórni tworzyw sztucznych. Są jedynymi z najbardziej uciążliwych składników ścieków. Ich obecność w wodzie jest toksyczna dla organizmów; występowanie nawet w małych ilościach utrudnia bądź wręcz uniemożliwia gospodarkę rybacką.
Polichlorowane bifenyle ( PCB) używane są do produkcji tworzyw sztucznych, farb ochronnych, cieczy hydraulicznych, do impregnacji drewna; występują w ściekach z zakładów wytwarzających te produkty. PCB dobrze rozpuszczają się w olejach i wielu rozpuszczalnikach organicznych, bardzo zaś słabo w wodzie. Są związkami bardzo trwałymi
Niepalnymi wolno rozkładającymi się w środowisku. Źródłem zanieczyszczenia wód PCB oprócz ścieków w zakładów przemysłowych, są również nieczystości odprowadzane ze statków.
Inne substancje organiczne, nietoksyczne, występujące w ściekach z mleczarni, zakładów mięsnych, drożdżowni, cukrowni i innych zakładów przemysłu spożywczego. Są to cukry, białka i tłuszcze, które ulegają łatwo utlenieniu, pobierają jednak niezbędny do ich rozkładu tlen rozpuszczony w wodzie.
Również zanieczyszczenia wody ropą naftową i jej produktami mogą doprowadzić do katastrofy ekologicznej. Dotyczy to nie tylko wód morskich; wody śródlądowe są też narażone na awarie barek pływających po rzekach, wycieki z instalacji petrochemicznych, rurociągów z ropą. Kolizje samochodowe czy kolejowe z cysternami przewożącymi produkty ropopochodne mogą spowodować przedostanie się ich do wód powierzchniowych. W ten sposób zagrozić mogą nawet powierzchniowym ujęciom wody pitnej.
Fosforany i azotany to podstawowe substancje odżywcze dla roślin. Wprowadzone do wód ze ściekami powodują ich eutrofizację.
Metale ciężkie dostają się do wód głównie ze ściekami przemysłowymi, z wodami opadowymi w rejonach zurbanizowanych i uprzemysłowionych, a także z wodami infiltrującymi hałdy, wysypiska i gleby silnie nimi skażone. Niektóre z nich są dla organizmów całkowicie zbędne i silnie toksyczne ( Pb, Cd, Hg), inne w śladowych ilościach w środowisku są potrzebne do normalnego funkcjonowania organizmów.
Wody podgrzane odprowadzane do wód są specyficznym czynnikiem wywołującym ich degradację. Woda powszechnie używana jest jako medium chłodzące w wielu gałęziach przemysłu, przede wszystkim w instalacjach chłodzących elektrowni. Wody podgrzane odprowadzane do rzek jezior czy mórz, powodują wzrost temperatury wody, co prowadzi do wielu zmian w funkcjonowaniu tych ekosystemów. Podwyższona temperatura przyspiesza rozkład związków organicznych, co prowadzi do deficytu tlenu - następują zmiany w rodzajach i liczebności organizmów żywych; obserwuje się intensywny rozwój bakterii i wirusów oraz powstawanie toksyn.
WSKAŹNIKI JAKOŚCI WÓD
O przydatności wody do określonego celu, o możliwości jej użycia, decydują rodzaj i ilość zawartych w niej substancji. Zakres badania wody zależy przede wszystkim od jej przeznaczenia. Wskaźniki, które badamy, możemy podzielić na fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Wskaźniki fizyczne jakości wody służą do określenia właściwości organoleptycznych. Mogą świadczyć o jej pochodzeniu i o rodzaju zawartych w niej zanieczyszczeń. Należą do nich:
1. Temperatura
zależy ona od pochodzenia wody; wody podziemne wykazują większą jej stałość, wody powierzchniowe i zaskórne - duże wahania, zależnie od pory roku; optymalna temperatura wody do picia wynosi 7-12 C;
2. Zapach i smak
cechy te zależą od temperatury, ilości i rodzajów gazów i innych substancji nie rozpuszczonych; zapach wody morze być pochodzenia naturalnego ( źródłem jego mogą być żywe lub martwe organizmy wodne) lub pochodzenia sztucznego ( z odprowadzanych do wody ścieków ).
3. Mętność
często spowodowana jest przez nierozpuszczalne cząsteczki różnych substancji nieorganicznych, jak: iły, węglany, związki magnezu i żywe organizmy ( plankton); mętność oznacza się przez porównanie badanej próbki ze skalą wzorców;
4. Barwa
wskazuje na rozpuszczone lub zawieszone w niej domieszki, jak związki żelaza, substancje humusowe czy organizmy wodne; barwę, którą można usunąć przez przesączenie wody, określamy jako pozorną; intensywność barwy oznacza się kolorymetrycznie w skali wzorca platynowo - kobaltowego.
Wskaźniki chemiczne jakości wody pozwalają na jej ocenę pod względem najważniejszych zanieczyszczeń chemicznych. Analiza chemiczna pozwala ocenić, czy woda zawiera domieszki dyskwalifikujące ją do celów konsumpcyjnych i czy może być użyta do innych celów. Na podstawie wyników analiz można określić, jakie procesy uzdatniania należy zaplanować, aby otrzymać wodę zgodną jakościowo z wymogami użytkowników.
1. Odczyn
dla większości wód naturalnych waha od 6,8 do 7,3 pH; na odczyn ma wpływ: obecność jonów węglowodorowych, węglanowych, fosforowych i innych związków.
2. Utlenialność
jest to umowny wskaźnik określający zużycie nadmanganianu potasu przez zawarte w wodzie łatwo utleniające się substancje organiczne i nieorganiczne.
Obecność w środowisku wodnym substancji łatwo utleniających się może spowodować duże zużycie tlenu i w efekcie jego brak dla organizmów żywych.
3. Twardość
określa się zawartością rozpuszczonych w niej soli magnezu i wapnia.(Objawia się zużywaniem mydła bez wy twarzania piany )
4. Zasadowość
zależy od obecnych w wodzie wodorotlenków, wodorowęglanów i węglanów wapnia, magnezu, potasu, sodu; zasadowość podobnie jak twardość wyraża się w mval/dm.
5. Zawartość związków azotu
ma bardzo duże znaczenie dla jakości wody, nie tylko pitnej, ale także dla wód wykorzystywanych inaczej, ( np. w energetyce; duża zawartość amoniaku w wodzie działa korodująco na łopatki turbin, które robione są ze stopów zawierających miedź ).
6. Zawartość chlorków
ze względu na dużą rozpuszczalność chlorki znajdują się we wszystkich wodach naturalnych; mogą pochodzić z wymywania pokładów lub ze ścieków; woda zawierająca te związki działa korodująco na żelazo i beton.
7. Zawartość siarczanów
dostają się do wody na skutek rozpuszczania i wymywania ze skał; większe ilości niekorzystnie oddziałują na nasz organizm; powodują także korozję żelaza i betonu.
8. Zawartość żelaza i magnezu
oba te pierwiastki znajdują się w wodach naturalnych w postaci węglanów, wodorowęglanów, siarczanów i fosforanów; mogą pochodzić z gruntu, ścieków lub korozji rur i zbiorników; w większych ilościach psują smak wody.
9. Zawartość fluoru
w wodzie do picia powinna wynosić 1,0-1,2 mg F/dm; zarówno nadmiar jak i niedobór jest szkodliwy, szczególnie dla uzębienia.
10. Zawartość gazów rozpuszczalnych w wodzie
w wodzie znajdują się zawsze w większych lub mniejszych ilościach: dwutlenek węgla, tlen, siarkowodór, które negatywnie wpływają na stan wody.
11. Zawartość pierwiastków śladowych
ma duże znaczenie dla prawidłowego przebiegu procesów fizjologicznych w organizmie; są nimi m.in.: żelazo, miedź, cynk, kobalt, jod, brom.
12. Zawartość substancji trujących
zaliczamy do nich występujące w wodzie cyjanki, związki ołowiu, rtęci, kadmu itd. pochodzące głównie ze ścieków przemysłowych.
Wskaźniki bakteriologiczne. W wodach naturalnych prawie zawsze występują różne mikroorganizmy. Szczególnie są nimi zanieczyszczone otwarte zbiorniki wodne, do których spływają deszcze i ścieki. Rozwój bakterii w wodzie uzależniony jest od obfitości substancji pokarmowych, warunków termicznych, świetlnych i wielu innych.
Oznaczenie bakterii w wodzie jest trudne, wybrano, więc jako organizm wskaźnikowy Bacterium coli. Jej obecność w wodzie świadczy o zanieczyszczeniu wody ściekami.
Wskaźniki biologiczne. Badania flory i fauny zbiornika wodnego często stanowią uzupełnienie fizykochemicznej i bakteriologicznej oceny wody. W zależności od stopnia zanieczyszczenia występują odmienne zespoły organizmów wodnych; można, więc je przyjąć za wskaźniki czystości wody lub jej zanieczyszczenia.
Źródło materiału: internet