badania chemiczne wody

Woda, czyli tlenek diwodoru jest najpowszechniejszym związkiem występującym na naszej planecie. Ilość wody na Ziemi szacuje się na 2,2 x 10 do potęgi 18 i jeśli każda tonę wody zmniejszylibyśmy do rozmiarów główki od szpilki to stworzylibyśmy drogę z Ziemi na Księżyc i szerokość wyniosłaby 10 km., Więc czy w tej sytuacji nie należy się większy szacunek temu związkowi?

Skupmy się, więc na właściwościach wody, gdyż badania chemiczne wynikają właśnie z właściwości fizykochemicznych cząsteczki wody.

Badania chemiczne prowadzone są w laboratoriach chemicznych. Na ich podstawie można stwierdzić, w jakim stopniu woda jest zanieczyszczona danymi związkami.

Podczas badania określa się jakość wody poprzez różne wskaźniki wody:

Pierwszym z nich jest temperatura, która mierzy się na miejscu czasem gdzie znajduje się woda. Przy tym wskaźniku nie należy zapomnieć o pochodzeniu wody i porze roku. Dopuszczalna temperatura 22 stopnie dla klasy czystości I i 26 dla klasy czystości II i III.

Drugim wskaźnikiem jest mętność wody. Zjawisko to polega na rozproszeniu lub też adsorpcji promieni widzialnych przez ciała stałe znajdujące się w wodzie. Ciała te mogą być związkami organicznymi i nieorganicznymi, jednakże nierozpuszczalnymi tak jak np. związki manganu, glin i żelaza, zawiesiny pochodząca z doprowadzaniu wód ze ścieków, kwasy humusowe, plankton, cząstki skał i gleby. Jest to jedna z decydujących cech wody w procesie badania ich, wody mętne nie nadają się do pici i w gospodarstwie domowym.

Kolejnym dobrze znanym nam częścią badania wody jest barwa wody. Jest ona zależna od pochodzenia wody, jest to właściwość, która polega na pochłanianiu części widzialnej promieni przez substancje rozproszone, koloidy itd. Barwa wody jest zależna od roślinności, planktonu (zielony), jonów metali (w zależności od jonów metali), związków humusowych (żółty), ale i także istotną rolę odgrywa tutaj odległość danego zbiornika od zakładów przemysłowych, ponieważ stamtąd wypływają zanieczyszczenia do wody. Woda chemicznie czysta jest bezbarwna, jednakże można tutaj wziąć dwa odstępstwa do tego, gdyż woda naturalne (potocznie tak nazywane) mają barwę żółtozieloną, natomiast wody wypływające z terenów torfowisk, leśnych mają kolor żółtobrązowy. Natomiast w innym przypadku barwa żółta może świadczyć o jakichkolwiek nieczystościach.

Wiemy, że woda jest substancja bezbarwną, ale także i bezzapachową. Jeśli woda ma zapach to oznacza, że może być zanieczyszczona. Badania to polega na sprawdzeniu zapachu, czasami jednak zapach wody jest zależny od gazów, jakie się w niej wydzielaną, albo też w zbiornikach naturalnych zapach może powodować rozkład mikroorganizmów, substancji nieograniczonych i organicznych.

Odczyn wody, czyli pH, musi się mieścić w granicach 4-9 i zależne jest także od wielu czynników. Obecność związków węgla nieograniczonego jak wodorowęglan, tlenek węgla i węglanów, zanieczyszczenia ściekami, odczynu gruntu, na której lub, pod której są, ale i także decydująca rolę odgrywa tutaj ilość opadów, które mogą zawierać słabe lub mocne kwasy, które mają znaczną rolę w sprawie zmiany odczynu. Sprawdzanie odczynu odbywa się za pomocą papierków wskaźnikowych lub też innych substancji wskaźnikowych. Woda opadowa jest kwaśna, gdyż ma w sobie tlenki węgla i kwas węglowy. Także wprowadzone do atmosfery tlenki siarki i opady niedaleko zakładów przemysłowych wpływają na to, iż pH maleje wody. Woda kwaśna ma właściwości korozyjne, zabójcze dla organizmów żywych, ale i także przyspiesza wymywanie się metali ciężkich.

Twardość wody, czyli kolejna cecha poddana do badana to badanie obecności magnezu i wapnia polega na wytrąceniu się nierozpuszczalnych soli magnezu i wapnia. Potocznie mówi się, że twarda woda powoduje osadzanie się kamienia w czajnikach lub też powoduje nie robienie się piany z mydła podczas np. ręcznego prania. Woda twarda nie powinna być używana do picia i w gospodarstwach domowych i w przemyśle, ponieważ, aby bardziej namydlić brudna rzeczy zużywamy więcej mydła i środków piorących, tworzy się kamień kotłowy, które utrudnia przepływ wody, skóra jest podrażniona, ale także wywołuje korozje w wymiennikach ciepła. Dopuszczalna ilość magnezu w wodzie to 0,05 mg na litr, a wapnia w postaci węglanu wapnia 60-500 mg na litr.

Obecność innych substancji w wodzie jest dozwolona, lecz tylko w odpowiednich ilościach. Jak np. chlorki. Kwas solny występuje we wszystkich wodach naturalnych po zidentyfikowaniu go w wodzie, należy ustalić, jakiego pochodzenia danego kwas solny. Jeśli towarzyszą mu dodatkowo jonu kwasu azotowego to może być to zanieczyszczenie wody. Natomiast, jeśli woda jest słona, a nie występują żadne dodatkowe jony azotowe to można przypuszczać, że NaCl jest naturalnym składnikiem tej substancji, tak jest np. w wypadku wody morskiej. Chlorek sodu może pochodzić z gleby być przenoszony przez rośliny albo też z odpadów zwierzęcych. Zawartość jonów, jeśli przekracza 250mg, powoduje, że woda ma właściwości korozyjne i jest szkodliwy dla roślin. Według wymogów stężenie NaCl na 1 decymetr szcześcienny nie powinno przekraczać 250 mg, oczywiście nie zapominajmy o tym, że musi on być pochodzenie wyłącznie naturalnego, gdyż chlorki innego pochodzenia powodują, że woda nie jest klasyfikowana do zdatnej do picia.

Kolejnym wskaźnikiem związanym z obecnością danych jonów w wodzie są jony kwasu azotowego, których mała ilość już powoduje, że woda jest niezdatna do picia. Zacznijmy może od azotanów (III),które są nietrwałe i przechodzą w amoniak i azotany (V). Jeśli po zbadaniu danej próbki sposobem rozdzielania tych substancji okaże się, że probówka zawiera tylko amoniak świadczy to o świeżym zanieczyszczeniu, jeśli natomiast będziemy mieć i amoniak i jony kwasu azotowego (III) świadczy to o tym, że zanieczyszczenie istnieje już pewien czas. Dopuszczalna ilość jonów kwasu azotowego (III) wynosi 0,1 mg/decymetr szcześcienny. Z kolei trwałe azotany (V) znajdują się we wodzie przemysłowych z powodu ścieków przemysłowych i komunalnych, obecność ich spowalnia eutrofizjacje wód, co powoduje gorszą jakość wody, a woda zaczyna mieć nieprzyjemny zapach i smak. Jeśli po zbadaniu danej próbki okaże się, że azotany (V) tam się znajdują świadczy to o tym, że woda jest zanieczyszczona już od dłuższego czasu. Dopuszczalna dawka azotynów 50 mg/dm szcześcienny.

Ostatnim już ważnym wskaźnikiem czystości wody jest siarkowodór i siarczany. Pochodzą one z rozkładu białek zwierzęcych i tkanek roślinnych beztlenowo, ale i także są produktem redukcji kwasu siarkowego przez bakterie siarkowe. Małe stężenie siarczków jest dość ostro wyczuwalne, ponieważ siarkowodór jest wiemy ma zapach zgniłych jaj, więc tak samo nieprzyjemnie pachnie woda, kiedy zawiera w sobie siarczki. Woda prócz tego, że niedobrze smakuje i woda zdatna do picia nie powinna w ogóle zawierać tej grupy związków. Obecność i ilość danych związków w wodzie zajmuję się nauka zwana spektroskopią, a urządzenie to nazywamy spektrometrem.

Przeprowadza się trzy podstawowe zakresy badań wody: skrócony, rozszerzony i pełny. Sposób skrócony stosuje się do określenia czystości wody na potrzeby wody pitnej i do gospodarstw domowych.

Skrócone to ustalenie poszczególnych wskaźników czystości: temperatura; mętność; bar zapach; odczyn(pH); twardość; żelazo ogólne; mangan; chlorki; amoniak; azotany(III); azotany(V); siarkowodór.

Rozszerzone: sucha pozostałość, pozostałość po prażeniu, straty po prażeniu, siarczany(VI),azot albuminowy.

Pełne: fluor; sód; potas; cynk; miedz; glin; ołów; arsen; selen; chrom(VI); kadm; cyjanki; fosforany; dwutlenek węgla wolny i agresywny rozpuszczony tlen; BZT; fenol; substancje powierzchniowo czynne; substancje z wyciągu chloroformowego; węglowodory aromatyczne; krzemionka; poziom radioaktywności

Parametry wody do picia.

Nazwa substancji	Najwyższe dopuszczalne stężenie [mg/l]
Amoniak	0,5
Azotany (NO3)	50
Azotyny (NO2)	0,1
Chlor wolny	0,3
Chlorki	250
Mangan	0,05
Odczyn (pH)	4-9
Siarczany	250
Twardość jako CaCO3	60- 500

---