Zakres analiz wody i ścieków Badania wody są wykonywane w celu określania jej przydatności do celów konsumpcyjnych, potrzeb gospodarczych czy przemysłowych. Wodę bada się również w celu stwierdzenia obecności w niej substancji szkodliwych jak i pożądanych. Kontrola jakości wód powierzchniowych i podziemnych na także na celu wykrycie źródeł zanieczyszczenia. Wyniki badań pozwalają no oszacowanie skali i skutków szeregu zjawisk zachodzących w środowisku wodnym. Do najważniejszych kierunków badań wody zalicza się . a) określenie przydatności wody do zmierzonego użytkowania oraz w przypadkach koniecznych ustalenie sposobu jej uzdatniania lub kontroli b) badanie wpływu odprowadzania ścieków łącznie z zrzutami awaryjnymi na wodę odbiornika (odnosi się do ścieków komunalnych lub przemysłowych np. jezioro, ścieki oczyszczone) ocena wpływu zanieczyszczeń obszarowych na jakość wód opadowych powierzchniowych i podziemnych d) ocena wpływu zanieczyszczenia atmosfery na jakość wód opadowych powierzchniowych i podziemnych e) ocena oddziaływań spływów powierzchniowych na jakość wody. f) badanie procesów samooczyszczenia wód powierzchniowych g) ocena wpływu akumulowania i uwalniania substancji przez osoby denne na biocenozę środowiska wodnego lub osadu dennego h) badanie wpływu na naturalne cechy jakościowe wody procesu ujmowania i pobierania wody .Zaliczamy ty procesy związane z regulacja rzek oraz przemieszczanie się wody z rzeki do rzeki. i) Badania oddziaływania dopływu wód słodkich i słonych na warunki panujące w ujściach rzeki. Badania . Badania jakości wody umożliwiają ocenę działania urządzeń prawidłowości przebiegu procesów wykorzystywanych do jej uzdatniania a również podstawa do oceny wody w systemach dystrybucyjnych. Z kolei badania jakości ścieków prowadzone SA w celu kontroli pracy oczyszczalni lub jej poszczególnych elementów sporządzania dokumentacji jakości ścieków doprowadzanych do kanalizacji lub innych odbiorników. Ważna role spełnia analiza ścieków przy ustaleniu ich wartości nawozowych własności toksycznych niezbędnych do określenia ich przydatności do celów rolniczych.
Zakres badań ścieków komunalnych można podzielić na: badania skrócone ,badania uproszczone ,badania pełne BADANIE SKRÓCONE - wykonywane w celu bieżącej kontroli właściwości fizyko-chemicznych ścieków przy kontroli efektywności oczyszczania i ochrony wód odbiorników. Badanie obejmuje następujące oznaczenia: temperaturę, mętność, barwę, zapach, zawiesiny łatwo opadające, pH, zagniwalność, chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT Cr) i pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu BZT5. BADANIE UPROSZCZONE- poszerzają analizę skróconą ścieków o oznaczenia: amoniaku, azotynów, azotanów, chlorków, siarczanów, suchej pozostałości, pozostałości po prażeniu, straty przy prażeniu, tlenu rozpuszczonego. Ten zakres badań realizuje się dla przygotowania orientacyjnej charakterystyki np. do kontrolowania ich oczyszczania czy też określania ich wpływu na jakość wody w odbiorniku BADANIE PEŁNE-obejmują największą liczbę analizowanych parametrów. W zakres tych badan wchodzą analiz objęte badaniem uproszczonym oraz oznaczenia: azotu ogólnego i albuminowego, OWO, substancji rozpuszczonych, mineralnych i organicznych, zawiesiny ogólnej, fenoli, detergentów, metali ciężkich, węglowodorów i innych substancji specyficznego pochodzenia przemysłowego
ZAKRES BADANIA WODY Zakres badania wody określony jest w zależności od jej przeznaczenia. Ze względu na duża rozmaitość zanieczyszczeń występujących w wodach tylko w wyjątkowych przypadkach przeprowadza się pełną analizę wody. Zasady analizuje się wódę pod katem jej przydatności do określonych celów. Oznacza się takie składniki które w danym przypadku mogą być nie porzadane lub szkodliwe. W ramach monitoringu jakości wód realizowane są badania polegające na określeniu parametrów fizyko-chemicznych w celu określenia podstawowego składu chemicznego wody. Badania jakości wód powierzchniowych przeprowadza się w kilku grupach wskaźnikowych –do I grupy wskaźników należą parametry t. barwa, temp, odczyn , mętność , zawiesina , zapach , twardość, przewodność elektryczna. W II grupie wskaźników znajdują się parametry związane z gospodarka tlenkowa czyli stężenie tlenu rozpuszczonego w wodzie wartość B2T5 i CH2T. III grupa wskaźników dotyczy parametrów zawartości azotu organicznego , amoniaku, azotanów fosforanów , detergentów , metali ciężkich , chlorków, siarczanów . Osobną grupę stanowią parametry sanitarno - epidemiologiczne , w tym obecności mikroorganizmy , chorobotwórczych bakterii oraz saprowości. Porównanie wartości oznaczeń parametrów z wartościami dopuszczalnymi dla poszczególnych klas jakości wody umożliwia klasyfikacje wody zbiorniku. Uwzględnienie wszystkich wskaźników umożliwia klasyfikacje ogólną . Wybrane parametry sa podstawa analizy bądź fizyczno-chemicznych bakteriolog bądź hydrobiologicznej. Klasyfikacje można wykonać na podstawie jednego pomiaru ale zazwyczaj wykonuje się na podst. Cyklu pomiarów w dłuższym okresie czasu najczęściej jednorocznym . w przypadku przekroczenia dopuszczalnej wartości stężenia tylko dla jednego wskaźnika wody zalicza się do niższej klasy czystości, w przypadku wód , w których występują zanieczyszczenia ponadnormatywne , wody uznaje się za poza klasowe. Badania sanitarne skrócone- maja odpowiedzieć na pytanie czy woda nie wykazuje cech wskazujących na jej zanieczyszczenie pod względem fizyko-chemicznym. Te badania są wykonywane dla rutynowej kontroli jakości wody przeznaczonej do picia i na potrzeby gospodarcze. Zakres badań- obejmuje najmniej parametrów: temperaturę, barwę, mętność, zapach, pH, twardość ogólna i niewęglanową, zasadowość , żelazo ogólne, mangan, chlorki, amoniak, azotany, azotyny, utlenialność (ChZT Mn) . W utlenialności stosuję się nadmanganian potasuBadania sanitarne rozszerzone- służą do charakterystyki wody do picia i potrzeb gospodarczych w zakresie pełniejszym w porównaniu z badaniem sanitarnym-skróconym. Ten zakres badań jest wymagany przy charakterystyce wody wykorzystywanej w przemyśle spożywczym oraz przy charakterystyce nowych źródeł wody. Uzupełnieniem w stosunku do badania skróconego są oznaczenia: suchej pozostałości, straty po prażeniu i siarczanów.W specjalnych przypadkach określa się dodatkowo azot albuminowy. Zakres badań obejmuje badanie skrócone plus dodatkowo kilka wskaźników. Badanie sanitarne-pełne – ma na celu uzyskanie pełnej charakterystyki wody ( ze źródeł dokładnie nie zbadanych) w celu stwierdzenia jej przydatności do zasilania sieci wodociągowych. Jak również badanie w pełnym zakresie raz w roku wodociągów eksploatowanych. Badanie w pełnym zakresie jest wystarczające dla potrzeb przemysłowych. Niekiedy wymaga się dodatkowych oznaczeń uwzględniających specyfikę określonej produkcji. Badanie pełne obejmuje badanie rozszerzone oraz oznaczenia: fluoru, siarkowodoru, sodu, potasu, cynku, miedzi, glinu, ołowiu, arsenu, selenu, chromu VI, kadmu, cyjanku, fosforanów, wolnego i agresywnego CO2, tlenu rozpuszczonego, BZT5, azotu albuminowego, indeksu fenolowego, substancji powierzchniowo-czynnych, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), substancji z wyciągu chloroformowego i radioaktywności. Analiza hydrochemiczna pełna- celem jest otrzymanie pełnego obrazu chemicznego wody. Obejmuje parametry fizyczne i chemiczne wody z pierwiastkami śladowymi włącznie. Analiza hydrochemiczna ogólna- niezbędna przy wstępnej ocenie chemizmu wód, zawiera zarówno oznaczenia parametrów fizycznych (temperatura, smak, zapach, barwa, przewodność elektryczna) oraz oznaczenia parametrów chemicznych ( aniony: chlorki, siarczany, wodorowęglany, kationy: wapnia, magnezu, sodu, potasu). Oznacza się też substancje rozpuszczone, twardość wody, pH. Czasami wykonuje się innego rodzaju oznaczenia (CO2, siarkowodoru, żelaza, jodków, bromków itp.) Analiza hydrochemiczna wskaźnikowa- wykonywana w zależności od celu, ale obejmuje jeden lub kilka składników szczególnie charakterystycznych dla danego rodzaju wód (np. wykonuje się oznaczenie chlorku w przypadku ustalenia zasięgu i stopnia zasolenia wód). Analiza techniczna- wykonywana wtedy, gdy celem badań hydrogeologicznych jest określenie zasobów i jakości wody pod kątem ich gospodarczego wykorzystania. Analiza balneologiczna- istotna przy badaniu wód mineralnych w celu ich wykorzystania dla potrzeb leczniczych. W tego typu analizie zwraca się uwagę na parametry, które maja znaczenie w balneoterapii (leczenie wodami), np. temperatura, odczyn, CO2, H2S, radon, chlorki, wodorowęglany, siarczany, jodki czy żelazo.POBIERANIE PRÓB- jest pierwszym ważnym ogniwem w procesie badania jakości wody i ścieków. Poprawność zaprogramowania pobierania jak i samo pobieranie próbki warunkuje otrzymanie prawidłowych wyników pomiarów i analiz odzwierciedlających faktyczny stan czystości wody, rzeczywiste stężenie składników wód jak i zanieczyszczeń w odprowadzanych ściekach. Podstawowy cel: oznaczanie stężenia lub ładunku zanieczyszczeń w strumieniu ścieków na ogół podczas dłuższego czasu (kontrolowanie zgodności z normatywami), jak również dostarczanie danych dotyczących MIEJSCA POBIERANIA PRÓBEK RZEKI I STRUMIENIE-preferowane sa miejsca w których może dojść do znacznej zmiany jakości wody lub rzeka czy strumień są intensywnie użytkowane np.ujscia dopływów główne zrzuty ścieków pobliża ujęć wody oraz miejsca dla których dostępne są dane o przepływie wody. JEZIORA I ZBIORNIKI RETENC. Wody stojące , próbki pobierać z miejsc i głębokości czerpania wody oraz z dopływów. Jeżeli zbiornik ma zasilać lub już zasila wodociąg to w celu kontroli jakości wody próbki pobiera się ze zbiornika w tym miejscu i na takiej głębokości z którego ujmuje się wodę lub woda będzie ujmowana w przyszłości. Jeżeli natomiast celem badania ma być określenie wpływu ścieków lub wpadającego dopływu na jakość wody danego akwenu próbki należy pobierać w trzech miejscach będących pod bezpośrednim wpływem dopływających wód obcych lub ścieków. Jedno z wybranych miejsc powinno znajdować się poza zasięgiem wymienionych dopływów 2 w miejscu o największej głębokości 3 na odpływie z jeziora . należy unikać miejsc gęsto porośniętych roślinnością wodną. WODY PODZIEMNE – Wody analizuje się głównie dla oceny jej jakości w warstwie wodonośnej, przed pobraniem próbki wody np. ze studni należy najpierw odpompować wodę ze studni aby napełniła się świeżą wodą. Próbki z określonych głębokości pobiera się wprowadzając do odwiertu tzw. zgłębniki rurowe na każdą z żądanych głębokości, lub dla każdej głębokości wykonuje się oddzielne odwierty. WODY DO PICIA-w zakładach uzdatniania wody miejsca pobierania próbek lokalizuje się na przewodzie doprowadzającym wody do urządzeń uzdatniających przewodzie odprowadzającym do sieci wodociągowej przewodach doprowadzających i odprowadzających z pojedynczego urządzenia lub zespołu jednakowych urządzeń liczba i lokalizacja miejsc pobierania próbek w celu kontroli jakości wody w sieci wodociągowej powinny być wyznaczone w taki sposób aby próbki reprezentowały warunki panujące w ziemi . próbki pobiera się również z kranów konsumpcyjnych , hydrantów i innych urządzeń wypływowych. SCIEKI PRZEMYSŁOWE- próbki pobiera się w punktach zrzutu ścieków którymi są wyloty rur lub otwartych kanałów łatwiej dostępne miejsca o pobierania próbek mogą być zlokalizowane w obrębie zakładów. ŚCIEKI BYTOWO PRZEMYSŁOWE Próbki pobiera się z prosto z kanałów przed trafieniem do oczyszczalni w przypadku ścieków oczyszczonych próbki pobiera się kanałów odprowadzających ścieki oczyszczone lub podczyszczone do zbiornika wodnego lub kanalizacji miejskiej ponadto próbki pobiera się z przewodów doprowadzających ścieki do pojedynczych urządzeń lub zespołu urządzeń i odprowadzający z nich ścieki. Próbki pobiera się także z przekroju poprzecznego lub pionowego zbiornika przepływowego. ŚCIEKI BURZOWE I SPŁYWY POWIERZCHNIOWE Pobieranie próbek tych zrzutów jest specyficznym problemem wynikającym z ich nieciągłym charakterem i znacznej zmienności jakości w czasie. Dobrym rozwiązaniem jest zainstalowanie przyrządów do automatycznego pobieranie próbek w regularnych podstępach czasu uruchamianych przy określonych wartościach przepływu. CZAS I OKRES POBIERANIA PRÓBEK Próbki wody powinny być pobierane w takim czasie aby reprezentowały jakość i jej zmienność przy możliwie najmniejszym nakładzie pracy analitycznej. Programy kontroli jakości częstości uwzględniającej rozmiar czas trwania i prawdopodobieństwo odchyleń od warunków początkowych. Mniejszej częstości pobierania próbek może wymagać realizacja programu polegającego na oszacowaniu jednego lub więcej parametrów statystycznych charakteryzujących jego stężenie i zmienność w określonym czasie. W przypadku utrzymania się nietypowych warunków np. warunki powodziowe w rzece może powstać konieczność częstszego po pobierania wody. Czas pobierania próbek nie ma znaczenia statystycznego, ale może mieć być ważny dla celów związanych z kontrolą jakości. Jeżeli występują odchylenia cykliczne czas pobierania jest ważny zarówno punktu widzenia objęcia całego cyklu jak i wykrycie minimalnych max stężeń badanego parametru. Podczas trwania tendencji danej próbki powinny być pobierane w przybliżeniu w jednakowych odstępach czasu. RODZAJE PRÓBEK Z wód stojących i płynących- pobiera się próbki jednorazowe lub sporządza próbki złożone okresowe i ciągłe pobieranie próbek – dotyczy wód płynących. Natomiast pobieranie serii próbek w większym stopniu odnosi się do wód stojących. Próbki jednorazowe – są próbkami nieciągłymi pobierane ręcznie z powierzchniowej warstwy wody z określonej głębokości oraz warstwy przydennej. Próbka jednorazowa reprezentuje jakość wody w danym miejscu i czasie. Najczęściej pobiera tego typu próbki pobiera się, gdy celem badania czy jakość wody odpowiada dopuszczalnym wartością i parametry nie odnoszą się do wartości średnich. Próbki jednorazowe są przydatne w celu określenia składu ścieków w określonym czasie, gdy celem jest określenie zgodności z normami, lecz bez związku ze średnią jakością ścieku. Próbki okresowe: Próbki okresowe nieciągłe – pobierane są w ustalonych przedziałach czasu, zależne od czasu najczęściej pobierane przez uwzględnienie z mechanizmem czasu pobierane są w określonych przedziałach przepływu, gdy jakość i natężenia przepływu są wzajemnie powiązane. Niezależnie od czasu próbkę pobiera się z każdej jednostkowej objętości przepływu cieczy. Próbki okresowe ciągłe – pobierane przy ustalonych natężeń przepływu okresie pobierania. Przy zmiennych natężeniach przepływu zawiera wszystkie składniki w czasie pobierania, próbki są proporcjonalne do przepływu i reprezentują całą objętość badanej wody. Próbki seryjne mogą pobierane w profilu pionowym w określonym miejscu w różnych głębokościach i w profilu poziomym z ustalonej w różnych miejscach. Próbki złożone można przygotować ręcznie lub automat. nie zależnie można je sporządzać przez zmieszanie próbek pobieranych w sposób ciągły są one użyteczne gdy ocena zgodności z postawionymi wymaganiami odnoszone jest do jakości średniej. Wyróżnia się próbki proporcjonalne do czasu i składają się z próbek jednorazowych o tych samych obj. pobranych w stałych przedziałach podczas okresu pobierania próbek. Próbki proporcjonalnie złożone- do przepływu składają się one z próbek jednorazowych zebranych i wymieszanych w taki sposób, aby objętość próbki była proporcjonalna do przepływu np. ścieku albo objętości podczas pobierania próbki. Można je pobierać w stałych przedziałach czasowych, ale w zmiennych obj. , które są proporcjonalne do przepływu w okresie pobierania próbek jednorazowych o równej objętości w czasie gdy określona objętość np. ścieków przepływa przez miejsce pobierania próbek. Przygotowanie próbki złożonej wymaga, aby obj. każdej próbki jednorazowej była większa niż 50ml, chociaż często w celu lepszej reprezentatywności pobiera się próbki o obj. 200-300ml. TRWAŁOŚĆ PRÓBEK Głównie wody powierzchniowe a przede wszystkim ścieki mogą w różnym stopniu zmieniać swoje właściwości na skutek procesów fiz., chem. i biol. zachodzących od momentu pobrania próbki do wyk. analizy. Do podstawowych przyczyn zmienności próbek należą aktywność biologiczna wpływająca na zawartość tlenu, dwutlenku węgla, zw.azotu i fosforu. Utlenianie niektórych zw. org. i nieorg. np. żelaza +2 z tlenem zawartym w próbce lub tlenem z powierza atmosferycznego. Następny wynik strącanie niektórych składników w tym węglanu wapnia, wodorotlenków żelaza, 3manganianu glinu czy zw. fosforu. Wymiana tlenu dwutlenku węgla z powietrzem. Koagulacja zawiesiny, trwała absorpcja metali obecnych w próbce w postaci rozpuszczonej lub koloidowej oraz niektórych związków org. na pow. ścianek naczyń lub zawiesiny występujących próbek. PRZECHOWYWANIE I UTRWALANIE PRÓBEK Próbki wody ścieków należy przechowywać w temp. niższej niż temp. jaką miały w czasie pobrania. W większości przypadków wystarcza schłodzenie do temp. od 2 do 5st.C st w okresie transportu i stosunkowo krótkiego czasu poprzedzającego analizę. Niektóre skład. można stabilizować przez dodanie zw. chem. Do próbki po jej pobraniu. Najczęściej próbkę zakwasza się alkalizuje lub też zadaje biocydami lub specyficznymi subst. wiążącymi wybrane składniki. POJEMNIKI NA PRÓBKI Naczynie do przechowywania próbki musi chronić ją przed stratami składników w wyniku adsorpcji lub utleniania się a także przed zanieczyszczeniem subst. obcymi. Najcześciej stosuje się pojemniki z polietylenu, polipropylenu, poliwęglanu i szkła. Pojemniki szklane stosuje się próbek przeznaczonych do oznaczania składników organicznych, do badań mikroorganizmów, pojemniki szklane należy sterylizować. IDENTYFIKACJA POJEMNIKÓW Pojemniki muszą oznaczone z próbkami w sposób wyraźny i trwały umożliw. ich identyfikację do próbki dołącza się etykiety z oznaczeniami wykonanymi na miejscu np. ph próbki, tlen rozpuszczony i przewodność. Więcej inf. umieszcza się w protokole. Przykładowy protokół z pobrania wody płynącej powinien zawierać opis lokalizacji, opis przekroju pobierania, datę, godzinę, nazwisko pobierającego, warunki meteo.,wygląd, stan i temp. wody warunki przepływu, rodzaj przyrządu do pobierania zastosowany sposób utrwalania i wymagania dotyczące przechowywania próbki. PRZYRZĄDY DO POBIERANIA PRÓBEK Ręczne np. wiaderko, czerpak, butelka, naczynia umieszczone na uchwytach o obj. nie mniejszej niż 100ml. Pobieranie z określonej odległości lub głębokości stosuje się batometry otwierane z odległości. Czyste naczynie płucze się tym, co się pobiera. Stosuje się także sprzęt do automat. pobierania próbek np. urządzenia czasowe proporcjonalne i przepływowe które dzielimy: na stałe – wbudowane w zamkniętych kanałach przepływowych i na przenośne stosowane do badań terenowych. METODY ANALIZY WÓD I ŚCIEKOW SPEKTROFOTOMETRIA Absorpcja promieniowania elektromagnetycznego z obszaru światła widzialnego i nadfioletu związana jest ze zmianą stanu elektronowego badanej subst. , widmo powstałe w wyniku absorpcji przez materię z tego obszaru nazwano elektronami widmami absorpcyjnymi. Dział metod optycznych wykorzystujących absorpcję promieniowania elektromagnt.w nadfiolecie i w zakresie widzialnym nosi nazw spektrofotometrii UV-Vis- jest to metoda analityczna powszechnie stosowana w analizie jakości i ilościowej zw. org. i nieorg. Dla widm optycznych sformułowano ogólne prawa absorpcji promieniowania wiążące zależność wielkości absorpcji z ilością subst. absorbującej. Absorpcja- jest proporcjonalna bo grubości warstwy absorpcyjnej o ile wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi przez jednorodny ośrodek absorbujący w przypadku gdy współczynnik absorpcji rozpuszczal. jest równy 0 to wiązka prom. monochromatycznego przy przechodzeniu przez jednorodny roztwór subst. absorbującej o stężeniu c ulega osłabieniu absorpcja roztworu wieloskładnikowego równa się sumie absorpcji poszczególnych składników. ABSORPCJA- zdolność pochłaniania, zleży od stężenia roztworu i jest funkcją stężenia A=f(c) , uzależniona jest również od dł. fali światła padającego. Dział metod analitycznych oparty na absorpcji promieniowania elektromagnetycznego z zakresu nadfioletu i światła widzialnego przyjęto nazywać spektrofotometria a stosowane przyrządy absorpcjometrami. poszczególne urządzenia można podzielić na 3 grupy:; absorpcjometry – kolorymetry; absorpcjometry – fotokolorymetry; spektrofotometry, poszczególne grupy przyrządów różnią się szczegółami budowy – wszystkie posiadają podstawowe elementy: ; źródło promieniowania ; regulacja natężenia prom.; regulacja dł.światła padającego ; promieniowanie dla subst. badanej; detektor- w przypadku prostych urządzeń jest to nasze oko. Spektrofotometria w podczerwieni – prawie wszystkie subst. chem. wykazują reaktywną absorpcje. Widma absorpcji w podczerwieni przyjęto wykreślać w nieco innym układzie niż w zakresie światła widzialnego i UV Bis zmienną niezależną jest najczęściej liczba falowa określona symbolem γ [cm-1] ,a zmienną zależną jest wartość transmitancji T wyrażona w %. Liczba falowa wyrażona w cm-1 jest odwrotnością długości fali wyrażoną w cm. promieniowanie podczerwone absorbowane przez cząsteczki powoduje nie tylko wzbudzenie elektronowe, ale także zmiany energii oscylacyjnej i rotacyjnej. Widma występujące w tym zakresie to widma oscylacyjno- rotacyjne i stanowią główny przedmiot zainteresownia spektrofotometrii w podczerwieni. Spektrofotometry w podczerwieni takie same elem. budowy co UV Bis:źródło promieniowania ; komora do próbek; monochrometr; detektor; rejestrator. Źródłem promieniowania podczerwonego jest włókno Nestera podgrzanej do temp. 1000 st.C. Widmo podczerwone IR danego zw. składa się z zespołów, faz charakter. tylko dla tego zw. w ten sposób identyfikuje się grupy strukturalne wyst. w zw. , kompletne widmo pozwala w związku daje możliwość stwierdzenia identyczności badanej próbki ze wzorca. Dwie subst. są identyczne gdy ich widmo w podczerwieni otrzymane w identycznych warunkach są jednakowe. zastosowanie do badań chem., biochem. NEFELOMETRIA- to metoda analityczna oparta na poziomie natężenia światła rozproszonego lub odbitego przez cząstki koloidalne czyli zawiesiny i emulsje w kierunku prostopadłym do kierunku padania światła. Badanie natężenia światła rozproszonego wykorzystuje się do ozn. ilościowych a także do określenia stopnia koloidów. Natężenie światła rozproszonego zależy od wielkości cząstek subst. rozproszonych. TURBIDYMETRIA- bada zależność między natężeniem światła padającego, a natężeniem świtała przechodzącego przez roztwór mętny. wystepuje tu pojęcie absorpcji pozornej zwaną wartością zmętnienia. Zastosowanie: oznaczanie mętności, oznaczanie biochem. (badanie cholesterolu, insuliny). SPEKTROSKOPIA ABSORPCJI ATOMOWEJ – wykorzystuje się zjawisko apsorpcji przez metale przeprowadzone w stan atomowy charakterystycznych dla niego lini rezonansowych emitowanych przez źródło promieniowania. Budowa przyrządu:źródło promieniowania liniowego; emitującą wiązkę linie rezonansową oznaczanego metalu; atomizer przeprowadza pierwiastek w stan atomowy ; monochrometr; detektor i rejestrator Metoda spektrofotometrii absorpcji atomowej charakter. się dużą czułością i powtarzalnością oznaczeń. Jest ona stosowana do oznaczeń ilościowych zawartości wszystkich metali. Metody chromatograficzne-pojęcie chromatografii obejmuje metody rozdziału mieszanin jednorodnych danej substancji, w oparciu o podział składników mieszaniny między faza nieruchomą a ruchomą układu chromatograficznego. Chromatografię dzielimy: - adsorpcyjna-cieczowa lub gazowa -podziałową-wykorzystuje proces ekstrakcji -jonowymienna-cieczowa -osadowa-wykorzystuje się zjawisko wypędzania osadów -sitowa chromatografia- wykorzystuje się sita Chromatografia gazowa- jest metoda szybką i skuteczną rozdzielania mieszanin związków lotnych, substancje rozdzielane są za pomocą gazu. Metoda ta ma zastosowanie do oznaczania i identyfikacji małych ilości mieszanin gazowych. Efekt rozdziału chromatograficznego wykreślany jest za pomocą tzw. Chromatografu, inaczej nazwany krzywa wymywania. Budowa chromatografu gazowego:- zbiornik gazu nośnego, - układu regulującego przepływ gazu nośnego, -układ dozowania próbki, -termostatu, - detektora, -rejestratora. Metoda ta jest wykorzystywana w laboratoriach przemysłowych związanych z kontrolą czystości środowiska. CHPLC- wysokociśnieniowa chromatografia cieczowa, jest to metoda o dużej rozdzielności i służy do rozdzielania związków lotnych, stanowi doskonałe uzupełnienie chromatografii gazowej. Podstawą rozdziału jest tutaj że poszczególne składniki próbki w niejednakowym stopniu ulegają podziałowi między dwie niemieszające się fazy: fazę ruchomą i stacjonarną. Rozdzielenie jest skutkiem różnych szybkości migracji spowodowanych różnymi wartościami współczynników podziału. Chromatografie cieczowe są drogie i skomplikowane, fazą ruchomą jest ciecz, która należy wprowadzać w sposób równomierny na kolumnę. Budowa chromatografu cieczowego:- zbiornik cieczy, - pompa do przetłaczania fazy ruchomej, -urządzenie do wprowadzania próbki, - kolumna-detektor, -rejestrator. Wysokociśnieniową chromatografię cieczową stosuje się do próbek których nie da się rozdzielić metoda chromatografii gazowej, lub gdy metoda gazowa nastarcza trudności. Do najczęściej analizowanych substancji należą związki biologicznie czynne, białka, aminokwasy,, witaminy, sterydy,, środki farmaceutyczne, pestycydy ,środki chwastobójcze. Metody elektrochemiczne- obejmują szereg metod wykorzystujących elektrochemiczne właściwości roztworu. Wykorzystuje się tu reakcje przenoszenia elektronów zachodzącą na granicy faz między roztworem a stałym lub ciekłym przewodnikiem lub półprzewodnikiem, Do najczęściej stosowanych metod elektrochemicznych zalicza się potencjometrię bezpośrednią i miareczkowanie potencjometryczne polegające na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa. Określa się związek pomiędzy ładunkiem elektrycznym przepływającym przez roztwór a ilością wydzielanej się substancji na elektrodzie- urz. te nazywają się elektrolizery. PARAMETRY FIZYCZNO CHEMICZNE Barwa –to właściwość optyczna zmieniająca skład spektralny przewodzącego światła. Rozróznia się barwę rzeczywista i pozorną Barwa rzeczywista odpowiada barwie wywołanej przez substancje rozproszone i oznacza się ją po przesączeniu próbki przez filtr membranowy 0,45 μm. Barwa pozorna – wody, jest spowodowana obecnością nie tylko substancji rozpuszczonych, ale również substancji zawieszonych i oznacza się ja bez sączenia lub bez wirowania. Barwę wywołuje wiele czynników i są to głównie substancje humusowe, plankton, roślinność, związki żelaza, cząstki ilaste, jak również substancje wprowadzone do wód ze ściekami. Chemicznie czysta woda jest bezbarwna, a obserwacja kilkumetrowej warstwy wody pozwala obejrzeć odcień niebieski. Wody naturalne mają zabarwienie żółto zielone. Wody z terenów leśnych przepływające przez torfowiska mają odcień brunatny, ciemny. Wody zanieczyszczone ściekami przemysłowymi mogą odbiegać barwą, np. mogą być żółto zielone i ten rodzaj barwy określamy jako barwa specyficzna. Barwę oznacza się w mg Pt (platyny) na dm3. Wody naturalne maja barwę w zakresie 5-25 mg Pt/dm3. METODY OKREŚLANI BARWY: Porównawcza – według skali platynowo kobaltowej lub chromianowo kobaltowej Opisowa- stosuje się w przypadku barwy specyficznej i polega na wizualnym i opisowym scharakteryzowaniu danej barwy próbki i określeniu tzw liczby progowej barwy. Obserwuje się słup badanej wody w cylindrze nesslera nad białym tłem, natomiast liczbę progową Lp ustala się przez rozcieńczanie próbki aż barwa będzie jeszcze zauważalna. Spektrofotometryczna – polega na pomiarze przepuszczalności światła przesączonej próbki przy określonych długościach fali. Wynik wyraża się przez podanie barwy nasycenia i jaskrawości. Metoda ta wymaga kalibracji. Innym rozwiązaniem jest pomiar absorbancji przy długości fali odpowiadającej maxymalnej absorbancji. Dla wód przyjmuje się długość fali odpowiadającej maxymalnej absorbancji = 436 mm. MĘTNOŚĆ – jest cechą wody lub ścieków wyrażająca optyczne właściwości zawiesin o różnym stopniu dyspersji, polegającym na rozpraszaniu światła. Wody naturalne zwykle są mętne na skutek obecności drobnej zawiesiny lub koloidów pochodzenia mineralnego lub organicznego. Zawiesinę stanowią cząstki gliny, piasku, które zmywane są z powierzchni dna oraz brzegu. Zawierają stracone cząstki żelaza, wapnia, manganu, cząstki pochodzenia roślinnego. Oznaczenie mętności jest wymagane przy ocenie wartości i jakości użytkowej wody. Wody mętne nie nadają się do picia i potrzeb gospodarczych. W przypadku ścieków mętność określa się w celu kontoli efektu ich oczyszczania i określenia wpływu ścieków na wody odbiornika. Mętnośc okresla się poprzez porównanie ze wzorami mętności zawierającymi zawiesiny krzemionki. Za jednostkę mętności przyjmuje się mętność zawiesiny otrzymanej przez zdyspergowanie 1 miligrama krzemionki w 1 dm3 wody destylowanej. Mętność wody i ścieków oznacza się metodami wizualnymi równając ze wzorcami, metodą turbidymetryczną, metoda nafelometryczna. W oznaczaniu mętności przeszkadza barwa powyżej 30 mg platyny/dm3 . PRZEWODNOŚĆ ELEKTRYCZNA- roztworu wodnego to zdolność tego roztworu do przewodzenia prądu elektrycznego. Przewodność właściwa jest przewodnością słupa cieczy o grubości 1 cm i przekroju 1 cm2 . jednostką przewodności właściwej jest s/cm . przewodność właściwą wody wyznacza się w mikrosimensach. Czysta woda jest złym przewodnikiem a ścieki dobrym. W wodach naturalnych jony pochodzą prawie wyłącznie z dysocjacji związków nieorganicznych. Pomiar przewodności właściwej może być wykorzystywany do określenia przybliżonej wartości subst. Rozpuszczonej, w tym celu należy pomnożyć obliczoną wartość przewodności właściwej wyrażonej w mikrosimensach/cm , przez wyznaczony doświadczalnie współczynnik który wacha się od 0,55 do 0,9 mg/cm. Konduktometry SA to urządzenia do pomiaru przewodności elektrycznej. ZAPACH – jest powodowany w ściekach obecnością lotnych substancji, niekiedy w bardzo wysokich stężeniach. Czysta woda jest pozbawiona zapachu. Zapach wody do picia może zależeć od technologii uzdatniania, np. chlorowanie-zapach chloru, Rodzaje zapachu: –roślinny R (ziemi, trawy, kwiatów, ogórków, rybny) -gnilny G (stęchły, pleśny, fekalny) -specyficzny S (zapach fenolu, smoły, nafty, benzyny , siarkowodoru i innych) Intensywność zapachu określa się według 5 stopniowej skali: 0-brak zapachu, 1-bardzo słaby, 2-słaby, 3-wyraźny, 4-silny, 5-bardzo silny Oznaczanie: Zapach można określić jakościowo i ilościowo JAKOŚCIOWE- polega na organoleptycznym określeniu rodzaju zapachu oraz zakwalifikowaniu go do jednej z 3 grup. Określa się po kilkukrotnym wstrząśnięciu próbki zamkniętej w kolbie stożkowej, prowadzi się je na zimno 20 ºC oraz na gorąco 60 ºC dla wód i 40 ºC dla ścieków. ILOŚCIOWE-polega na oznaczeniu wymywalności zapachu i zakwalifikowaniu go według 5 stopniowej skali, oraz wyznaczeniu tzw liczby progowej zapachu. Smak – oznaczenie zapachu wykonujemy dla wód dla celów konsumpcyjnych konsumpcyjnych spożywczych. Jeżeli woda ma zastrzeżenia pod względem składu toksykologicznego toksykologicznego i bakteriologicznego nie należy dokonywać oznaczenia smaku. Rozróżnia się smak gorzki, kwaśny, słony i słodki. Inne wrażenia smakowe uważa się za posmak wody i można wyróżnić szereg posmaków: mdły, rybny, alkaliczny, żelazisty, chlorowy, chlorofenolowy. Smak i posmak powodują substancje rozpuszczone zarówno mineralne jak i organiczne jak i gazy. Po przekroczeniu substancji progowych substancje wyczuwalne są organoleptycznie.Oznaczenie ilościowe polega na odpowiednim zakwalifikowaniu do 5 stopniowej skali takiej jak przy zapachu i wyznaczeniu liczby progowej smaku i zapachu.TEMPERATURA- znajomość temp wody jest potrzebna do obliczeń pH, CO2,Temperatura a szczególnie podwyższona temperatura wód jest traktowana jako zanieczyszczenie wód. Temp wód powierzchniowych przyjmuje wartości od 0 do 30kilku , podwyższona temp pogarsza jakość wody i wpływa szkodliwie na biocenozę środowiska, temp jest zmienna, Wody podziemne charakteryzują się stałą temperaturą która wynosi w granicach 8-12 ºC na głębokości około 35 m. Zmienna temp wód podziemnych w zależności od pór roku może świadczyć o kontakcie jej z wodami powierzchniowymi. Optymalna temp wody do picia to 8-12 ºC, wód powyżej 15 ºC ma mdły smak ze względu na obniżoną rozpuszczalność gazów. Pomiar bezpośrednio w zbiorniku lub w próbce natychmiast po jej pobraniu. Wymaga się termometrów podziałce min od -5 do +50 ºC, i podziałce nie większej niż 0,2 ºC, termometry musza się wykazywać szybkim czasem ustalania temperatury. Jednocześnie z pomiarem temperatury wody, mierzy się temperaturę powietrza na wysokości 1 m nad ziemią. Często wynik podaje się jako ułamek gdzie licznik oznacza temp powietrza, a mianownik temp wody. Tlen w wodzie – Wszystkie procesy zachodzące w obecności tlenu nazywają się procesami aerobowymi. Prowadzą do zanieczyszczeń wody. W braku tlenu powstają w wodzie warunki beztlenowe. Powstają substancje o nieprzyjemnym zapachu, gnilne. Tlen rozpuszczony zużywalny jest w sposób ciągły, w procesach biochemicznych rozkładu substancji. Stąd w przypadku zużywanego dopływu zanieczyszczeń organicznych, łatwo dojść do nadmiernego nadużycia tlenu. Również jest uzupełniany tlen z atmosfery. Im deficyt tlenu rozpuszczonego jest większy, tym szybkość przenikania jest uzależniona od warunków. Od stosunków powierzchni zbiornika do całej masy, a także do turbulencji powierzchniowych warstw. Zjawisko niedotlenienia może wystąpić przy pokrywie lodowej lub dejów. Źródłem tlenu w wodzie poza natlenianiem z atm., może być proces fotosyntezy w zbiorniku. Zawartość tlenu w wodzie jest wynikiem równowagi między zużywaniem a dostarczaniem. Stężenie tlenu w rzekach jest równomierne na całym przekroju. Natomiast wody stojące możemy obserwować zmiany stężenia w zależności od zbiornika, zależy od stratyfikacji jezior, stężenie tlenu w powierzchniowych wodach zwykle mniejsze jest latem, większe zimą. W większości wypadków zawartość tlenu w wodzie powierzchniowej mieści się powyżej 100% nasycenia. Do oznaczenia tlenu rozpuszczonego w wodach i ściekach stosowane są metody : Winklera – (jej modyfikacje: azydkowi, nadmanganianowa, podflorynowa, koagulacji, solami glinu, siarczanem miedziowym) Metoda Winklera jest rodzajem odwróconym miareczkowaniem jodometrycznym siarczanu manganianu (II) zasadowego jodku potasu – powstaje biały osad wodorotlenku manganu (II), który utlenia się pod wpływem tlenu – barwa brunatna. Osad rozpuszcza się w kwasie siarkowym i redukuje do jonów manganu (II). Temu procesowi towarzyszy wydzielanie jodu w równowadze do tlenu, w próbce jod oznacza się metodą miareczkową – roztworem tiosiarczanu wobec skrobi jako wskaźnika Metoda elektrochemiczna – Jest użyteczną metodą pozwalającą na pomiar stężenia tlenu bezpośrednio w zbiorniku wody i ścieków. Metoda odpowiednia dla silnie zanieczyszczonych wód, barwnych i toksycznych ścieków, zwłaszcza do oznaczenia tlenu w próbkach . Istotą metody jest sonda tworząca z elektrod i ogniwa galwanicznego. Dyfunduje przez półprzepuszczalną membranę do roztworu elektrolitu podstawowego układu sondy a następnie do katody, gdzie ulega redukcji. Mierzony prąd jest proporcjonalny do stężenia tlenu rozpuszczonego. Układ pomiarowy wymaga kalibracji, to szybki i łatwy pomiar. Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu BzT – jest wskaźnikiem określającym ilość tlenu wyrażonych np. mg/dm3 potrzebne do utleniania związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych obecnych w wodach, ściekach na drodze biochemicznej w warunkach aerobowych w temp. 20 stopni C .Stwierdzono, że zużycie tlenu na mineralizacje materii organicznej nie jest równomierna początkowo proces ten przebiega intensywnie a następnie ulega zwolnieniu utlenienie związków organicznych zachodzi w dwóch fazach. W pierwszej fazie która rozpoczyna się w warunkach doprowadzenia zanieczyszczeń, i kończy się po 20 dniach w temp.20 stopni następuje rozkład węglowodorów i tłuszczów. Druga faza to rozkład związków zawierających azot, rozpoczyna się po około 6 do 10 dniach i który kończy się po długim czasie. Procesy biochemiczne najintensywniej przebiegają przez pierwsze pięć dni. Dlatego też BzT5 jako pięciodobowe zapotrzebowanie na tlen jest przyjmowane za wskaźnik zanieczyszczeń wody i ścieków substancjami organicznymi – łatwo rozkładającymi się. Metody oznaczania BzT5 : bezpośredniej; rozcieńczeń; manometryczna; objętościowa; elektrolityczna; DIRECT INPUT; B-M Metoda Bezpośrednia – stosowana do oznaczania dla wód czystych słabo zanieczyszczanych. Charakteryzuje się utlenialnością mniejszą poniżej 6 mg/dm3 . Polega na oznaczeniu stężenia tlenu rozpuszczonego w próbkach na początku i na końcu pięciodobowego czasu inkubacji i następnie obliczeniu masy tlenu zużytego na1cm3 badanej wody. Stosuje się butelki szklane o pojemności 250 – 300 które zamykane są doszlifowanymi korkami. Butelka pod korkiem nie może być pęcherzyków. Inkubacje prowadzi się bez dostępu świtała. Stężenie określa się za pomocą sondy tlenowej lub Winklera metodą. Metoda rozcieńczeń – stosuje się dla znaczenia BzT5 w wodach zanieczyszczonych i w ściekach i w zależności od zanieczyszczenia organizmów obecnych w próbce rozcieńczeń ją wodę natleniono z dodatkiem buforu, stopień rozcieńczenia ustala się szacunkowo na podstawie sporządzonej wartości BzT5, a też określa się ChzT. BzT5 (znak przybliżenia) 0,175 ChzT Zużycie tlenu powinno mieścić się w zależności od 30 – 70 % początkowej wartości pH obojętnie nie mogą występować substancje toksyczne. Metoda manometryczna – wykorzystująca zmiany ciśnienia w warstwie powietrza o stałej objętości nad badaną próbką, spowodowane pochłanianiem tlenu. Metoda objętościowa – polega na pomiarze objętości dostarczonego w celu zapewnienia stałego ciśnienia warstwy gazowej pomimo zużywania obecnego w próbce tlenu w procesach biochemicznych. Metody elektrolityczne – umożliwiają one kontrolę ilości tlenu otrzymywanego przez elektrolizę w celu utrzymania na stałym poziomie jego ciśnienia cząstkowego w postaci gazowej naczynia reakcyjnego Metoda DIRECT INPUNT – aparat zasilany czystym tlenem z butli w celu zachowania stałego ciśnienia cząstkowego tlenu.We wszystkich urządzeniach ważne jest, aby próbka była mieszana a dwutlenek węgla był pochłaniany mogą one współpracować z komputerem. Zakres pomiarowy wynosi od 0,05 do 1 miligrama tlenu.Metoda B-M - jest to pomiar BzT5, polega na pomiarze zużycia tlenu w roztworze do którego dopływ ścieków rozcieńczony w wodę bogatą w tlen wartość BzT5 jest obliczana na podstawie objętości ścieków do objętości wody rozcieńczającej. Zakres pomiarowy wynosi od 5 do 5000 mg/dm3 i urządzenia tego typu stosowane są do ciągłej kontroli oczyszczania ścieków. Oznaczenia szacunkowe. ChzT - jest pojęciem umownym określającym ilość tlenu z utlenieniem chemicznym – umownych warunkach na utlenienie związków organicznych i niektórych nie organicznych np. żelazo dwuwartościowe, azotyny siarczki, itp. Obecnych w wodzie i ściekach. W procesie ChzT utleniają się substancje chemiczne. ChzT wyraża się w mg/dm3 .
.