HYDROSFERA
Hydrosfera - jest wodną powłoką Ziemi przenikającą atmosferę i skorupę ziemską. Obejmuje wody występujące w przyrodzie w postaci gazowej, ciekłej i stałej.
Hydrosferę stanowią: oceany, morza, jeziora, rzeki, bagna, pokrywa śnieżna, lodowce, wody podziemne oraz para wodna występująca w atmosferze i skorupie ziemskiej.
Hydrosfera pokrywa 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 2,5% powierzchni w postaci lodowców.
Cechuje ją stałość zapasów wodnych , ale gromadzi ona głównie wody słone.
Wody słodkie stanowią jedynie 2,5% objętości hydrosfery; najwięcej wód słodkich magazynują lodowce i wody podziemne .
Hydrosfera jest tą sferą biosfery, w której powstało życie.
Ochrona wody jest konieczna, ponieważ hydrosfera stanowi:
Środowisko życia,
Niezbędny czynnik rozwoju roślin i zwierząt,
Element krajobrazu – rekreacja,
Nośnik ciepła,
Niezastąpiony surowiec,
Droga transportu,
Źródło energii,
Środek do utrzymania higieny.
Jakie warunki powinna spełniać woda do picia?
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002r. (Dz.U.Nr 72, poz. 747oraz z 2002r. Nr 113, poz.984)
Bezbarwna, klarowna, bez zapachu i o orzeźwiającym smaku,
Bez zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia,
Łatwo dostępna i w dostatecznej ilości,
Chroniona i zabezpieczona przed możliwością zanieczyszczenia.
Państwowa Inspekcja Sanitarna - nadzór zapobiegawczy i bieżący
Podział wód
1. Wody opadowe
2. Wody powierzchniowe
3. Wody podziemne : wody zaskórne ( gruntowe ),
wody podziemne płytkie,
wody podziemne głębokie.
Właściwości fizyczne wody
1. Temperatura - 7-12 OC,
2. Mętność - 5 mg/dm3 ziemi okrzemkowej,
3. Przeźroczystość,
4. Barwa - pozorna i rzeczywista,
5. Zapach – R, S, G; skala określająca intensywność zapachu od 0 do 5,
6. Smak.
Właściwości chemiczne wody
Wskaźniki zanieczyszczenia wody:
- amoniak, azotyny – woda do picia nie powinna zawierać nawet śladowych ilości,
- azotany – 50 mg/l,
- chlorki - 250 mg/l,
- żelazo, wapń, pestycydy, metale ciężkie Pb - 0,05 mg/dm3 ,
Hg – 0,001 mg/dm3 , Cd – 0,005 mg/dm3 ,
Twardość wody - przemijająca + stała = ogólna,
Mikroelementy - jod,
- fluor – optymalny poziom ~ 1mg/dm3 ,
Gazy rozpuszczone w wodzie – tlen i dwutlenek węgla,
Utlenialność –3 mg tlemu/dm3 ,
Biochemiczne zapotrzebowanie na tlen - BZT
Utlenialność wody
Utlenialność wody jest to jej zdolność do redukowania nadmanganianu potasu. Redukcja ta powstaje na skutek utleniania obecnych w wodzie związków organicznych.
Utlenialność jest próbą orientacyjną, która przedstawia ogólną charakterystykę stopnia zanieczyszczenia wody związkami organicznymi pochodzenia zwierzęcego i roślinnego.
Im większe jest zanieczyszczenie wody związkami organicznymi tym większa będzie utlenialność.
Utlenialność wody do picia nie powinna przekracać 3 mg O2/l.
BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE NA TLEN - BZT
Laboratoryjny wskaźnik oceny zanieczyszczenia wód.
Oznacza ilość tlenu (w mg) potrzebną do biochemicznego utlenienia łatwo rozkładających się związków organicznych występujących w wodzie. Nie obejmuje substancji opornych na → biodegradację. Obecność substancji toksycznych dla mikroorganizmów zniekształca wynik BZT.
Biochemiczny rozkład substancji organicznej najintensywniej przebiega w ciągu pierwszych pięciu dób, stąd BZT oznacza się zwykle w tym interwale czasowym, podając w zapisie cyfrowy indeks (BZT5).
(warunkach tlenowych i temp. 20 OC)
Właściwości biologiczne wody
1. Bakterie samożywne (autotroficzne) – przy ocenie bakteriologicznej nie mają większego znaczenia.
2. Bakterie cudzożywna (heterotroficzne) :
- bakterie saprofityczne – żyją i rozmnażają się na martwej substancji organicznej – pałeczka okrężnicy (Bacterium coli),
- bakterie prototroficzne – żyją i rozmnażają się w żywym organiźmie – pałeczka duru brzusznego, pałeczka czerwonki, gronkowce, paciorkowce.
Badanie bakteriologiczne wody
Badanie ilościowe – ogólna liczba bakterii – 100 kolonii
Badanie to nie mówi nam o tym, czy wyhodowane bakterie są chorobotwórcze, czy też nie.
Badanie jakościowe wody na miano coli.
Miano coli jest to najmniejsza ilość wody, z której można wyhodować jedną pałeczkę okrężnicy.
Ustalono, że pojawienie się w środowisku wodnym dużej liczby pałeczek okrężnicy wskazuje na zanieczyszczenie wody fekaliami - wskaźnik kałowy.
Główne źródła zanieczyszczenia wód.
1. Odprowadzenia ścieków komunalnych i przemysłowych.
2. Odprowadzenia wód pochłodniczych z energetyki i przemysłu.
3. Odprowadzenia wód kopalnianych.
4. Spływy powierzchniowe z terenów rolniczych.
5. Spływy z terenów przemysłowych oraz składowisk odpadów przemysłowych i komunalnych.
6. Zanieczyszczenia atmosferyczne.
EUTROFIZACJA [gr. eutrophía ‘dobre odżywianie’]
ekol.- wzbogacanie się zbiorników wodnych w substancje odżywcze (pierwiastki biogenne, głównie azot i fosfor, także potas i sód), powodujące nadmierną produkcję biomasy glonów; występuje w wodach stojących (głównie);
prowadzi do wystąpienia intensywnego zabarwienia i zapachu wody, mętności, wymierania organizmów zwierzęcych (zwłaszcza ryb), dominacji organizmów beztlenowych, gromadzenia się znacznej ilości organicznych mułów (wypłycanie się zbiorników).
Eutrofizacja wód – zanieczyszczenie wtórne
Proces eutrofizacji jest spowodowany przez związki chemiczne,
z których najważniejszą rolę odgrywają związki
fosforowe i azotowe.
Sole amonowe, azotany, fosforany, sole potasu, czyli tzw. sole pokarmowe po wprowadzeniu do zbiornika wodnego są pożywką dla roślin wodnych i przyczyniają się do ich masowego rozwoju, ale wyprodukowana materia organiczna pochłania duże ilości tlenu i doprowadza do deficytu tlenowego oraz wypłycenia zbiornika.
Jezioro słodkowodne charakteryzujące się dużą koncentracją rozpuszczonych w wodzie substancji odżywczych, co prowadzi do silnego rozwoju życia biologicznego, spadku ilości tlenu
w wodzie i ograniczeniu procesów mineralizacji. W efekcie w wodzie rozwijają się organizmy beztlenowe i powstaje muł jeziorny; zbiornik ulega wypłyceniu, przekształca się w torfowisko, bagno, później całkowicie zanika.
Zaopatrzenie ludności w wodę:
miejscowy – studnia kopana, świdrowa i wiercona ;
centralny – może funkcjonować w oparciu o system grawitacyjny np.: (ujęcia wody w górach), lub metodą pompowania (jeziora, rzeka).
W zależności od przeznaczenia mamy :
komunalne , przemysłowe, kolejowe i specjalne.
Podstawowym celem uzdatniania wody jest usuniecie z niej organizmów chorobotwórczych oraz nadanie jej odpowiednich walorów smakowych.
Pierwotnie dbano tylko o walory organoleptyczne i smakowe, gdyż nie zdawano sobie sprawy z zagrożeń zdrowotnych wynikających ze skażenia bakteriologicznego.
Podstawowe procesy wchodzące w skład uzdatniania wody to: filtracja, sedymentacja zawiesin oraz dezynfekcja.
Metody dezynfekcji wody:
- ozonowanie,
- węgiel aktywny,
- chlorowanie.
Ujemną cecha chlorowania - chlor wchodząc w reakcje ze związkami pochodzącymi z rozkładu substancji organicznych tworzy trójhalometany, którym przypisuje się właściwości rakotwórcze.
Jednym z nich jest chloroform (CHCl3).