INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
		LABORATORIUM Z TECHN. WODY I ŚCIEKÓW
III ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 36 B		8.11.2002
TEMAT SPRAWOZDANIA: CHARAKTERYSTYKA WÓD PODZIEMNYCH, POWIERZCHNIOWYCH I UZDATNIONYCH PRÓBKI WODY NR 2 AUTORZY OPRACOWANIA: PAWEŁ TWARDOWSKI RAFAŁ PIETROWICZ ADRIAN TUREK

Woda występująca w warunkach naturalnych, tj. w przyrodzie, nie jest związkiem chemicznie czystym, lecz jest mieszaniną wieloskładnikową i wielofazową, która zawiera roztwory różnych soli, gazów oraz ciał pochodzenia zarówno mineralnego jak i organicznego. Domieszki te dostają się do wody podczas jej krążenia w przyrodzie. W związku z tym skład fizyczno-chemiczny wód naturalnych jest bardzo złożony i ściśle związany z wędrówką wody oraz środowiskiem, z którego ona pochodzi. Skład wody naturalnej można ogólnie zapisać: H₂O +x,

gdzie x - to domieszki, czyli składniki naturalne i obce.

Współczesna gospodarka człowieka i przemysł zanieczyszczają wody naturalne rozmaitymi substancjami i dlatego większość wód nie nadaje się do picia i potrzeb gospodarczych, gdyż nie odpowiada podstawowym wymaganiom sanitarnym.

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Zasada oznaczenia mętności polega na wizualnym porównaniu mętności badanej próbki wody w świetle czarnym z wzorcami przygotowanymi według skali wzorcowej określającej mętność wody. Wzorce zostały wcześniej przygotowane laboratoryjnie. Jednostki mętności podaje się w mgSiO₂/dm³.

Zasada oznaczenia barwy polega na wizualnym porównaniu barwy badanej próbki wody w świetle białym z wzorcami przygotowanymi według skali platynowo - kobaltowej lub dwuchromianowo - kobaltowej. Jednostki barwy przyjęto oznaczać w mg Pt/dm³.

Odczyn wody w sposób przybliżony określa się za pomocą papierków wskaźnikowych. Do dokładnego oznaczenia pH stosuje się metodę kolorymetryczną i elektrometryczną.

Zasada oznaczenia żelaza: zasada oznaczenia polega na utlenianiu żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego, które pod wpływem rodanku amonowego w środowisku kwaśnym daje czerwono krwiste zabarwienie, którego intensywność jest proporcjonalna do stężenia żelaza w badanej wodzie.

Zasada oznaczenia manganu: zasada oznaczania polega na utlenianiu związków manganowych do nadmanganianu wobec azotanu srebra jako katalizatora i siarczanu rtęciowego jako czynnika kompleksującego chlorki. Intensywność powstałego zabarwienia
określa się fotokolorymetrycznie.

Zasada oznaczenia fosforanu polega na tworzeniu się w roztworze kwaśnym kwasu fosforomolibdenowego o żółtym zabarwieniu, który ulega redukcji pod wpływem chlorku cynawego, tworząc związek kompleksowy - błękit molibdenowy - o intensywnym niebieskim zabarwieniu. Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do zawartości fosforanów. Oznacza się ją wizualnie lub fotokolorymetrycznie.

Zasada oznaczenia azotu amonowego metodą bezpośredniej Nessleryzacji: amoniak reaguje z odczynnikiem Nesslera tworząc związek o żółtym zabarwieniu, którego intensywność jest proporcjonalna do stężenia amoniaku.

Zasada oznaczania utlenialności: Zasada oznaczania polega na utlenianiu związków organicznych i niektórych łatwo utleniających się nieorganicznych, np. soli żelazowych, azotynów, siarkowodoru i innych reduktorów, za pomocą nadmanganianu potasowego w roztworze kwaśnym w temperaturze wrzenia wody. Nadmiar dodanego roztworu nadmanganianu potasowego odmiareczkowuje się kwasem szczawiowym.

2. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA

1. Fosforany.

1. woda powierzchniowa

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,174. Dla takiej ekstynkcji zawartość fosforanu wynosi 0,16 mgP0₄^3-/dm³ .

2. Azot amonowy.

1. woda powierzchniowa

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,082. Dla takiej ekstynkcji zawartość azotu amonowego wynosi 0,513 mgNH⁴⁺/dm³ .

3. Żelazo.

1. woda podziemna

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,121. Dla takiej ekstynkcji zawartość żelaza wynosi 1,997 mgFe/dm³ .

2. woda uzdatniona

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,008. Dla takiej ekstynkcji zawartość żelaza wynosi 0,132 mgFe/dm³ .

4. Mangan.

1. woda podziemna

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,001. Dla takiej ekstynkcji zawartość żelaza wynosi 0,020 mgMg/dm³ .

2. woda uzdatniona

Ekstynkcja badanej wody wyniosła 0,0001. Dla takiej ekstynkcji zawartość żelaza wynosi 0,002 mgMn/dm³ .

5. Utlenialność - oblicza się wg wzoru:

a-ilość roztworu KmnO₄ zużyta na zmiareczkowanie próbki wody;3,5; 2,3; 1,7cm³

b- ilość roztworu KmnO₄ zużyta na utlenienie związków organicznych zawartych w 100 cm³ wody destylowanej; 0,3 cm³

V- objętość próbki wody użyta do oznaczenia; 100 cm³

1. woda powierzchniowa

X = 3,5 - 0,3 = 3,2 mgO²/dm³

2. woda podziemna

X = 2,3 - 0,3 = 2,0 mgO²/dm³

3. woda uzdatniona

X = 1,7 - 0,3 = 1,4 mgO²/dm³

• Zestawienie badań wody w tabelce

	Próbka wody nr 2
Rodzaj badania	I woda powierzchniowa	II woda podziemna	III woda uzdatniona
Barwa	20 mgPt/dm^3	50 mgPt/dm^3	15 mgPt/dm^3
Mętność	0,7 mgSiO2/dm^3	2,0 mgSiO2/dm^3	0,5 mgSiO2/dm^3
pH	6,3	6,2	6,5
Żelazo	-	1,997 mgFe/dm^3	0,132 mgFe/dm^3
Mangan	-	0,020 mgMg/dm^3	0,002 mgMn/dm^3
Utlenialność	3,2 mgO^2/dm^3	2,0 mgO^2/dm^3	1,4 mgO^2/dm^3
Fosforany	0,16 mgP04^3-/dm^3	-	-
Amoniak	0,513mgNH^4+/dm^3	-	-

3. PODUMOWANIE I WNIOSKI

FOSFOR: Związki fosforu w ilościach występujących w wodach do picia nie są szkodliwe dla zdrowia i z tego powodu nie są limitowane. Jednak duże ilości fosforanów, ponad 14 - 15 mgP0₄^3-/dm³, buforują kwasy soku żołądkowego.

Ze względu na właściwości eutrofizacyjne fosforu przepisy sanitarne w Polsce regulują dopuszczalne ilości fosforanów w wodach powierzchniowych. W I klasie czystości zawartość fosforanów może wynosić 0,2 mgP0₄^3-/dm³ . Badana woda mieści się w tym przedziale.

ŻELAZO I MANGAN: Znaczenie higieniczne żelaza nie jest dokładnie znane, jednak ze względu na to, że obecność żelaza pogarsza właściwości organoleptyczne wody, należy je z wody usunąć. Żelazo jest organizmowi ludzkiemu niezbędne jako składnik krwiotwórczy, jednak wydalanie żelaza z organizmu jest niewielkie i wskutek tego jego zapasy wystarczają na dłuższy czas. Zwiększone ilości żelaza mogą powodować występowanie plam przy praniu bielizny.

Ilości manganu spotykane w wodach naturalnych stanowią zazwyczaj od 1/6 do 1/10 zawartości żelaza. Znaczenie higieniczne w wodzie jest podobne jak żelaza. Nie zostało udowodnienie jakoby mangan zawarty w wodzie oddziaływał szkodliwie na niektóre narządy człowieka.

Woda do picia nie powinna przekraczać 0,2 mgFe/dm³, natomiast manganu nie powinno być więcej niż 0,05 mgMn/dm³. Badana woda podziemna zawiera 1,997 mgFe/dm³ , natomist woda uzdatniona mieści się w granicy jakiej powinna odpowiadać woda do picia. Zawartość manganu również spełnia określone wymagania.

AMONIAK: W wodach naturalnych związki azotowe występują jako produkty biochemicznego rozkładu białek roślinnych i zwierzęcych lub są pochodzenia mineralnego.

Amoniak (azot amonowy ) może pochodzić z procesów redukcji azotynów i azotanów, z rozkładu biochemicznego związków białkowych oraz z odprowadzanych ścieków miejskich i przemysłowych. Amoniak może być pochodzenia mineralnego, czyli powstaje w wodach podziemnych wskutek redukcji azotynów i azotanów przez siarkowodór, substancje humusowe. O zanieczyszczeniu wody, świadczy obecność amoniaku pochodzącego z procesów rozkładu biochemicznego produktów organicznych zawierających azot. O jakości wody świadczy pochodzenie amoniaku. W wodach naturalnych występuje on w postaci jonu NH⁴⁺, a w wodach podziemnych amoniak mineralny występuje od dziesiątych do kilku mg/dm³. W wodach użytkowych obecność amoniaku jest niepożądana. Amoniak jest związkiem korozyjnym w stosunku do żelaznych rur wodociągowych.

Według WHO azot amonowy może pogorszyć jakość wody już przy stężeniu powyżej 0,05 mgNH⁴⁺/dm³ Nasza badana woda powierzchniowa ma stężenie rzędu 0,513mgNH⁴⁺/dm³.

UTLENIALNOŚĆ: Zawarte w wodach naturalnych związki organiczne utleniają się za pomocą nadmanganianu potasowego średnio w 60-70%. Oznaczenie utlenialności ma duże znaczenie dla charakterystyki stopnia zanieczyszczenia wód naturalnych związkami organicznymi zarówno pochodzenia zwierzęcego jak i roślinnego. Pod względem sanitarnym utlenialność wody ma istotne znaczenie, gdy jest ona wywołana związkami organicznymi pochodzenia zwierzęcego, w takiej wodzie mogą również znajdować się bakterie chorobotwórcze. Wody, które badaliśmy nie przekraczają 5 mgO²/dm³, w związku z tym spełniają wymogi sanitarne.

Wnioski: wodę bada się w celu ustalenia jej składu fizyczno - chemicznego, a na tej podstawie określa się jej przydatność do picia, potrzeb gospodarczych i przemysłowych, zgodnie z ustalonymi wymaganiami. Zakres badania wody ma dać odpowiedź na postawione pytanie, tj. czy badana woda nadaje się do ściśle określonego celu, czy odpowiada wymaganiom higieniczno - sanitarnym oraz jaki jest jej skład fizyczno - chemiczny. W praktyce sanitarnej rozróżnia się trzy następujące rodzaje badania fizyczno - chemicznego wody do picia:

• sanitarne skrócone,

• rozszerzone,

• pełne.

W nawiązaniu do obowiązujących norm stwierdziliśmy, że woda uzdatniona, którą badaliśmy jest wodą klarowną, bezbarwną. Ocena zawartości żelaza i manganu - w normie, utlenialności - w normie, w związku z tym nadaje się na spożycie.

Natomiast badana woda powierzchniowa ma dopuszczalne stężenie fosforaów, jest w wystarczającym stopniu natleniona.

Woda podziemna kilkakrotnie przekracza zakres barwy i mętności. Spowodowane może to być 10-krotnym przekroczeniem dopuszczalnej zawartości żelaza w tej wodzie.

8

5

---