Higiena wody i ścieków
Zależnie od pochodzenia wody dzielimy na:
wody opadowe,
wody gruntowe,
wody wgłębne,
wody artezyjskie,
Ocena wód według pięciu klas. Podstawą prawną do wykonania oceny jakości wód powierzchownych jest rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchownych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji i prezentacji stanu tych wód. (Dz.U. nr 32, poz.284).
Wprowadza się pięć klas jakości wody:
Klasa I - wody o bardzo dobrej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatnienia sposobem właściwym dla kategorii A1. Wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływania antropogeniczne.
Klasa II - wody dobrej jakości. Spełniają w odniesieniu do większości wskaźników jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatnienia sposobem właściwym dla kategorii A2. Wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują niewielki wpływ oddziaływań antropogenicznych.
Klasa III - wody zadowalającej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatnienia sposobem właściwym dla kategorii A2. Wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują umiarkowany wpływ oddziaływań antropogenicznych.
Klasa IV - wody niezadowalającej jakości. Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatnienia sposobem właściwym dla kategorii A3. Wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych.
Klasa V - wody złej jakości. Nie spełniają wymagań określonych dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia. Wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.
Badania sanitarne wody, w zależności od aktualnych potrzeb ich wykonania dzielimy na badania:
Skrócone - obejmują oznaczenia temperatury, mętności, barwy, zapachu, odczynu (pH), twardości ogólnej, zasadowości żelaza ogólnego, manganu, chlorków, amoniaku, azotynów, azotanów, utlenialności oraz w przypadku wody odkażonej bada się zawartość chloru pozostałego lub ozonu. Z badań mikrobiologicznych przeprowadza się oznaczenie ogólnej liczby drobnoustrojów, liczby drobnoustrojów mezofilnych, pasożytniczych lub chorobotwórczych oraz oznaczanie liczby pałeczek okrężnicy (Escherichia Coli) jako wskaźnika feralnego zanieczyszczenia wody. Badania skrócone wykonuje się dla bieżącej sanitarnej kontroli jakości wody przeznaczonej do picia i potrzeb gospodarczych.
Rozszerzone - wykonywane są w celu oceny jakości wody z nowych odwiertów oraz oceny przydatności wody dla niektórych gałęzi przemysłu. Badania te obejmują zakres badań sanitarnych skróconych oraz oznaczanie suchej pozostałości, pozostałości po prażeniu orz oznaczanie siarczanów.
Pełne - wykonuje się w celu dokładnego poznania składu wodyprzy podejmowaniu decyzji o podłączeniu odwiertu do wodociągu oraz do okresowej kontroli jakości wód ze źródeł eksploatowanych. Oprócz badań rozszerzonych, badania sanitarne pełne obejmują także oznaczanie siarkowodoru, fluorków, sodu, potasu, glinu, fosforanów, wolnego dwutlenku węgla, agresywnego dwutlenku węgla, fenolu, substancji powierzchownie czynnych, substancji z wyciągu chloroformowego z węgla aktywnego, metali ciężkich (cynku, miedzi, rtęci, ołowiu, kadmu i chromu), cyjanków, oraz substancji, którymi mogą zanieczyszczać wodę zakłady przemysłowe zlokalizowane w pobliżu. W badaniu tym określa się również radioaktywność wody.
Pobieranie próbek wody:
Próbki wody lub ścieków do badania fizyko-chemicznego pobiera się do litrowych butelek szklanych, lub ze szkła borokrzemowego lub z polietylenu.
Do badań bakteriologicznych próby pobieramy do butelek szklanych z korkiem szklanym lub gumowym.
Korki i butelki muszą być wcześniej wyałowione,
Przy pobieraniu próby wody trzeba przestrzegać zasad czystości mikrobiologicznej.
Próbki pobrane do oznaczenia poszczególnych parametrów muszą być odpowiednio utrwalone, jeżeli dany wskaźnik nie jest natychmiast oznaczany. W zależności od parametru oznaczanego, próbki wody po utrwaleniu mogą być przechowywane przez różnie długi czas od „oznaczyć natychmiast po pobraniu” do 1 miesiąca.
Do próbki wody mogą być dodane środki konserwujące, specyficzne dla parametru oznaczanego (wtedy próbka nadaje się do oznaczenia tylko tej cechy). Stosuje się kwasy, zasady lub specjalne środki wiążące niektóre składniki wody. Próbki można przechowywać dłużej do oznaczenia niektórych parametrów poprzez chłodzenie (2 - 5OC), zamrażanie (-20OC) oraz trzymanie w ciemności.
Mikrobiologiczne badania wody należy przeprowadzić do 5 godzin po pobraniu próbki. Przy pobieraniu prób wody robimy inspekcję miejscową - opis miejsca ujęcia wody , stan techniczny ujęcia, zabezpieczenie sanitarne.
Badania cech fizycznych wody:
temperatura,
mętność i przeźroczystość,
barwa
zapach,
smak,
Mętność wywołana jest różnymi substancjami pochodzenia organicznego i nieorganicznego, które znajdują się w wodzie w stanie nie rozpuszczonym, jako zawiesiny. Są to najczęściej części roślinne, wyższe drobnoustroje, glina, piasek, substancje humusowe, wytrącone związki żelaza, manganu i glinu. Próbka wody na mętność musi być zbadana w ciągu 24 godzin po pobraniu i przetrzymywana w ciemności.
Barwę wody mogą wywołać różne czynniki, najczęściej są to substancje humusowe, plankton, roślinność wyższa, rozpuszczone związki metali (żelaza i manganu) oraz ścieki tak przemysłowe jak i z ferm hodowlanych.
Barwa rzeczywista jest to barwa wody klarownej, po usunięciu mętności. Wyższy poziom barwy powodują barwniki chemiczne.
Barwa pozorna zanika po przesączeniu wody. Powodują ją drobne, barwne cząsteczki zawieszone w wodzie, np. latem duże ilości pierwotniaków z rodzaju Euglena mogą zabarwiać wodę na kolor zielony, a drobne brunatnice na kolor brązowy.
W wodzie (a także w ściekach) rozróżnia się dwa rodzaje zapachów:
pochodzenia naturalnego:
zapachy roślinne - wywołane przez glebę, torf, mech, siano, rośliny wodne (tatarak), i inne rośliny (zapach ogórkowy, pelargonii itp.), tą grupę zapachów oznacza się literą R,
zapachy gnilne - nadające wodzie przykry, nawet odrażający zapach, powodują go substancje organiczne w stanie rozkładu beztlenowego, gnilnego. Można tu wyróżnić zapach stęchły, zbutwiały, pleśni, siarkowodoru, fekalny, merkaptanów (zwłaszcza przy ściekach), tą grupę zapachów oznacza się literą G.
pochodzenia nienaturalnego - wywołane przez substancje nie spotykane normalnie w wodzie, określa się jako zapachy specyficzne i oznacza literą S. Może to być zapach benzyny, nafty, smoły, fenolu, chloru itp.
Intensywność |
Wyczuwalność |
Określenie Zapachu |
0 |
brak zapachu |
|
1 |
zapach bardzo słaby |
trudno wyczuwalny |
2 |
zapach słaby |
dość trudno wyczuwalny |
3 |
zapach wyraźny |
łatwo wyczuwalny, mogący spowodować dyskwalifikację wody do picia |
4 |
zapach silny |
łatwo wyczuwalny, dyskwalifikujący wodę do picia i potrzeb gospodarczych |
5 |
zapach bardzo silny |
zapach tak silny, że dyskwalifikuje zupełnie wykorzystanie wody |
Badanie cech chemicznych:
odczyn wody (pH),
oznaczanie azotu,
oznaczanie chlorków,
oznaczanie zawartości domieszek poszczególnych pierwiastków w wodzie,
oznaczanie pestycydów,
twardość wody
Opisowe określenia skali twardości wody (Dojlido 1999)
Stopnie twardości |
Skala twardości wody |
0 - 5 |
bardzo miękka |
5 - 10 |
miękka |
10 - 15 |
o średniej twardości |
15 - 20 |
o znacznej twardosci |
20 - 30 |
twarda |
powyżej 30 |
bardzo twarda |
Chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT) - oznacza ilość tlenu pobranego z utleniacza na utlenienie obecnych w badanej próbce wody lub ścieków związków organicznych. Jest to metoda pośrednia oznaczania ilości związków organicznych. ChZT określa się utlenienie substancji organicznych przez dwuchromian potasowy (K2Cr2O2). Stosujemy w próbkach wody silnie zanieczyszczonej i próbkach ścieków. ChZT określane przy pomocy nadmanganianu potasu (KMnO4) nazywane jest utlenialnością.
Utlenialność jest to wskaźnik określający zdolność do redukowania nadmanganianu potasowego na skutek utleniania się obecnych w wodzie związków organicznych. Jako utlenialność rozumie się ilość miligramów tlenu pobranego z nadmanganianu potasu przez 1dm3 badanej próby wody. Utlenialność można nazwać także chemicznym zapotrzebowaniem tlenu - nadmanganianowym.
Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT) - określa ilość tlenu wyrażoną w mg O2/dm3 wody, potrzebną do całkowitej mineralizacji związków organicznych w warunkach tlenowych przez drobnoustroje. Jest to wskaźnik czystości wód. Związki organiczne ulegają rozkładowi do związków mineralnych na dwa sposoby.
Przy dużej zawartości substancji organicznej i braku tlenu w wodzie (ściekach) rozwijają się bakterie beztlenowe i następuje gnicie z powstaniem toksycznych związków mineralnych i uwalnianiem się odorów - substancji zapachowych nieprzyjemnych dla otoczenia. W wodzie takiej zwierzęta giną , woda nie nadaje się do użytku.
Jeżeli w wodzie jest nie dużo substancji organicznej i wystarczająca zawartość tlenu to mineralizacja przebiega na drodze tlenowej i woda oczyszcza się. Całkowity rozkład związków organicznych na drodze tlenowej w temp. 20OC zachodzi w ciągu 100 dni.
Jeżeli po pewnym czasie zabraknie tlenu to dalszy rozkład odbywa się na drodze beztlenowej (gnicie).
Obecnie oznacza się BZT przez pięć dni jako BZT5, w ściśle określonych warunkach. W ciągu pięciu dni dochodzi do mineralizacji 68-70% związków organicznych. Można wyliczyć czy tlenu zawartego w wodzie wystarczy do całkowitej mineralizacji tlenowej.
Mikrobiologiczna analiza wody - oznaczenie ogólnej liczby drobnoustrojów w 1 ml wody (badanie ilościowe) po posiewie na agar odżywczy oraz inkubacji w temp. 20OC przez 72 godziny. Wysoka liczba drobnoustrojów świadczy o dużej zawartości substancji organicznej, która sprzyja masowemu rozwojowi drobnoustrojów fermentacyjnych, a przy niedostatku tlenu także bakterii gnilnych. Oznaczanie ogólnej liczby drobnoustrojów mezofilnych, pasożytniczych lub chorobotwórczych w 1 ml wody po posiewie na agar odżywczy i inkubacji w temp. 37OC w ciągu 24 godzin. Wysoka liczba bakterii wskazuje na drobnoustrojowe zanieczyszczenie wody odchodami ludzkimi lub zwierzęcymi informujące o ogólnym stanie sanitarnym wody.