UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

INSTYTUT INŻYNIERII SANITARNEJ

ĆWICZENIA LABORATORYJNE

TECHNOLOGIA WODY I ŚCIEKÓW

SPRAWOZDANIE NR 1

Próbka nr 3

Temat: Oznaczanie właściwości fizyczno- chemicznych wód powierzchniowych, podziemnych i uzdatnionych.

WYKONANIE DOLSKA DOROTA FALICKA AGNIESZKA SADURA ALEKSANDRA GRUPA 36C/3

NOWA SÓL, 24 PAŹDZIERNIK 2002

SKŁAD WÓD WYSTĘPUJĄCYCH W PRZYRODZIE

Obecnie coraz trudniej znaleźć wody o składzie naturalnym, gdyż w przypadku większości wód (głównie powierzchniowych) został on zmieniony przez człowieka.

Skład wód kształtowany jest przez zjawiska naturalne zachodzące w wodach i zależy od budowy zlewni oraz środowiska gruntowo-skalnego i poziomu zanieczyszczenia cywilizacyjnego rejonu, z którego woda pochodzi. W związku z tym wody występujące w przyrodzie charakteryzuje określony poziom zanieczyszczenia. Substancje pochodzenia naturalnego traktowane są jako domieszki, pozostałe natomiast (antropogeniczne) jako zanieczyszczenia.

Wody powierzchniowe są znacznie bardziej narażone na zanieczyszczenie niż wody podziemne. O jakości tych ostatnich decydują głównie czynniki naturalne, a niebezpieczeństwo ich zanieczyszczenia zwiększa się ze stopniem kontaktu tych wód z wodami powierzchniowymi, opadami atmosferycznymi, ogólnie z zanieczyszczeniami antropogenicznymi. Stąd wraz z głębokością występowania wód podziemnych oraz „szczelnością” środowiska glebowo- gruntowo- skalnego zmniejsza się ich narażenie na ujemne wpływy czynników obcych.

Na drodze migracji zanieczyszczeń do wód podziemnych istnieje naturalna bariera. Stanowią ją gleba i warstwa gruntowo- skalna oraz przebiegające w nich procesy samooczyszczania. Do procesów tych należą przede wszystkim: filtracja, sorpcja, wymiana jonowa, strącanie i współstrącanie, naturalny rozpad oraz rozkład biochemiczny. W wyniku tych procesów następuje zmniejszenie ilości zanieczyszczeń migrujących do wód podziemnych oraz tzw. opóźnienie szybkości migracji. Wartość opóźnienia zależy od rodzaju minerałów budujących środowisko skalne, a głównie od zawartości w nich związków organicznych i frakcji ilasto- pylastych.

Bezpośredni kontakt wód powierzchniowych z zanieczyszczeniami antropogenicznymi powoduje, iż często właśnie one decydują o ostatecznym składzie fizyczno- chemicznym tych wód.

W przypadku wód powierzchniowych, w przeciwieństwie do podziemnych, istotną rolę w poziomie zanieczyszczenia odgrywa aktywność mikrobiologiczna, głównie glonów, oraz procesy wymiany materii między wodą a osadem dennym. W wodach zasobnych w związki biogenne, głównie w wodach stojących, wraz zwiekiem tych akwenów stwierdza się naturalne pogorszenie jakości wody jako wynik intensywnej produkcji biologicznej. Do głównych zagrożeń spowodowanych dużą aktywnością mikrobiologiczną należą problemy smaku i zapachu, intensyfikacji barwy i mętności, okresowo występujące deficyty tlenowe. Ponadto zdeponowane w osadach dennych obumarłe mikroorganizmy, wraz z zatrzymanymi zanieczyszczeniami, są źródłem „wtórnego” zanieczyszczenia wody. Obecność dużej ilości glonów utrudnia uzdatnianie wody oraz wykorzystanie jej w wielu gałęziach gospodarki. Rozwój mikroorganizmów zaliczany jest do naturalnych czynników decydujących o jakości wody. Do tej grupy czynników należą również: klimat, charakterystyka zlewni, budowa geologiczna terenu, intruzja wód słonych oraz termiczna stratyfikacja wód w zbiornikach. Zanieczyszczenia antropogeniczne mogą trafiać do wód ze źródeł punktowych i obszarowych. Do pierwszych należą głównie ścieki bytowo gospodarcze i przemysłowe, wody kopalniane, odcieki ze zorganizowanych wysypisk odpadów, wycieki zanieczyszczeń. Źródłami obszarowymi są spływy z dróg, terenów zurbanizowanych i wykorzystywanych rolniczo, suche i mokre opady atmosferyczne, odcieki z niezorganizowanych wysypisk odpadów oraz skutki erozji i działalności rekreacyjnej. Większość z przedstawionych czynników wpływa bezpośrednio na jakość wód powierzchniowych, bardziej niż wody podziemne narażone na skutki działalności człowieka.

Klasyfikacja czystości wód powierzchniowych:

1. klasa pierwsza- wody nadające się do:

• zaopatrzenia ludności w wodę do picia

• zaopatrzenia zakładów wymagających wody o jakości wody do picia

• bytowania w warunkach naturalnych ryb łososiowatych

klasa druga- wody nadające się do:

• bytowania w warunkach naturalnych innych ryb niż łososiowate

• chowu i hodowli zwierząt gospodarskich

• celów rekreacyjnych, uprawiania sportów wodnych oraz urządzania zorganizowanych kąpielisk

• klasa trzecia - wody nadające się do:

• zaopatrzenia zakładów innych niż zakłady wymagające wody o jakości wody do picia

• nawadniania terenów rolniczych, wykorzystywanych do upraw ogrodniczych oraz upraw pod szkłem i pod osłonami z innych materiałów

1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia było ustalenie składu chemicznego wody powierzchniowej, podziemnej i uzdatnionej oraz właściwości fizycznych dla poznania różnic między tymi wodami, sklasyfikowania ich, a także ustalenia, czy woda uzdatniona spełnia wymagania wody do picia i czy nadaje się do celów gospodarczych.

Zakres ćwiczenia

W ramach ćwiczenia wykonano następujące oznaczenia i otrzymano wyniki:

I dla wody powierzchniowej:

-ph 7,15

-barwa E= 0,030 S= 22mg/dm³

-utlenialność a= 3,2 b= 0,3 V= 50cm³

II dla wody podziemnej:

-ph 7,15

-barwa E= 0,025 S= 18 mg/dm³

-mangan E= 0,013 S= 0,26 mg/dm³

-żelazo E= 0,165 S= 2,7 mg/dm³

-utlenialność a= 2,6 b= 0,3 V= 100cm³

III dla wody uzdatnionej:

-ph 7,30

-barwa E= 0,020 S= 15 mg/dm³

-mangan E= 0,0025 S= 0,05 mg/dm³

-żelazo E= 0,015 S= 0,25 mg/dm³

-utlenialność a= 2,4 b= 0,3 V= 100cm³

2. METODYKA BADAŃ

1. PH

Zasada oznaczenia ph polega na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa, które stanowi elektroda szklana zanurzona w badanym roztworze. ph roztworu jest liniową funkcją siły elektromotorycznej. Do oznaczenia odczynu ph stosujemy ph-metr.

2. BARWA

Zasada oznaczenia barwy polega na zmierzeniu intensywności barwy za pomocą fotokolorymetru (S= Ex750).

3. MANGAN

Zasada oznaczenia manganu polega na utlenieniu związków manganawych do nadmanganianu wobec azotanu srebra jako katalizatora i siarczanu rtęciowego jako czynnika kompleksującego chlorki. Intensywność powstałego zabarwienia KMnO₄ określa się fotokolorymetrycznie (S= Ex20).

Oznaczenie:

Do kolby stożkowej odmierzamy 100 cm³ badanej wody i dodajemy 5 cm³ specjalnego odczynnika i 1g (NH₄)₂S₂O₈. następnie próbę gotujemy przez 1 minutę. Następnie próbę studzimy i przelewamy do cylindra Nesslera. Rozcieńczamy do 100 cm³ wodą destylowaną. Mieszamy i oznaczamy absorbcję. Korzystając z krzywej wzorcowej wyznaczamy zawartość manganu w wodzie.

4. ŻELAZO

Zasada oznaczenia żelaza polega na utlenieniu żelaza dwuwartościowego do trójwartościowego, które w środowisku kwaśnym daje z roztworem rodanku amonowego czerwonokrwiste zabarwienie, którego intensywność określa się fotokolorymetrycznie (S= Ex16,5)

Oznaczenie:

Do cylindra Nesslera odmierzamy 100 cm³ wody, następnie dodajemy 10 cm³ HCl oraz parę kropli roztworu KMnO₄ i mieszamy. Po upływie 5 minut dodajemy 5 cm³ rodanku potasowego. Ponownie mieszamy i mierzymy absorpcję. Zawartość żelaza oznaczamy korzystając z krzywej wzorcowej.

5. UTLENIALNOŚĆ

Zasada oznaczenia polega na utlenieniu związków organicznych i niektórych łatwo utleniających się nieorganicznych za pomocą nadmanganianu potasowego w roztworze kwaśnym w temperaturze wrzenia wody. Nadmiar dodanego roztworu nadmanganianu potasowego odmiareczkowuje się kwasem szczawiowym.

Oznaczenie:

Do kolby stożkowej odmierzamy 100 cm³ (50 cm³ dla wody powierzchniowej) badanej wody, dodajemy 10 cm3 kwasu siarkowego i 10 cm³ roztworu nadmanganianu potasowego. Następnie kolbę wstawiamy do wrzącej łaźni wodnej i ogrzewamy próbkę przez 30 minut. Po wyjęciu próbki z łaźni wodnej natychmiast dodajemy 10 cm³ roztworu szczawianu sodowego, mieszamy i po odbarwieniu miareczkujemy na gorąco roztworem nadmanganianu potasowego do wystąpienia słabo różowego zabarwienia.

Obliczenie wyników:

X= 0,1(a-b)1000/V [mgO₂/dm³]

a- ilość roztworu 0,0125n KMnO₄ zużyta na zmiareczkowanie próbki wody

b- ilość roztworu 0,0125n KMnO₄ zużyta na utlenienie związków organicznych zawartych w 100 cm³ wody destylowanej

V- objętość próbki wody użyta do oznaczenia

3. ZESTAWIENIE WYNIKÓW - TABELA

Oznaczenie	Jednostka	Woda powierzchniowa	Woda podziemna	Woda uzdatniona
PH		7,15	7,15	7,30
Barwa	mgPt/dm^3	22	18	15
Mangan	mg/dm^3	-	0,26	0,05
Żelazo	mg/dm^3	-	2,7	0,25
Utlenialność	mgO2/dm^3	5,8	2,3	2,1

4. ZESTAWIENIE PARAMETRÓW KLASYFIKACJI WÓD

4.1 WYMAGANIA DLA WODY POWIERZCHNIOWEJ

Oznaczenie	Jednostka	Woda powierzchniowa
				I klasa	II klasa	III klasa
pH		6,5-8,5	6,5-0,9	6,0-9,0
Barwa	mgPt/dm^3		naturalna
Mangan	mg/dm^3	0,1	0,3	0,8
Żelazo	mg/dm^3	1	1,5	2
Utlenialność	mgO2/dm^3	-	-	-

1. WYMAGANIA DLA WODY POZDIEMNEJ

Oznaczenie	Jednostka	Woda podziemna
				Ia	Ib	II	III
pH		6,5-8,5	6,5-8,5	pon.6,5 pow. 8,5	pon. 5 pow. 9
Barwa	mgPt/dm^3	10	20	50	100
Mangan	mg/dm^3	0,05	0,1	0,4	1
Żelazo	mg/dm^3	0,1	0,5	3	5
Utlenialność	mgO2/dm^3	2,5	5	10	20

2. WYMAGANIA DLA WODY ZDATNEJ DO PICIA I CELÓW GOSPODARCZYCH

Oznaczenie	Jednostka	Woda uzdatniona
pH		6,5-9,5
Barwa	mgPt/dm^3	do 15
Mangan	mg/dm^3	0,05
Żelazo	mg/dm^3	0,2
Utlenialność	mgO2/dm^3	-

3. OCENA

Oznaczenie	Jednostka	Woda powierzchniowa	Woda podziemna	Woda uzdatniona
pH		7,15-I	7,15-I	7,30
Barwa	mgPt/dm^3	22	18-Ib	15
Mangan	mg/dm^3	-	0,26-II	0,05
Żelazo	mg/dm^3	-	2,7-II	0,20
Utlenialność	mgO2/dm^3	5,8	2,3-Ia	2,1

3. WNIOSKI

Badana woda powierzchniowa może zostać zaliczona na podstawie zbadanego ph do I klasy czystości, jednak naszym zdaniem wykonanie jednego oznaczenia nie stanowi o jeszcze możliwości dokładnego sklasyfikowania tej wody.

Woda podziemna, którą badaliśmy może być zaliczona do II klasy czystości ze względu na to, że żaden oznaczony parametr nie wykracza poza granice tej klasy.

Natomiast zbadana woda uzdatniona spełnia granicznie warunki określone w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 04 września 2000r Dz.U 82 poz.937, zatem jest zdatna do picia i celów gospodarczych.

---