1. Zasoby wodne Polski

Polska jest krajem w którym zasoby wodne są mniejsze niż w innych państwach europejskich.
Zasoby wodne wynikają z tak zwanego bilansu wodnego na który składają się przychody i rozchody wody. Na przychód wpływają opady atmosferyczne i dopływy wód z zagranicy oraz wody zgromadzone w rzekach i jeziorach . Na rozchód wody składają się parowanie, zużycie wody na potrzeby przemysłowe , komunalne oraz odpływ powierzchniowy i podziemny .
Obszary w Polsce o nadmiarze wód: Karpaty, Sudety, Żuławy, poje. Mazurskie. Obszary o deficycie wody: Kujawy, górny Śląsk, okolice Łodzi.

Zasoby polskich wód podziemnych i powierzchniowych: 60 km³. Na Polskę spada przeciętnie 186 km³ wody, z czego 133 km³ paruje bezpośrednio, a pozostała ilość spływa rzekami lub wsiąka do gruntu tworząc zasoby wód podziemnych.

2. Wykres fazowy wody, zjawiska związane z przejściami fazowymi.

Obszar leżący na lewo od tej krzywej odpowiada fazie stałej; współrzędne punktów leżących na tym obszarze podają temperaturę i ciśnienie, w których trwale istniejącą fazą jest jedynie faza stała, tj. lód.
Krzywa OD, zwana krzywą sublimacji, oddziela pole fazy stałej (pole lodu) od pola gazu (pary nienasyconej).
Krzywa OB, zwana krzywą parowania, określa równowagę między cieczą a gazem.
Wszystkie trzy krzywe równowag fazowych; krzywa parowania OB, krzywa krzepnięcia OC i krzywa sublimacji OD, przecinają się w jednym punkcie O zwanym punktem potrójnym. Współrzędne punktu potrójnego określają ciśnienie i temperaturę , w których jedynie możliwe jest istnienie wszystkich trzech faz w równowadze trwałej, tj. fazy stałej, ciekłej i pary nasyconej.

Każda substancja ma swój odrębny wykres fazowy, który można uzyskać na podstawie pomiarów wykonanych w różnych temperaturach i pod różnymi ciśnieniami.

Do charakterystyki układów wielofazowych można zastosować tzw. regułę faz Gibbsa.
Mówi ona, że w danym układzie liczba stopni swobody n jest równa liczbie składników niezależnych s, pomniejszonej o liczbę faz plus dwa.

n = s - f + 2

3. Gęstość wody i zjawiska z nią związane.

Gęstość w temperaturze 3,98°C: 1 kg/l (gęstość maksymalna)

Objętość, a temperatura
Wraz ze spadkiem temperatury gęstość większości substancji rośnie, a ich objętość maleje. W przypadku wody występuje pewna anomalia. Największą gęstość, 1g/dm³ woda osiąga w temperaturze 3,98C, a nie jak można przypuszczać w najniższej temperaturze, to jest na granicy woda - lód. 0C to temperatura, w której gęstość skokowo maleje z 0,999g/dm³ do 0,916g/dm³ (gęstość lodu). Gęstość lodu woda osiąga ponownie w temperaturze 30C.
Zmiana temperatury o 1C wniskich zakresach temperatur (4 - 8C) powoduje małe zmiany gęstości, natomiast w wyższych (od około 12C) znaczne.
Cecha ta jest niezwykle ważna dla zbiornika wodnego. Ma to wpływ na stabilność mas wodnych. Wody o temperaturze 4 - 10C mogą być łatwo przemieszane prze wiatr, gdyż różnice gęstości między nimi są niewielkie. Powyżej 20C układ jest już bardzo stabilny. Ta właściwość wody, umożliwia również przeżycie wielu organizmom podczas mro·nych zimowych dni. Gęsta, a zatem "ciężka" woda, która ma temperaturę zbliżoną do 4C zalega przy dnie. Chłodniejsze i lżejsze wody utrzymują się przy powierzchni. Gdy temperatura powietrza spadnie poniżej 0C woda zamarza. Heksagonalna struktura lodu powoduje, że ma on mniejszą gęstość od wody, a co za tym idzie utrzymuje się na jej powierzchni, nie powodując ochładzania głębszych partii jeziora. Tworzy się wówczas tak zwane uwarstwienie - stratyfikacja (to zjawisko opisane zostanie dokładniej w dalszych częściach artykułu). Podobnie rzecz ma się latem, kiedy powierzchniowe warstwy wody ogrzewane są promieniami słonecznymi. Ich temperatura jest znacznie większa od 4C, a ich gęstość jest mniejsza od warstw przydennych.

Patrz wyżej.

4. Procesy wzbogacania wód w składniki mineralne: skład chemiczny i struktura minerałów, skład fizyczno-chemiczny gleby, procesy wietrzenia.

Minerał to substancja chemiczna powstała w przyrodzie, o określonym składzie i określonych właściwościach fizycznych i chemicznych. Z minerałów jest zbudowana skorupa ziemska, także Księżyc i meteoryty. Jako minerały syntetyczne określa się uzyskiwane w toku procesów technologicznych substancje krystaliczne, których skład i struktura odpowiadają minerałom właściwym (naturalnym): diamenty syntetyczne, korund syntetyczny  i inne. Minerały odróżnia od substancji mineralnych (np. mineraloidów) struktura krystaliczna, a od mieszanin mineralnych (np. skał, złożonych zwykle z różnych minerałów) — jednorodność chemiczna i fizyczna.

Cechami charakterystycznymi minerałów są głównie: przynależność do określonej klasy krystalograficznej (kryształ), skład chemiczny, właściwości mechaniczne — twardość (określana w skali Mohsa), łupliwość, przełam (np. muszlowy, haczykowaty), właściwości optyczne: barwa, rysa (tj. barwa minerałów w stanie sproszkowanym), połysk (np. tłusty, metaliczny), współczynniki załamania światła (dwójłomność), pleochroizm a, także inne cechy fizyczne (np. właściwości magnetyczne, gęstość). Ze względu na właściwości barwne rozróżnia się minerały idiochromatyczne (barwne), odznaczające się charakterystyczną, własną barwą uwarunkowaną składem chemicznym i strukturą krystaliczną (np. czerwony cynober, niebieski azuryt), oraz minerały allochromatyczne (zabarwione), w stanie czystym bezbarwne, często zabarwione przez domieszki (np. odmiany kwarcu: ametyst, cytryn), lecz zachowujące białą rysę. Ze względu na częste wzajemne podstawienia jonów różnych pierwiastków chemicznych w strukturze krystalicznej minerałów (diadochia), część z nich (np. plagioklazy, oliwiny) tworzy szeregi izomorficzne, tj. roztwory stałe o zmiennej zawartości głównych składników, lecz o tej samej postaci krystalograficznej oraz o określonych właściwościach optycznych i fizycznych. Niektóre substancje chemiczne występują jako minerały o różnych postaciach krystalograficznych (polimorfizm), tworząc odmiany polimorficzne: np. węglan wapnia ma 2 odmiany polimorficzne — trygonalną (kalcyt) i rombową (aragonit). Forma kryształu minerału może być zachowana mimo jego zastąpienia przez inny minerał (pseudomorfoza) lub przez inną odmianę polimorficzną tej samej substancji (paramorfoza).

Minerały występują w postaci prawidłowo uformowanych dużych kryształów i ich skupień (np. szczotek krystalicznych), częściej tworzą nagromadzenia drobnych kryształów zwanych agregatami krystalicznymi, ziarna o kształtach nieregularnych (np. uzależnionych od kształtu pustki skalnej, w której krystalizowały), skupienia drobnokrystaliczne lub skrytokrystaliczne (ziemiste, zbite i inne) o różnych kształtach (np. nacieki, buły). Powstają w wyniku wielu procesów geologicznych: krystalizacji magmy, metamorfizmu, procesów hydrotermalnych, ekshalacji wulkanu, wietrzenia, diagenezy, wytrącania się substancji chemicznych z wód powierzchniowych, działalności organizmów, w określonych warunkach fizykochemicznych tworzą się zwykle charakterystyczne zespoły mineralne zwane paragenezami.

Zespołami minerałów występującymi w skorupie ziemskiej w dużych masach są skały. Wśród minerałów tworzących skałę rozróżnia się minerały główne (składniki gł.), tj. będące podstawowymi składnikami skały i decydujące o jej przynależności systematycznej, minerały poboczne (występujące pospolicie, lecz w niewielkich ilościach, i nie mające wpływu na przynależność systematyczną skały) i minerały akcesoryczne (które występują w zmiennej ilości w danym typie skały, a ich obfitość może być podstawą wydzielenia pewnych jej odmian). Minerały będące głównymi składnikami skał są nazywane minerałami skałotwórczymi: należą do nich głównie krzemiany i glinokrzemiany (skalenie, amfibole, pirokseny, łyszczyki, oliwiny, skaleniowce), kwarc, kalcyt, dolomit. Ważną grupą minerałów skałotwórczych są minerały ilaste, tj. minerały z grupy glinokrzemianów uwodnionych o strukturze warstwowej, tworzące skupienia złożone z drobnych, nierozpoznawalnych gołym okiem łusek; łatwo chłoną wodę, co powoduje ich pęcznienie i uplastycznienie, są głównymi składnikami skał ilastych i gleb (np. kaolinit, montmorillonity). Głównymi składnikami większości rud są minerały kruszcowe (kruszce), tj. minerały będące związkami (siarczkami, arsenkami, siarkosolami, tlenkami i in.) metali ciężkich (także antymonu, arsenu). Dla minerałów kruszcowych typowe są: duże współczynniki załamania światła, nieprzezroczystość, połysk metaliczny lub półmetaliczny (np. galena, chalkopiryt, hematyt). Wyróżnia się także minerały ciężkie (np. magnetyt, kasyteryt, ilmenit, turmalin), dające się dzięki znacznej gęstości (powyżej 3 g/cm³) łatwo oddzielać (szlichowa próba) od pospolitych minerałów skałotwórczych. Znaczna część minerałów jest wykorzystywana w gospodarce (kopaliny), głównie w przemyśle, także w rzemiośle artystycznym (kamienie szlachetne), ich nagromadzenia (złoże) są od starożytności eksploatowane metodami górniczymi.

Minerały to substancje chemiczne powstające w przyrodzie, o określonym składzie i określonych właściwościach fizycznych i chemicznych oraz o strukturze krystalicznej. Z minerałów zbudowana jest skorupa ziemska, księżyc i meteoryty. Minerały mogą mieć postać prawidłowych kryształów, częściej rozmaitych skupień krystalicznych. Ze względu na genezę wyróżnia się minerały pierwotne i wtórne. Minerały pierwotne wydzielają się bezpośrednio z danego środowiska: mogą krystalizować z magmy (minerały magmowe), z przegrzanych par i gorących roztworów wydzielających się z magmy (minerały pneumatolityczne i hydrotermalne), z par i gazów wulkanicznych (minerały wulkaniczno-ekshalacycne), z wód źródlanych, jeziornych lub morskich (minerały osadowe). Minerały wtórne powstają z minerałów pierwotnych wskutek fizycznych i chemicznych przeobrażeń minerałów pierwotnych w wyniku procesów > wietrzenia > diagenezy > i metamoefizmu. Minerały zwykle występują w przyrodzie w naturalnych zespołach powstających w określonych środowiskach fizykochemicznych. Zespoły minerałów występujące w skorupie ziemskiej w wielkich masach noszą nazwę skał.

Glebą nazywamy warstwę powierzchniową, pokrywającą skorupę ziemską. Powstała ona w wyniku długotrwałych procesów, które przebiegały na powierzchni Ziemi. O długości tego procesu świadczy fakt, iż warstwa ziemi o grubości  2-3cm kształtuje się od 200 do 1000 lat. Proces ten polega na oddziaływaniu czynników klimatycznych, które powodują wietrzenie skał, jak i na oddziaływaniu organizmów. Rozdrobniona skała zatrzymuje cząstki wody i powietrze. Z czasem pojawiają się rośliny utrwalające glebę.  Bardzo ważną funkcję pełnią drobnoustroje, których zadaniem jest rozkładanie szczątków roślinnych i zwierzęcych, wzbogacając w ten sposób glebę w próchnicę i minerały. Gleba ma następujący skład:

-          materia organiczna (5%);

-          minerały (45%);

-          woda (25%);

-          powietrze (25%).

Utrzymanie wysokiej jakości gleby zapewniają organizmy glebowe. W związku z tym można potraktować glebę jako żywą warstwę skorupy ziemskiej. Jak wiadomo wszystko co żywe podlega ciągłym zmianom, będących wynikiem oddziaływania czynników naturalnych, a także wpływem działalności samego człowieka.

Składniki chemiczne

Wyróżniamy następujące pierwiastki: węgiel C, glin Al., wapń Ca, żelazo Fe, chlor Cl, wodór H, potas K, magnez Mg, azot N, sód Na, tlen O, fosfor P, siarka S, krzem Si + mangan Mn, molibden Mo, miedź Cu, kobalt Co, ołów Pb, cynk Zn, bor B, tytan Ti.

Część mineralna to przede wszystkim: krzem Si, glin Al, żelazo Fe, wapń Ca. Krzem Si występuje w 60 do 90 % pod postacią krzemionki. Glin Al występuje w granicach 5 do 12%. Żelazo Fe występuje w postaci Fe²⁺ oraz Fe³⁺. Natomiast wapń Ca w postaci węglanu wapnia CaCO₃. Zawartość CaCO₃ waha się pomiędzy ilościami śladowymi, a kilkudziesięcioma procentami. Pozostałe pierwiastki mierzymy w ppm; mogą sięgać najwyżej 1% zawartości.

Typy i procentowy udział najczęstszych gleb naszego kraju

Gleby bielicowe, płowe i brunatne są najczęstsze. Stanowią łącznie 82% wszystkich naszych gleb. Pozostałe gleby to:

- gleby błotne (9%);

- gleby mady (5%);

- czarne ziemie (2%) i czarnoziemy (1%);

- gleby rędzinowe (1%).

Struktura warstwy glebowej

W glebie tworzą się tzw. agregaty. Są one bardzo ważne, ponieważ zapewniają roślinom właściwą gospodarkę wodną i warunki cieplne. W gruzełkach występują przestrzenie kapilarne, w których gromadzi się woda kapilarna. W większych przestrzeniach gromadzi się woda grawitacyjna. Gdy spłynie, do wolnych miejsc dostaje się powietrze atmosferyczne, dostarczając w ten sposób tlen O­­_2­­­­­. Natomiast woda czerpana jest z kapilar. 

Fizyczne właściwości

Priorytetem przy ustalaniu właściwości fizycznych jest układ trójfazowy tej gleby. Na fazę stałą przypadają cząstki mineralno-organiczne, mineralne i organiczne. Fazę ciekłą stanowi roztwór glebowy, natomiast gazową powietrze. Powietrze na przemian z roztworem glebowym wypełnia pory. Zasadniczymi właściwościami fizycznymi są:

- skład granulo-metryczny.

Podstawowymi składnikami gleby są cząstki mineralne, które powstają w wyniku erozji wietrznej działającej na skałę macierzystą. Do mineralnych składników zaliczamy minerały: ilaste (np. illit), krzemianowe (np. kwarc i skalenie) i bezkrzemowe (kalcyt i gips). Większość cząsteczek jest różna, więc cząsteczki glebowe podobne pod względem składu oraz właściwości fizycznych zakwalifikowano do grup frakcyjnych. W naszym kraju materiał glebowy dzieli się na dwie grupy:

1.      Części szkieletowe, które stanowi frakcja kamieni o średnicy powyżej 20nm i frakcja żwiru o średnicy 20-1nm.

2.      Części ziemiste, do których zaliczamy frakcję piasku (średnica 1-0,1nm), frakcję pyłu (średnica 0,1-0,02) i frakcję zwaną częściami spławianymi o średnicy poniżej 0,02nm.

Do części spławianych zaliczamy ił pyłowy koloidalny, drobny i gruby. Składem granulometrycznym nazywamy udział danej frakcji w definicyjnej jednostce masy gleby. Uznaje się to za zasadniczą cechę gleby, mającą związek z materiałem macierzystym i jego jakością.

- gęstość gleby.

Gęstością gleby nazywamy masę jednego metra sześciennego suchej gleby, nienaruszonej strukturalnie. Jest zależna od uziarnienia oraz struktury gleby. Wyróżniamy dwa rodzaje gęstości:

- gęstość właściwą-rzeczywistą.

Mówi o tym o ile cząstka gleby nie zawierająca powietrza ani wody ma większą masę od cząsteczek wody, które zajmują tę samą objętość. Zależy od tzw. składu mineralnego.

- gęstość objętościowa.

Przez tą gęstość rozumiemy stosunek masy danej próbki gleby, która jest naturalna w swoim układzie do objętości całkowitej tej próbki. Ze wzrostem tej gęstości wzrasta stopień porowatości tej gleby i jest ona bardzie zbita.

- porowatość.

Suma wolnych przestrzeni gleby. Wyróżniamy porowatość kapilarną oraz niekapilarną.

- zwięzłość.

Jest to siła, będąca miarą spojenia cząsteczek. Mierzy się ją poprzez określenie siły potrzebnej do ich rozdzielenia.

- plastyczność.

Jest cechą umożliwiającą przybieranie glebie różnych kształtów, gdy jest wilgotna. Jest zależna od wielkości cząsteczek.

- lepkość.

Jest wyrażana zdolnością przylegania gleby. Zależy od składu mechanicznego oraz wilgotności gleby.

- pęcznienie, kurczenie.

Zachodzi w glebach zawierających dużo cząstek koloidalnych. Zwiększenie objętości przez gęstość, przy nawilgotnieniu to właśnie pęcznienie, a kurczenie przebiega w drugim kierunku.

- wodne właściwości.

Woda może przyjmować różne postacie:

- wolną, kiedy przepływa z góry w dół gleby, determinowana własną masą;

- kapilarną, wnikającą do najcieńszych kanalików glebowych. Jest rezerwuarem wilgoci w glebie i porusza się w każdym kierunku;

- błonkową, trudnodostępną dla roślin. Powleka gruzełki oraz cząsteczki;

- higroskopową, silnie związaną i dostającą się do gleby z atmosfery. Jest obecna w ciężkich oraz próchniczych typach gleb; 

- molekularną, która zatrzymuje się na cząsteczkach gleby, w wyniku działania sił adhezji. Jest zależna od typu występujących w glebie koloidów;

- pary wodnej, znajdującej się w porach i będącej częścią składową powietrza glebowego.

- cieplne właściwości.

Mają związek z przewodnictwem i pojemnością cieplną. Intensywność nagrzewania oraz szybkość utraty ciepła gleby mają związek z barwą oraz wilgotnością tej gleby. Ciepło może dostarczać słońce, procesy biologiczne i powietrze.

Właściwości chemiczne oraz fizyko-chemiczne

Skład chemiczny, formy, związki i przemiany pierwiastków określamy mianem właściwości chemicznych gleby. Badania są prowadzone aby oznaczyć:

- zawartość materii organicznej gleby. Jeśli gleba jest prawidłowo użytkowana powinna występować równowaga pomiędzy substancjami organicznymi i  tworzącymi się związkami próchnicowymi. W przypadku przyspieszonej mineralizacji możemy wnioskować, iż doszło do zakwaszenia lub akumulacji toksycznych związków. Aby zbadać ilość substancji organicznej w glebie stosuje się metodę barwową.

- zawartość próchnicy, a także węgla organicznego utlenialnego. Węgiel i próchnica pozwalają oszacować zawartość substancji organicznej w glebie, a także stopień jej humifikacji. Zawartość węgla w glebie świadczy o zawartości próchnicy. Należy zastosować przelicznik 58%. Sposób oznaczenia opiera się na utlenianiu węgla C do dwutlenku węgla CO₂. oznaczenie przebiega w środowisku kwaśnym.

- zawartość azotu. Jest zależna od jakości oraz ilości substancji organicznej, a także od stopnia rozkładu (C\N). zawartość azotu w glebie to zawartość azotu organicznego + zawartość związków mineralnych azotu. Oznacza się również ilość ołowiu, kobaltu, kadmu, niklu, magnezu i manganu.

Odczyn pH, sorpcyjność i właściwości ohydo-redukcyjne określają właściwości fizyko-chemiczne.   

Odczyn gleby - jest zależny od stężenia jonów wodorowych H⁺ i zasadowych OH^-. ph ma związek z aktywnością biologiczną. Jeśli stosunek jonów kwasowych do zasadowych jest równy 1 to pH jest neutralne. W środowisku kwaśnym występuje przewaga jonów H⁺, a w środowisku zasadowym jonów OH^-. do oznaczenia odczynu gleby używa się dwóch metod. Pierwsza to pomiar potencjometryczny (polega na mierzeniu różnicy potencjałów pomiędzy półogniwami. Drugą metodą jest pomiar kolorymetryczny (mierzy się barwę cieczy, która powstaje w wyniku reakcji: płyn Helliga + gleba).  

Zdolność sorpcyjna - to zdolność absorbenta do absorpcji par, gazów, cząsteczek niezdysocjonowanych oraz jonów pochodzących z roztworu glebowego. Polega to na pochłanianiu wymienionych substancji, które zachodzi na powierzchni tego absorbenta. W przypadku gleby sorpcja zależy od koloidalnej fazy stałej (są to cząsteczki 2*10^-3mm). Wyróżniamy: koloidy glebowe, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Al.(OH)₃, minerały ilaste, kompleksy ilasto-próchnicze i próchnicę. Wyróżniamy trzy typy sorpcji: biologiczną, chemiczną i wymienną. W glebie funkcjonuje ta ostatnia. Jej istotą jest wymiana wcześniej zaabsorbowanych jonów na te znajdujące się w roztworze glebowym. Maksymalną ilość kationu H⁺, którą jest w stanie zaabsorbować 100 g materiału glebowego nazywa się pojemnością sorpcyjną gleby. W czasie zachodzących reakcji redoks dochodzi do przyłączania lub oddawania elektronów. W czasie przemian materii organicznej w glebie dominują procesy utleniania (są nieodwracalne).

Zjawisko erozji

Jest to najczęstsza przyczyna degradacji gleby. Erozja polega na mechanicznym oddziaływaniu na powierzchnię Ziemi w sposób niszczący czynnikami zewnętrznych oraz na przenoszeniu owych produktów niszczenia. Rozróżniamy dwa typy erozji wodną i wietrzną. Przykładem erozji wodnej jest spłukiwanie elementów gleby przez opad atmosferyczny, np. w postaci deszczu.  Nasilenie tego rodzaju erozji zależy od stopnia w jakim występuje roślinność. Najlepiej osłonięte są gleby porośnięte trawami, leżące w lasach. Niestety człowiek wycina lasy i niszczy roślinność. Odsłania w ten sposób glebę zwiększając jej podatność na erozję. Najbardziej odczuwalne jest to na górzystych obszarach, gdzie spływowi powierzchniowemu (powodującemu erozję) sprzyja nachylenie terenu. Również erozję rzeczną zaliczamy do erozji wodnej.  Rzeka w czasie przepływu zabiera ze sobą rozdrobnione podłoże, elementy spłukiwanej gleby z terenów przybrzeżnych do rzek. Natomiast brzegi morskie ulegają erozji wywołanej przez wodę morską uderzającą z dużym impetem o brzeg.

Wiatr również jest czynnikiem erozjo-twórczym. Erozja tego rodzaju polega na przenoszeniu drobin piasku oraz próchnicy glebowej pod wpływem wiatru. W wyniku nasilenia erozji wietrznej dochodzi do burz pyłowych. Polska jest obszarem, gdzie zjawiska te uległy zdecydowanemu nasileniu. Dotyczy to głównie obszarów wylesionych, gdzie występują wyraźne deficyty wody. 

Procesy towarzyszące tworzeniu się gleby

Wpływ środowiska naturalnego, w naturalnych warunkach jest czynnikiem warunkującym tworzenie się gleby ze skał. Skały lub minerały pochodzące ze skorupy naszej Ziemi, jeśli dotrą na powierzchnię, mogą być skałą macierzystą przyszłych gleb. Powstawanie gleb z takiego surowego materiału ma związek z wietrzeniem oraz procesami biochemicznymi. Wyróżnia się trzy typy wietrzenia: chemiczne, biologiczne oraz fizyczne. Przebiegają równocześnie, ale z innym nasileniem. Pod wpływem wietrzenia zmianie ulega wygląd składników mineralnych od zewnętrznej strony skały. Odporność na działanie wiatru jest różna u różnych skał. Skały typu grubokrystalicznego ulegają trudniej wietrzeniu. Utwory zbudowane z jednego rodzaju minerału są bardziej odporne, od tych wielo-mineralnych. Kolejność wietrzenia jest następująca: najpierw zachodzi wietrzenie fizyczne (dochodzi do rozdrobnienia), potem dochodzi do wietrzenia chemicznego i biologicznego.

Wietrzenie typu chemicznego -

Na podstawie przemian skalenia potasowego prześledzić można powstawanie różnych produktów wietrzenia, w zależności od obecności potasu:

w wypadku, gdy cały potas został wymyty do roztworu, powstającym minerałem wtórnym j

est kaolinit:

4K[AlSi₃O₈] + 6H₂O ® Al₄[(OH)₈Si₄O₁₀] + 8SiO₂ + 4KOH
skaleń potasowy + woda ® kaolinit + krzemionka + potas

jeżeli pewna część potasu nie ulegnie wymyciu i pozostanie w obrębie sieci krystalicznej, powstającym minerałem wtórnym jest

illit.

5K[AlSi₃O₈] + 4H₂O ® KAl₄[(OH)₄AlSi₇O₂₀] + 8SiO₂ + 4KOH
skaleń potasowy + woda ® illit + krzemionka + potas

Wietrzenie- jego efektem jest zmiana struktury minerałów. Wytwarzane są nowe minerały zwane wtórnymi. Rozkład skał oraz minerałów poprzez wietrznie typu chemicznego oraz mineralnego jest bardzo skuteczne w klimacie wilgotnym. Czynnikami bardzo istotnymi dla wietrzenia chemicznego są woda, dwutlenek węgla, kwasy mineralne, organiczne i tlen. Podczas tego wietrzenia na zwałowiskach dochodzi do:

- utlenienia (ma zasięg na głębokość do której dochodzi tlen),

- redukcji (zachodzi tam, gdzie nie występuje wolny tlen; niekiedy redukcję wywołują kwasy),

- hydratacji (jeśli woda jest składnikiem minerałów, zmieniając ich właściwości chemiczne oraz fizyczne - 2Fe₂O₃+3H₂O = 2Fe₂O₃*3H₂O),

- hydrolizy ( hydrolizie z minerałów trudno ulega siarczan (VI) wapnia i węglan wapnia - jeszcze trudniej; w przypadku minerałów zasadowych istnieje możliwość do  wymiany z wodorem CaSiO₃+HOH=H₂SiO₃+Ca(OH)₂ ),

- karbonatyzacji (ma ona związek z powstawanie węglanów, a substratem są dwuwęglany. Karbonatyzacja jest związana z rozkładem minerałów glebowych. Ma związek z hydrolizą minerałów, które następnie przechodzą w inne).

W trakcie oddychania korzeni uwalnia się dużo dwutlenku węgla, tworzącego połączenia z kationami. Ze wzrostem koncentracji dwutlenku węgla wzrasta wietrzenie chemiczne.

Wietrzenie chemiczne daje minerały wtórne, mające znaczną aktywność i zalicza się je do minerałów ilastych, a z nich z kolei zbudowane są iły oraz gliny. W glinie oprócz minerałów wtórnych znajduje się również kwarc, substancje organiczne i uwodnione tlenki żelaza. Wyróżniamy następujące grupy glin:

- montmorylonitowa, czyli (OH)₄Al₄Si₈O₂₀*H₂O - powstaje w warunkach kwaśniejszych od kaolinitowej. Stanowi główny składnik tzw. glin bentonitowych, dobrze sorbuje i występuje w piaskowym typie gleb o frakcji poniżej 0,002mm.

- kaolinitowa, czyli (OH)₈Al₄S_i4O₁₀ - zaliczamy do niej kaolinit. Tworzy się podczas wietrzenia skał typu glinokrzemianowego w warunkach kwaśnych. Spotyka się ją najczęściej na zwałach obydwóch rodzajów węgla.

- illitowa - zaliczamy do niej illit, który jest najbardziej powszechnym produktem procesu wietrzenia skał lądowych. Można ją spotkać na zwałach z odpadów węglowych.

Wietrzenie typu biologicznego - gleby i skały osadowe rzadko zawierają jedynie jeden rodzaj iłów. Celem rekultywacji jest zintensyfikowanie procesów glebotwórczych, w których znaczną rolę pełni wietrzenie biologiczne. Dochodzi do niego w wyniku oddziaływania organizmów na skały lub poprzez chemiczne przetworzenie minerałów, przy użyciu produktów rozkładu materii organicznej (kwasy huminowe i dwutlenek węgla). Ten typ wietrzenia odgrywa ważną rolę podczas powstawania gleby. Z tego wynika tak wielkie znaczenie materii organicznej podczas rekultywacji obszarów bezglebowych. Próchnica może powstawać jedynie w glebie. Stanowi ona aż 90% substancji organicznej znajdującej się w glebie. Substancja organiczna to 5% gleby. W czasie humifikacji (humus = próchnica) powstają związki organiczne, które sklasyfikowano do 4 grup:

- fulwokwasy;

- kwasy hymato-melanowe;

- huminy (są to sole stymulujące, bądź hamujące wzrost organizmów żywych);

- kwasy huminowe.

5. Wodne układy dyspersyjne

Pojęcie i klasyfikacja koloidów

Stan koloidalny jest stanem skupienia materii równie powszechnym jak stan gazowy, ciekły lub stały. Cechą charakterystyczną stanu koloidalnego jest niski stopień rozdrobnienia. Układy koloidalne lub krótko - koloidy, są to układy dyspersyjne, najczęściej dwuskładnikowe, o wyglądzie układów fizycznie jednorodnych, chociaż w rzeczywistości oba składniki nie są ze sobą zmieszane cząsteczkowo.

Składnik tworzący fazę ciągłą układu nazywamy ośrodkiem dyspersyjnym lub rozpraszającym, drugi zaś fazą rozproszoną lub składnikiem rozproszonym. Faza rozproszona składa się z cząstek koloidalnych o wymiarach od 1 do 100 nm, a nawet do 500 nm. Należy tu jednak zaznaczyć, że do układów koloidalnych zaliczamy nie tylko te, które mają wszystkie trzy wymiary "koloidalne", lecz także i te, w których dwa a tylko nawet jeden wymiar jest koloidalny, czyli ma wartość od 1 do 500nm. W związku z tym układy koloidalne można podzielić na układy z cząstkami trójwymiarowymi, układy z cząstkami blaszkowatymi i układy z cząstkami nitkowatymi. Jeżeli cząstki fazy rozproszonej mają jednakową wielkość, układ nazywamy mono lub izo-dyspersyjnym, jeżeli różną - polidyspersyjnym. Układy koloidalne, które spotykamy w przyrodzie czy laboratorium mają jednak najczęściej charakter polidyspersyjny.

Układy dyspersyjne o wymiarach cząstek większych od 500 nm nazywamy układami mechanicznymi (zawiesinami lub suspensjami, w których cząstki ulegają sedymentacji), zaś układy o wymiarach cząstek rozproszonych mniejszych od 1nm układami o rozdrobnieniu cząsteczkowym (roztworami rzeczywistymi).

Stan rozproszenia koloidalnego jest bardzo rozpowszechniony, zarówno w świecie przyrody ożywionej (różnorodne białka, pektyny, węglowodany) i nieożywionej (gliny, mgły, pył wulkaniczny), jak również wśród związków otrzymanych sztucznie w laboratorium chemicznym (mydła, niektóre barwniki, siarka koloidalna, tlenki metali itd.). Oprócz tego w przyrodzie występuje dużo związków, których cząsteczki mają wymiary charakterystyczne dla układów koloidalnych, zwane są one eukoloidami (np. skrobia, celuloza, kauczuk, keratyna, kolagen glikogen itd.), znane są również syntetyczne eukoloidy, jak polistyreny i inne tworzywa sztuczne. Podczas rozpuszczania eukoloidów powstają samorzutnie układy koloidalne.

Najbardziej rozpowszechnione są układy koloidalne o ciekłym ośrodku dyspersyjnym, zwane roztworami koloidalnymi, liozolami lub zolami. Jeżeli ośrodek dyspersyjny jest wodą, zwane są hydrozolami, jeżeli alkoholem alkozolami, jeżeli benzenem - benzenozolami itd. Ogólnie, jeżeli ośrodek dyspersyjny jest cieczą organiczną, układy koloidalne nazywa się organozolami, jeżeli zaś gazem gazozolami (w przypadku powietrza - aerozolami).

6. Kształtowanie się składu wód od opadowych do podziemnych

Było na wykladzie

Czynniki kształtujące skład wód powierzchniowych
W odróżnieniu od wód podziemnych, w kształtowaniu składu chemicznego wód powierzchniowych znacznie większą rolę odgrywają zanieczyszczenia antropologiczne. Stąd o ostatecznym składzie decydują produkty procesów naturalnych przebiegających w środowisku wodnym oraz zanieczyszczenia obcego pochodzenia. Ponieważ wody powierzchniowe w sposób bezpośredni narażone są na wpływ skutków działalności gospodarczej człowieka, charakteryzują się one zmiennością składu fizyczno-chemicznego i większą różnorodnością substancji w nich występujących niż wody podziemne. Poziom zanieczyszczenia wód powierzchniowych koreluje (zależy od) ze sposobem zagospodarowania zlewni, stopniem degradacji środowiska oraz warunkami atmosferycznymi panującymi w danym regionie. W wodach powierzchniowych, poza substancjami obecnymi w wodach podziemnych, występują zanieczyszczenia stanowiące poważny problem z uwagi na fakt, iż wiele z nich należy do substancji uciążliwych, a często i toksycznych dla środowiska naturalnego.
Do głównych czynników kształtujących skład wód powierzchniowych należą:
- budowa geologiczna zlewni,
- topografia zlewni,
- procesy wietrzenia i rozpuszczania minerałów budujących zlewnię,
- prędkość i natężenie przepływu wody decyduje o wielkości wymiany między substancjami występującymi w wodzie i zdeponowanymi na dnie rzek,
- mieszanie się wód o różnym składzie,
- warunki atmosferyczne (temperatura, opady atmosferyczne),
- lokalizacja wód w stosunku do źródeł zanieczyszczeń.

7. Klasyfikacja wód naturalnych według (a)składu jonowego i (b) stopnia mineralizacji.*

(a)

(b)

Jednocześnie klasyfikacja wody wg stopnia ogólnej mineralizacji - zawarta w przepisach ww.

rozporządzenia, tj.:

-

niskomineralizowana - ogólna zawartość składników mineralnych nie jest większa od

500 mg/l;

średniomineralizowana - ogólna zawartość składników mineralnych nie jest większa od

-

1500 mg/l;

-

wysokozmineralizowana - ogólna zawartość składników mineralnych jest większa od

1500 mg/l;

8. Podstawowe wskaźniki składu jonowego wody

Jon amonowy NH₄⁺
Jednododatni rodnik (NH₄⁺) zachowujący się w naturalnych warunkach podobnie do metali alkalicznych. Charakterystyczny składnik wód podziemnych występujących w warunkach redukcyjnych. Pojawia się w wodach podziemnych w wyniku naturalnych procesów, efektem których jest wydzielanie się amoniaku reagującego z wodą. W wodach gruntowych najczęściej pochodzi z mineralizacji substancji organicznej zachodzącej w warunkach redukcyjnych oraz denitryfikacji. Dostaje się też do wód razem ze ściekami rolniczymi, bytowymi, przemysłowymi. Łatwo sorbowany. Stężenia j. a. przekraczające 0,5 mg N/dm³ uznawane są za toksyczne, a występujące w wodach gruntowych traktowane jako bezpośredni wskaźnik ich zanieczyszczenia. Występowanie j. a. łącznie z substancję organiczną utrudnia uzdatnianie - chlorowanie wody ze względu na tworzenie organicznych chloramin. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa].

Jon azotanowy NO₃^-, azotany(V)
Najpowszechniejsza forma występowania azotu mineralnego w wodach podziemnych występujących w warunkach utleniających. Pojawia się zwykle jako efekt mineralizacji substancji organicznych (roślinnych i zwierzęcych), bądź procesów nitryfikacji. J. a. występujące w wodach potocznie nazywane są azotanami. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon chlorkowy Cl^-, jon chloru (I), (chlorki)
Główny anion występujący zawsze i powszechnie w wodach podziemnych. W wodach niskozmineralizowanych ma znaczenie podrzędne. Wraz z głębokością systematycznie wzrastają stężenia Cl^-, wzrasta też ich udział w mineralizacji wody (wody chlorkowe). Jony Cl^- w wodach podziemnych mogą pochodzić z ługowania minerałów solonośnych i wód reliktowych oraz ingresji wód morskich. Często, zwłaszcza w wodach gruntowych, pochodzą też z zanieczyszczeń bytowych lub przemysłowych. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jony główne (wód podziemnych), jony podstawowe
Jony o dominujących stężeniach w wodach podziemnych. Należą do nich aniony (jon chlorkowy, jon siarczanowy, jon wodorowęglanowy) oraz kationy (jon sodowy, jon potasowy, jon wapniowy, jon magnezowy). Często jon potasowy i sodowy przedstawiane są łącznie, zwykle w przeliczeniu na jon sodowy. Stężenia j. g. i wzajemne ich proporcje wykorzystywane są przy klasyfikowaniu chemizmu wód podziemnych (klasyfikacje hydrogeochemiczne). Proporcje te zmieniają się wraz ze zmianami warunków środowiska występowania wód podziemnych. Strefowość hydrogeochemiczna pionowa. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon hydroksylowy OH^-, wodorotlenowy jon, wodorotlenkowy jon
Jon powstający m.in. w wyniku dysocjacji cząsteczek wody. J. h. aktywnie uczestniczą w procesach hydrogeochemicznych (np. hydrolizie wody). Stężenie j. h. decyduje o zasadowości wody. Jon hydronowy. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon magnezowy Mg²⁺, jon magnezu (II)
Jeden z głównych kationów wód podziemnych, występujący z reguły w podrzędnych stężeniach w stosunku do pozostałych kationów. Występuje na jednym poziomie utleniania - jako kation dwudodatni. Towarzyszy zwykle jonom wapnia, wyraźnie ustępując im ilościowo. Pochodzi z wietrzenia minerałów skał magmowych i ługowania skał osadowych głównie dolomitów. Aktywnie uczestniczy w procesach sorpcyjnych. Nadaje wodzie cechę zwaną twardością. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon potasowy K⁺, jon potasu (I)
Powszechnie spotykany składnik wód podziemnych, występujący w stężeniach niższych niż pozostałe główne kationy (główne składniki wód). W wodach podziemnych potas występuje na jednym stopniu utlenienia (+1) i aktywnie uczestniczy w procesach sorpcyjnych, na ogół silniej wiążąc się z minerałami ilastymi niż pozostałe kationy. W wodach podziemnych pojawia się jako efekt wietrzenia minerałów skał magmowych, ługowania soli ze skał osadowych, wymywania resztek ługów pokrystalizacyjnych i synsedymentacyjnych wód morskich. Może pochodzić z zanieczyszczeń bytowych, przemysłowych oraz rolniczych. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon siarczanowy SO₄^2-, siarczan (VI)
Główne jony wód podziemnych, występujące wyłącznie w warunkach utleniających, gdzie są podstawową formą wodnej migracji siarki. Pojawiają się w wyniku ługowania skał zawierających minerały siarczanowe oraz jako efekt procesów sulfatyzacyjnych. Mogą być też efektem mineralizacji substancji organicznej, wietrzenia złóż siarczkowych, zanieczyszczeń antropogenicznych (górniczych, przemysłowych, bytowych, rolniczych, hodowlanych). [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon siarczynowy SO₃^2-, jon siarczanowy (IV)
Nietrwały, mało stabilny jon występujący w wodach podziemnych w podrzędnych ilościach jako przejściowy produkt przemian utleniająco-redukcyjnych związków siarki. W standardowych analizach wód podziemnych oznaczony jest zwykle łącznie z jonami siarczanowymi (VI) i często jony te łącznie podawane są w formie siarczanów (VI). [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon sodowy Na⁺, jon sodu (I)
Sód występuje w naturalnych wodach na jednym stopniu utlenienia (+1). J. s. jest jednym z głównych jonów wód naturalnych. W wodach nisko zmineralizowanych występuje w nieznacznych ilościach rzędu 1-50 mg/dm³. Aktywnie uczestniczy w procesach wymiany jonowej. W wodach podziemnych pojawia się jako efekt wietrzenia skaleni sodowych, ługowania osadowych złóż soli, wymywania resztek słonych wód reliktowych oraz w wyniku procesów desorpcyjnych. Wody gruntowe, zawierające sód jako kation dominujący, występują w strefach lądowego zasolenia i wybrzeży morskich. Źródłem sodu są też różnego rodzaju zanieczyszczenia antropogeniczne (górnicze, przemysłowe i bytowe). [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon wapniowy Ca²⁺, jon wapnia (II)
W wodach podziemnych pierwiastek wapń występuje na jednym poziomie utleniania, jako kation dwuwartościowy. J. w. jest głównym kationem wód podziemnych, dominującym ilościowo nad pozostałymi w wodach niskozmineralizowanych i w strefie stagnacji hydrogeochemicznej. Pochodzi z wietrzenia minerałów skał magmowych i ługowania skał osadowych (np. wapieni i dolomitów). Do wód podziemnych może też przenikać z zanieczyszczeń (przemysłowych, bytowych). Aktywnie uczestniczy w procesach sorpcyjnych. Nadaje wodzie cechę zwaną twardością. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon węglanowy CO₃^2-
Anion występujący podrzędnie lub wręcz śladowo w niskozmineralizowanych wodach podziemnych, biorący udział w równowadze węglanowej. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon wodorowęglanowy HCO₃^-
Główny anion niskozmineralizowanych wód podziemnych uczestniczący w równowadze węglanowej. W wodach podziemnych pojawia się w wyniku rozpuszczania dwutlenku węgla oraz ługowania skał węglanowych. Niekiedy może być efektem antropogenicznego zanieczyszczenia wód. W miarę głębokości występowania wód podziemnych, stężenia j. w. ustępują ilościowo pozostałym głównym anionom (jony główne), ostatecznie zanikając na znacznych głębokościach. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon żelazawy Fe²⁺, jon żelaza (II), jon żelaza dwudodatniego
Najpowszechniejsza forma występowania żelaza w nisko zmineralizownych wodach podziemnych. Na tę formę przeliczane jest stężenie żelaza występującego w wodach naturalnych w różnych formach występowania (specjacjach) i na różnym poziomie utlenienia i podawane w standardowych analizach jako Fe²⁺. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

Jon żelazowy Fe³⁺, jon żelaza (III), jon żelaza trójdodatniego
Jony żelaza na +3 stopniu utlenienia występują w wodach podziemnych w znikomych ilościach, najczęściej w postaci różnego typu jonów kompleksowych. Występują wyłącznie w warunkach utleniających, gdzie też łatwo wytracają się w postaci tlenków i wodorotlenków. Stężenia jonu żelaza (III) w analizach wód najczęściej oceniane są łącznie ze stężeniami jonów Fe (II) i łącznie podawane jako Fe²⁺. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa]

9. Eutrofizacja wód

To wzrost trofii, czyli żyzności wód głównie wzrost stężeń związków fosforu i azotu. Związki te dopływają do wód w postaci mineralnej, bądź też jako materia organiczna, która ulegając rozkładowi, dostarcza przyswajalnych dla roślin form mineralnych tych pierwiastków. Eutrofizacja oznacza ?eu? ? dobry podczas mamy do czynienia właśnie z niedobrą, nadmierną trofią. Eutrofizacja jest efektem nadmiernego dopływu substancji odżywczych (troficznych, biogennych), (spływającej w ściekach komunalnych i przemysłowych), które w nadmiarze stanowią jeden z rodzajów zanieczyszczeń. Eutrofizacja jezior jest procesem naturalnym. Stale bowiem dopływają do nich substancje z zewnątrz ? ze zlewni i atmosfery. Normalnie jednak jest to proces bardzo powolny. Został on przyśpieszony dziesiątki i setki razy w wyniku gospodarki ludzkiej ? zrzutu ścieków komunalnych i przemysłowych, wycinki lasów, intensyfikacji rolnictwa, w tym nawożenia mineralnego. Dotyczy to zarówno zbiorników jak i cieków. Proces ten nasilił się szczególnie w ostatnim półwieczu. Eutrofizacja początkowo umiarkowany wzrost produkcji biologicznej, w tym pożądanej produkcji ryb. Po przekroczeniu pewnej granicy ? wywołuje jednak wiele niekorzystych efektów.

PRZYCZYNY I SKUTKI
1. Zmiany zagospodarowania zlewni jezior
2. Wycinanie i wypalanie lasów
3. Zwiększanie terenów uprawnych
4. Celowe obniżenie poziomu jezior np. dla uzyskania terenów rolniczych
5. Stosowanie nawozów sztucznych
6. Przejście z hodowli na wielkotowarowy chów zwierząt.
7. Melioracja terenów rolniczych, a zwłaszcza gleb torfowych.
8. Likwidowanie oczek wodnych.
9. Doprowadzanie ściekówPrzyczyną eutrofizacji jest obciążenie zewnętrzne ?czyli to co wchodzi do jezior zwłaszcza związki biogenne.

1. Nadmierny rozwój glonów fitoplanktonowych (?zakwity wody?) zmniejszających przezroczystość wody, pogarszających jej właściwości organoleptyczne. Zwykle wzrasta też udział sinic - grupy, której wiele gatunków utrzymuje się blisko powierzchni, tworząc kożuchy. wiatry spychają te kożuchy do jednego brzegu, wtłaczają do zatok powstają ogromne zagęszczenia, masowa śmiertelność tych glonów fauny, nagromadzenie szkodliwych produktów rozpadu! Często sinice przyżyciowo, a także w efekcie rozkładu wydzielają substancje toksyczne.2.W strefie litoralu pogorszenie warunków świetlnych w efekcie nadmiernego rozwoju fitoplanktonu powoduje ustępowanie roślinności zanurzonej.3. Masowo rozwijają się w literału glony nitkowate, tworzące maty) - kożuchy na dnie i na roślinności zanurzonej, a także na młodych pędach roślinności wynurzonej, przyspieszając zanik pierwszej, a następnie częściowo także i drugiej. Kożuchy glonów nitkowatych zupełnie uniemożliwiają rekreacyjne użytkowanie strefy litoralu.4. Zanik tlenu w strefach głębinowych powoduje wyginięcie większości gatunków zwierząt, w tym w pierwszej kolejności gatunków reliktowych; przy dalszym wzroście trofii w hypolimnionie w coraz większym stężeniu występuje siarkowodór. 5. W sytuacjach skrajnych zupełne wyczerpanie tlenu i występowanie siarkowodoru zachodzi także w warstwach powierzchniowych (zwłaszcza w okresach bezwietrznych i przy wysokiej temperaturze); ma to miejsce w zaawansowanej hipertrofii, a zwłaszcza saprotrofii. Siarkowodór może się ulatniać i zatruwać atmosferę w okolicy. Zimą, zwłaszcza po pokryciu lodu śniegiem (i w konsekwencji przy braku fotosyntezy i produkcji tlenu), występują przyduchy zimowe - śmiertelność organizmów, zwłaszcza ryb, w efekcie braku tlenu.6. Omówione zmiany w litoralu, a także deficyty tlenowe, powodują znaczne pogorszenie warunków tarła i rozrodu ryb, a w konsekwencji zasadnicze zmiany składu i stosunków dominacji w zespołach ryb. Ustępują ryby łososiowate, ustępuje szczupak, zaczynają dominować ryby karpiowate, głównie mało cenne.7. Deficyty tlenowe w strefach głębinowych oraz zanik roślinności litoralnej potęguje eutrofizację. W skrajnych (a niestety nierzadkich) przypadkach dochodzi do tak silnego zanieczyszczenia zbiornika substancją organiczną (saprotrofizacji), (nie może się ona efektywnie rozkładać; woda ulega zatruciu produktami niepełnego rozkładu tej substancji.
Zbiorniki wodne pod, względem ich żyzności klasyfikuje się jako:
1. oligotroficzhe - ubóstwo soli mineralnych, niska produkcja pierwotna
2. a- i b-mezotroficzne - zbiorniki pośrednie
3. eutroficzne -bogactwo soli mineralnych, wysoka produkcja materii organicznej. Wyróżnia się tu: umiarkowaną eutrofię,
politrofię i hipertrofię.
Eutrofizacja jest procesem naturalnym. Zachodzi ona od początku istnienia zbiorników wodnych. Jeziora, w chwili powstania, był głównie oligotroficzne (małożyzne, ubogie). Jednak położenie jezior w zagłębieniach terenu oraz otoczenie zlewnią, często bogato zagospodarowaną, sprawia, iż stale dopływa do nich materia organiczna i nieorganiczna wraz z zawartymi w niej biogenami. To pozwala na wyróżnienie 2 rodzajów eutrofizacji:

? NATURALNĄ - przebiega bardzo powoli od chwili powstania jeziora. Wywołana głównie zmianami klimatycznymi. Jej rola w środowisku wodnym jest znikoma i niezauważalna dla człowieka.
? ANTROPOGENICZNĄ (cywilizacyjna, sztuczna) - związana z gospodarką ludzką, tzn. z dopływem ścieków,
wycinaniem lasów czy intensyfikacją rolnictwa. Proces ten nasila się zwłaszcza w ostatnim półwieczu. ŹRÓDŁA

Eutrofizacja
prowadzi do dominacji organizmów beztlenowych takich jak saprobionty i gromadzenia się znacznych ilości materii organicznej (mułów) w wyniku czego morze dojść do coraz większego wypłacania się stref brzegowych mórz.

Eutrofizacja
może być pochodzenia naturalnego lub antropogenicznego. Antropopresja to oddziaływanie człowieka na środowisko przyrodnicze i występujące w nim biocenozy. Obecnie ten czynnik wykazuje zdecydowaną działalność negatywną.

Eutrofizacja
wód pochodzenia naturalnego to nic innego jak dostarczanie materii organicznej przez pierwiastki znajdujące się w atmosferze i jest ona ściśle regulowana przez świat zwierzęcy

10. Związki azotowe jako wskaźniki zanieczyszczenia wód

związki azotu - mogą być pochodzenia organicznego, jako produkty biochemicznego rozkładu białek roślinnych i zwierzęcych, których źródłem są ścieki oraz organizmy wodne i nieorganiczne - pochodzące z mineralnych nawozów azotowych, ścieków przemysłowych, z opadów atmosferycznych oraz z powietrza atmosferycznego.

Najczęściej występującymi w wodach nieorganicznymi związkami azotu są : azot amonowy , azot azotynowy i azot azotanowy. Obecność w wodzie azotu amonowego wskazuje na świeże zanieczyszczenie wody związkami organicznymi zawierającymi azot , np. ściekami bytowymi. Woda do picia i na potrzeby gospodarcze nie może zawierać azotu amonowego !!!!!!.

azot organiczny - może być pochodzenia roślinnego i zwierzęcego, ponadto źródłem tej formy azotu mogą być ścieki miejskie i przemysłowe.

11. Metale ciężkie w wodach i ich toksyczne oddziaływanie

Metale ciężkie - umownie metale, których gęstość przekracza 5 g/cm³ . Metalami ciężkimi są np.: miedź, kadm, ołów, rtęć, cynk, chrom, nikiel, molibden i arsen.

Zatrucia metalami ciężkimi

Ze względu na znaczną toksyczność wielu tych metali i zdolność do kumulacji (np. w kościach, nerkach, mózgu) ich sole oraz tlenki mogą być przyczyną groźnych zatruć ostrych i przewlekłych, chorób układu krążenia, układu nerwowego, nerek, chorób nowotworowych. Metale ciężkie w postaci pierwiastkowej natomiast się zwykle nie wchłaniają.

Zatrucia metalami ciężkimi notuje się szczególnie wśród pracowników określonej gałęzi przemysłu, co powoduje liczne choroby zawodowe np. ołowicę w wytwórniach bieli ołowiowej i wśród drukarzy. Zatrucia wywołane są też spożywaniem pokarmów zanieczyszczonych związkami metali, np. rtęcica. Do metali ciężkich zaliczamy: ołów (Pb), rtęć (Hg), arsen (As) i kadm (Cd).

12. Naturalne związki organiczne w wodach

Rozpuszczone związki pochodzenia organicznego

 Organiczne związki zanieczyszczające wodę powstają w wyniku rozkładu roślinnej materii roślinnej (przede wszystkim są to kwasy huminowe oraz bulwowe), działalności rolnictwa, przemysłu papierniczego, ścieków komunalnych oraz ścieków odprowadzanych z zakładów przemysłowych. W skład tych zanieczyszczeń wchodzą: detergenty, oleje, tłuszcze, rozpuszczalniki, pozostałości pestycydów oraz herbicydów. Czasami bywa tak, że obecne w wodzie związki pochodzenia organicznego są wyługowane z rurociągów oraz zbiorników. Mogą także pochodzić z proszków do prania.

Sposób oczyszczania wody także może być źródłem zanieczyszczeń. Dlatego tez powinien być tak zaprojektowany, aby usuwać zanieczyszczenia z wody zasilającej, jednocześnie nie wprowadzać dodatkowych zanieczyszczeń, które mogą pochodzić w wyniku przeprowadzanego oczyszczania.

Związki pochodzenia organicznego, które są obecne w wodzie często nadają wodzie zabarwienie żółto-brązowe i jednocześnie są w stanie zablokować jonowymienne żywice oraz zanieczyścić wodę już wyprodukowaną. Poziom zanieczyszczenia pochodzenia organicznego jest mierzony przy pomocy testu na absorpcję tlenu, tzw. test OA, czyli oxygen absorber, który wykorzystujące roztwór nadmanganianu potasu. Stosowany jest także test chemicznego zapotrzebowania na tlenu, tzw. COD. Coraz częściej stosuje się analizatory węgla organicznego, tzw. TOC, czyli  total organic carbon). Analizatory te wykazują dużą czułości podczas wykrywania niskich stężeń związków pochodzenia organicznego organicznych w analizowanych próbkach wody. Sprzęt ten jest w stanie zmierzyć całkowicie utleniony węgiel pochodzenia organicznego, tzw. TOC. Woda charakteryzująca się niska zawartością TOC jest szczególnie istotna dla następujących technik: analiza fluoroscencyjna, HPLC. Istotne także jest to, aby woda używana w systemach detekcji ultrafioletowej charakteryzowała się małym poziomem absorpcji światła ultrafioletowego (0,0001 jednostki absorpcyjne przy długości fali 254 nm).

13. Zanieczyszczenie wód ropą naftową i jej pochodnymi

Zanieczyszczenie wody odpadami ropopochodnymi prowadzi do zaniku w nich tlenu oraz do osadzania się na ich dnie trujących substancji, które powodują zamieranie wszystkich organizmów.

Niewątpliwie najgroźniejsze dla otwartych mórz i oceanów są katastrofy tankowców i szybów wydobywczych. Pływające plamy ropy uniemożliwiają dostęp tlenu do wody, przez co giną w niej wszystkie organizmy (rośliny i zwierzęta). Warto zauważyć, że już samo mycie ładowni tankowców powoduje roczny wyciek do mórz i oceanów od 8 do 20 min baryłek ropy naftowej. Ekologicznych katastrof tankowców było wiele, jedną z pierwszych był wypadek Torrey Canyon na wodach przybrzeżnych Kornwalii w 1967 roku. W pobliżu wycieku na plażach, niemal wszystkie formy życia uległy zagładzie, a źle zorganizowana akcja ratunkowa spowodowała dalsze zniszczenia. Pełna odnowa ekosystemu trwała 6 lat i nie można jednoznacznie stwierdzić, czy tamtejsze środowisko wróciło do postać z przed katastrofy.
Do kolejnego wielkiego zatrucia środowiska ropą naftową doszło w 1978 roku w wodach przybrzeżnych Bretanii za sprawą statku Amoco Cadiz. Na ekranach naszych telewizorów mogliśmy zobaczyć, jak w 1989 r. z ładowni Exxon Yaldez wyciekło aż 26 tysięcy baryłek ropy naftowej, doprowadzając do skażenia wód przybrzeżnych Alaski na długość 1600 km. W akcji ratunkowej brało udział około 11 tysięcy ludzi, skutki katastrofy udało się złagodzić tylko na ok. 20% powierzchni zanieczyszczonej linii brzegowej.
W styczniu 1993 roku do opinii publicznej dotarły kolejne zdjęcia katastrofy ekologicznej, kiedy to przewożący 84 tysiące ton ropy naftowej tankowiec The Braer rozbił się na południe od Szctlandów. Wszystkie tego typu katastrofy prowadziły i prowadzą nadal do skażenia wód, powietrza i gleby, zagrożenia wyginięciem roślin, ptaków, ryb i ssaków. Wypadki tego typu to również wielkie straty finansowe poniesione przy usuwaniu ich skutków, oraz później przez ludność zamieszkującą skażoną okolicę. Pomimo rosnącej świadomości zagrożeń, po morzach i oceanach wciąż krążą statki z niebezpiecznymi ładunkami.
Pisząc o katastrofach ekologicznych związanych z ropą naftową nie sposób nie wspomnieć o podpalenie kuwejckich szybów naftowych w czasie wojny w Zatoce Perskiej. Szacuje się, że do zatoki dostało się wtedy od 2,5 do 5 min baryłek ropy naftowej. Zginęło ok. 25 tysięcy ptaków morskich, a rybacy stracili wiele bogatych łowisk. Rzeczywiste skutki tych działań, dla człowieka i ziemi, są trudne zarówno do zmierzenia, jak i oszacowania.

14. Uboczne produkty dezynfekcji

http://www.pg.gda.pl/chem/CEEAM/Dokumenty/CEEAM_ksiazka_polska/Rozdzialy/rozdzial_021.pdf

15. Sposoby oznaczania stężenia związków organicznych wody (DZT, OWO, utlenialność, CHZT)

Wskaźniki fizyczne i tlenowe

• oznaczanie zawartości zawiesiny metodą wagową

• oznaczanie zawartości suchej pozostałości metodą wagową

• oznaczanie tlenu rozpuszczonego - metodą Winklera

• oznaczanie BZT₅ - metodą rozcieńczeń

• oznaczanie ChZT - metodą dwuchromianową i nadmanganianową

Do oceny ogólnego zanieczyszczenia wody substancjami organicznymi wykorzystuje się następujące wskaźniki:

• BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen), sprowadzające   się   do   oznaczenia   biochemicznego 
  zapotrzebowania tlenu (BZT₅)

• ChZT (chemiczne zapotrzebowanie na tlen), polegające na określeniu ubytku masy po prażeniu 
  próbki w temperaturze 550 - 600 °C, na oznaczeniu utlenialności, ogólnego węgla 
  organicznego oraz   chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT).

• OWO (ogólny węgiel organiczny),

• RWO (rozpuszczony węgiel organiczny),

• absorbcja w nadfiolecie,

• EWCH (ekstrakt węglowo-chloroformowy),

• EWA (ekstrakt węglowo-alkoholowy)

---