1001

czany, a także zanieczyszczenia lego typu jak sole żelaza i manganu, głównie w drugim stopniu utleniania, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Źródłem tych zanieczyszczeń są skały magmowe i osadowe. Żelazo i mangan pogarszają właściwości organoleptyczne wody, wzmagając jej barwę i mętność oraz smak. Te dwa zanieczyszczenia muszą być eliminowane z wód uzdatnianych do bezpośredniego spożycia oraz przeznaczanych dla przemysłu rolno-spożywczego. W wodach podziemnych azot występuje w postaci amonu, azotanów, azotynów oraz jako azot organiczny. Ilości amonu mogą się wahać od kilku do kilkunastu mg N/l. Wody podziemne, zwłaszcza pobierane z niewielkich głębokości, zawierają prawie zawsze azotany, często w ilości przekraczającej dopuszczalne normy (powyżej 50 mg NO_r/l = ~ 10 mg N/l). Na niektórych terenach kuli ziemskiej stężenie azotanów waha się od 20 do powyżej 100 mg/1. Istnieją na różnych kontynentach miejsca, w których wody podziemne zawierają powyżej 300 mg/1 azotanów. Wody zawierające nadmierne ilości azotanów wykorzystywane jako pitne są potencjalnym zagrożeniem dla zdrowia, szczególnie dzieci. Po wypiciu z wódą azotany są przez bakterie jelitowe redukowane do azotynów, a te poprzez kosmki jelitowe przedostają się do krwi. Azotyny będące we krwi łączą się z hemoglobiną, tworząc methemoglobinę (niezdolną do przenoszenia tlenu), a choroba będąca tego skutkiem nosi nazwę methe-moglobinemii (blue baby syndrome). W pewnych warunkach azotany mogą być transferowane do nitrozoamin, które są czynnikami kancerogennymi.

Dopiero w latach siedemdziesiątych ubiegłego stulecia stwierdzono, że wody podziemne mogą być zanieczyszczane przez ścieki, obniżające tym samym ich jakość (tab. 2.1). Wody płytkie (podskórne i gruntowe) i głębokie (podziemne) zawierają pokaźne ilości bakterii, biorących udział w usuwaniu obecnych w nich zanieczyszczeń. Z badań dotyczących wód podziemnych wynika, że istnieją zasadnicze różnice środowiskowe w strefie nienasyconej i nasyconej profilu glebowego.

Tabela 2.1. Logarytm liczby bakterii heterotroficznych tlenowych w pionowym profilu glebowym (wg: Madsen. Ghiorse, 1993)

Warstwa gleby		Log liczby żywych	Log liczby
		komórek	komórek
Warstwa powierzchniowa globy	warstwa A, B i C profilu gleby	8.0	9,0
	strefa nienasycona	3,0	5,4
	warstwa kapilarna	5,0	6,5
Podglebie	lustro wody	6.0	7,5
	piasek	5,5	7.0
	ity	3.5	5,5
	glina	2.0	4,7
	piasek	5,2	6,9
Jednostki uwarstwienia	skata
	piasek	5.2	6.9
	glina	2.0	4,7

Strefa nienasycona to warstwa gleby grubości od jednego do dwóch metrów, w której znajdują się korzenie roślin. Zawiera ona wiele przestrzeni porowatych, wypełnionych gazami oraz w części wodą, zatracając tzw. zdolności kapilarne gleby. Często między strefą nienasyconą a nasyconą znajduje się warstwa pośrednia, zawierająca osady lub skaty, które nie są bezpośrednio narażone na procesy glebotwórcze. Strefa nasycona gleby znajduje się poniżej lustra wody. Jak kształtują się ilościowe zmiany bakterii w całym opisanym wyżej profilu glebowym? Istnieje zależność między geologicznym uwarstwieniem profilu glebowego a liczebnością mikroorganizmów. W strefie nienasyconej liczebność mikroorganizmów maleje zgodnie ze spadkiem zasobności pokarmowej. W strefie pośredniej, aż do lustra wody, gdzie obserwuje się zwiększone zdolności kapilarności gleby, liczba mikroorganizmów wyraźnie się zwiększa, gdyż panują tam stosunkowo dobre warunki tlenowe oraz występuje wtórne nagromadzanie się substancji pokarmowych.

W wodach powierzchniowych dominują te same jony oraz zanieczyszczenia, które występują w wodach podziemnych. Na szczególną uwagę zasługuje obecność jonów fosforanowych w nadmiernych ilościach, które stają się czynnikami powodującymi eutrofizację zbiorników wodnych. Związki azotowe występujące w wodach powierzchniowych pochodzą ze ścieków, ze spływów powierzchniowych (w tym z nawozów sztucznych) oraz opadów atmosferycznych. Dominująca formą azotu mineralnego są jony amonowe. a ich stężenie waha się od części mg do kilkunastu mg w litrze, natomiast ilości azotanów w wodach powierzchniowych są bardzo małe (śladowe). Żelazo i mangan w wodach powierzchniowych występują, odpowiednio, w trzecim oraz trzecim i/lub czwartym stopniu utleniania, jako nierozpuszczalne w wodzie, w połączeniach z substancjami humusowymi. W wodach powierzchniowych występują także zawiesiny, koloidy oraz organizmy planktonowe.

Wody podziemne i powierzchniowe, po ich uzdatnieniu, są wykorzystywane jako wody pitne w gospodarstwach domowych oraz w wielu gałęziach przemysłu (np. rolno-spożywczym, farmaceutycznym). Woda pitna: 1) powinna być smaczna; 2) wolna od naturalnych związków organicznych oraz zanieczyszczeń antropogennych [szczególnie groźne - detergenty, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne* (WWA), fenole, polichlorowane bifenyle (PCB), chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych, pestycydy, metale eiężkie]; 3) bez azotu oraz 4) bezpieczna pod względem sanitarnym (nadrzędny cel uzdatniania to utrzymanie mikrobiologicznej czystości wody).

Kryteria doboru sposobów oczyszczania wody

Doboru sposobów oczyszczania wody dokonuje się na podstawie kilku kryteriów: 1) docelowej jakości wody, 2) jej składu, 3) zanieczyszczeń występujących w wodach surowych, 4) temperatury. Podstawowym celem uzdatniania wody jest uzyskanie jakości odpowiadającej wymogom stawianym wodzie do picia i na potrzeby gospodarcze, określanym przez ministra zdrowia i opieki społecznej. A więc do usunięcia zawiesin stosuje się klasyczne sposoby oddzielenia fazy stałej: cedzenie, sedymentację lub filtrację. Cedzenie polega na przepuszczaniu strumienia wody przez kraty o odpowiedniej wielkości oczek oraz sita, w celu oddzielenia fazy stałej zawieszonej w wodzie. Sedymentacja polega na opadaniu cząstek o gęstości większej od gęstości wody i jest ona stosowana przed procesem filtracji. W procesie filtracji cząstki stałe zawieszone w uzdatnianej wodzie zostają zatrzymane na złożu filtracyjnym. Koloidy nadające wodzie mętność lub barwę wymagają zastosowania koagulacji i następczego oddzielę-

27