Wykaz parametrów jakościowych wody
W załączniku nr 1 do Rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991r., Dz. Ust. Nr116 poz. 503, w sprawie klasyfikacji wód oraz warunków, jakim powinny odpowiadać ścieki wprowadzane do wód lub do ziemi została podana lista 57 wskaźników zanieczyszczeń śródlądowych wód powierzchniowych, spośród których najważniejsze to:
A) WSKAŹNIKI CHEMICZNE:
Ø Zawiesiny ogólne – są to nie rozpuszczone substancje organiczne i mineralne określane w mg/l.
Ø BZT – biochemiczne zapotrzebowanie na tlen. Pojęcie umowne określające ilość tlenu w mg02/l, potrzebnego do utlenienia związków organicznych znajdujących się w zanieczyszczonej wodzie, na drodze biochemicznej w warunkach tlenowych. Zazwyczaj stosuje się wskaźnik BZT5 – pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie na tlen.
Ø ChZT – chemiczne zapotrzebowanie na tlen. Pojęcie umowne określające ilość tlenu w mg02/l pobranego z utleniacza (KCr2O7) w celu utlenienia zawartych w zanieczyszczonej wodzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych (azotynów, siarczanów itp.).
Ø Utlenialność (ChZTMn) wskaźnik umowny określający ilość tlenu w mg02/l pobranego z utleniacza (nadmanganianu potasu) w celu utlenienia znajdujących się w wodzie lub ściekach związków organicznych i nieorganicznych. Utlenialność wód wynosi od 4 mg tlenu/dm^3 dla wód powierzchniowych czystych, do kilkuset dla wód zanieczyszczonych
Ø Tlen rozpuszczony – mg 02/l,
Ø Odczyn pH – dla większości wód waha od 6,8do 7,3 pH, na odczyn mają wpływ m.in. obecność jonów wodorowęglanowych, węglanowych, fosforowych,.
Ø Związki azotu (Azot amonowy – mg N-NH4/l , Azot azotanowy – mg N-NO3/l , Azot ogólny – mg Nog/l )
Ø Fosfor ogólny – mg Pog/l
Ø Chlorki – mg Cl/l – ze względu na dużą rozpuszczalność chlorki znajdują się we wszystkich wodach naturalnych;
Ø
Twardość- objawia się zużywaniem mydła bez wytwarzania piany; zależy od kationów , które z kwasami tłuszczowymi tworzą nierozpuszczalne mydła;
twardość wody określa się zawartością rozpuszczonych w niej soli wapnia i magnezu;
wyróżnia się twardość ogólną, węglanową, niewęglanową, przemijająca;
Ø Zasadowość -zależy od obecnych w wodzie wodorotlenków, wodorowęglanów i węglanów wapnia, magnezu, potasu, sodu;
Ø Zawartość siarczanów – dostają się do wody na skutek rozpuszczania i wymywania ze skał, ługowania z gleby
Ø Zawartość żelaza i manganu – oba te pierwiastki znajdują się w wodach naturalnych w postaci węglanów, siarczanów, fosforanów, mogą pochodzić z gruntu, ze ścieków, z korozji rur i zbiorników,
Ø Zawartość fluoru – zarówno niedobór jak i nadmiar jest szkodliwy, szczególnie dla uzębienia
Ø Sucha pozostałość i straty po prażeniu – sucha pozostałość to pozostałość po odparowaniu wody i wysuszeniu osadu w temperaturze 105 oC, wyrażona na 1 dm3 wody; składają się na nią wszystkie substancje stałe, rozpuszczone i zawieszone w wodzie;
Ø Zawartość gazów rozpuszczonych w wodzie – w wodzie znajduje się zawsze w większych lub mniejszych ilościach CO2– właściwości korodujące ; oprócz dwutlenku węgla w wodzie występuje tlen;
w wodach podziemnych i powierzchniowych może występować także siarkowodór
Ø Zawartość pierwiastków śladowych – ma duże znaczenie dla prawidłowego przebiegu procesów fizjologicznych w organizmie;
Ø Zawartość substancji trujących – zaliczamy do nich występuje w wodzie cyjanki, związki ołowiu, arsenu, rtęci, kadmu, miedzi, chromu
B) WSKAŹNIKI FIZYCZNE:
Wskaźniki fizyczne jakości wody służą do określenia właściwości organoleptycznych. Mogą świadczyć o jej pochodzeniu i o rodzaju zawartych w niej zanieczyszczeń. Należą do nich:
Ø Barwa – związana z obecnością związków organicznych rozpuszczonych i koloidalnych oraz barwnych związków nieorganicznych, określana w mg Pt/l
Ø Mętność- spowodowana obecnością zawiesin o różnym stopniu dyspersji oraz koloidów pochodzenia organicznego i mineralnego, wyrażana w mg/l.
Ø Zapach – związany z obecnością w ściekach związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych, wyróżniamy zapachy pochodzenia naturalnego (roślinne i gnilne) i zapachy pochodzenia nienaturalnego.
Ø Temperatura – 0C
C) WSKAŹNIKI BAKTERIOLOGICZNE:
Ø Miano Coli typu kałowego – ml/bakt.
Ø Bakterie chorobotwórcze – ml/bakt.
W wodach naturalnych prawie zawsze w mniejszej lub większej ilości występują różne mikroorganizmy.
Szczególnie są nimi zanieczyszczone otwarte zbiorniki wodne, do których spływają wody deszczowe i ścieki.
Rozwój bakterii w wodzie uzależniony jest od obfitości substancji pokarmowych, warunków termicznych, świetlnych, stopnia natlenienia wody i wielu innych.
Oznaczenie bakterii w wodzie jest trudne , wybrano więc jako organizm wskaźnikowy Bacterium coli (pałeczka okrężnicy) , żyjąca w jelicie grubym . Jej obecność świadczy o zanieczyszczeniu wód ściekami bytowymi i stanowi podstawę podejrzenia o skażeniu wody ściekami bytowymi i bakteriami chorobotwórczymi . Charakterystykę bakteriologiczną wody wyraża się mianem coli – jest to najmniejsza objętość wody w cm sześciennym , w której znaleziono jedna bakterię .
Badania flory i fauny zbiornika wodnego często stanowią uzupełnienie fizykochemicznej i bakteriologicznej oceny wody.
W zależności od stopnia zanieczyszczenia występują odmienne zespoły organizmów wodnych; można więc je przyjąć za wskaźniki czystości wody lub jej zanieczyszczenia.
Klasę czystości analizowanej wody określamy na podstawie wskaźnika, którego wartość jest najniekorzystniejsza.
Krążenie wody w przyrodzie oraz fakt, iż jest ona bardzo dobrym rozpuszczalnikiem powoduje, że woda w przyrodzie nie występuje jako czysty chemicznie związek tlenu i wodoru. Jest ona zawsze bardzo rozcieńczonym roztworem soli, kwasów, zasad i gazów. Poza substancjami rozpuszczonymi są w niej obecne związki koloidalne i zawiesiny. Woda zawiera prawie wszystkie substancje naturalne występujące w skorupie ziemskiej oraz substancje wytwarzane przez człowieka. Ilość i rodzaje substancji obecnych w wodach naturalnych mogą być różne i zależą od ich powszechności w danym środowisku, od ich rozpuszczalności oraz od różnorodnych procesów fizyko-chemicznych.
Stężenia substancji występujących w wodach przeciętnie wahają się od kilku ng/m3 do kilkuset g/m3.
Jakość wód naturalnych (podziemnych i powierzchniowych) oceniana jest na podstawie cech fizycznych, chemicznych i biologicznych:
A) Cechy fizyczne wody to barwa, zapach, mętność, smak i temperatura.
Ø Barwa
W wodach powierzchniowych spowodowana jest substancjami koloidalnymi i rozpuszczonymi , a podczas zakwitów glonów również i tymi mikroorganizmami.
Barwę powodują najczęściej barwne frakcje substancji humusowych i stąd wody charakteryzują się intensywną żółto-brunatną barwą .
Wody zanieczyszczone ściekami przemysłowymi odznaczają się barwą spowodowaną sztucznymi barwnikami .
W Polsce spotyka się wody powierzchniowe o barwie od 5 do 250 g Pt/m.^3.
Ø Mętność
Spowodowana jest obecnością drobno zdyspergowanych zawiesin i zależy od stanu wody. Podczas wezbrań jest większa niż w czasie stanów niższych.
Mętność zwiększają zawiesiny spławialnych cząstek transportowane ze zlewni oraz uwalnianych z osadów dennych.
Mętność waha się w granicach od kilku do kilkudziesięciu g/m.^3 , w czasie stanów wysokich może dochodzić do 1000 g/m.^3.
Ø Smak
Jest funkcja rodzaju i ilości występujących w niej substancji oraz temperatury .
Specyficzny smak lub posmak mogą powodować produkty procesów biochemicznych i zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego
Ø Zapach
Powodują różne związki ( najczęściej pochodzenia organicznego ) i gazy rozpuszczone w wodzie .
W wodach zeutrofizowanych zapach wody jest skutkiem zakwitu glonów .
Mogą go również powodować produkty mineralizacji osadów dennych i innych procesów biochemicznych oraz wprowadzone do wody zanieczyszczenia charakteryzujące się zapachem specyficznym.
Wody naturalne nie zanieczyszczone charakteryzują się zapachem roślinnym.
Ø Temperatura
W wodach powierzchniowych zmienia się w ciągu roku.
W lecie dochodzi do 25 C , w zimie zbliża się do 0 C , bezpośrednio pod pokrywą lodową , a w głębszych warstwach osiąga wartość +4 C .
Temperatura wody ma duży wpływ na : stężenie tlenu rozpuszczonego oraz innych gazów rozpuszczonych w wodzie , przebieg procesów chemicznych i biochemicznych oraz rozwój biocenoz wodnych.
Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się intensywność procesu nitryfikacji , toksyczność wielu substancji oraz wrażliwość organizmów żywych na działanie substancji toksycznych
B) Skład chemiczny, czyli obecność w wodzie:
Ø Substancje rozpuszczone, czyli suma kationów (min. Ca2+, Na+, Mg2+) i anionów (min. HCO3—, SO42–, Cl—) obecnych w wodzie pochodzących ze związków mineralnych i organicznych. W wodach naturalnych są to przede wszystkim rozpuszczone substancje nieorganiczne i niewielka ilość związków organicznych. Obecność zanieczyszczeń powoduje wzrost zawartości rozpuszczonej materii organicznej.
Ø Gazy rozpuszczone pochodzące z powietrza atmosferycznego oraz powstałe w wyniku rozkładu zawartych w wodzie substancji i zanieczyszczeń (min. N, O2, CO2, a także CH4, H2S).
Ø Substancje organiczne pochodzenia naturalnego (gł. związki humusowe) i obcego, czyli zanieczyszczenia (min. wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, pestycydy)
C) Charakterystyka biologiczna, czyli obecność organizmów żywych w wodzie. W wodach powierzchniowych bioróżnorodność jest znacznie większa niż w wodach podziemnych.
W przyrodzie wyróżniamy wody:
· powierzchniowe śródlądowe,
· morskie,
· podziemne:
o przypowierzchniowe,
o głębinowe.
Wody te różnią się składem fizykochemicznym, decydującym o ich przydatności do ujmowania i wykorzystania.
Tabela 2.1.1. Charakterystyka wód naturalnych:
Lp.
|
Parametr
|
Jednostka
|
Wody powierzchniowe
|
Wody podziemne
|
1
|
Temperatura
|
0C
|
Zmienna w ciągu roku
od 0 do 25
|
Stała w ciągu roku
od 4 do 6
|
2
|
Barwa
|
mg Pt/l
|
od 20 do 200
|
od 5 do 10
|
3
|
Mętność
|
mg SiO2/l
|
do 50
|
poniżej 1
|
4
|
pH
|
|
od 6,5 do 8,5
|
od 6 do 8
|
5
|
Tlen rozpuszczony
|
mg O2/l
|
poniżej 5
|
nie występuje
|
6
|
Żelazo
|
mg Fe/l
|
śladowy
|
do 50
|
7
|
Mangan
|
mg Mn/l
|
do 0,3
|
do 2
|
8
|
Dwutlenek węgla
|
mg CO2/l
|
śladowy
|
powyżej 100
|
Na powyższym przykładzie widać jak znaczne są różnice w składzie wód powierzchniowych i podziemnych.
Do głównych czynników kształtujących skład wód powierzchniowych należą:
· Budowa geologiczna zlewni i wielkość kompleksu sorpcyjnego gleb,
· Topografia zlewni,
· Procesy wietrzenia i rozpuszczania minerałów budujących zlewnię,
· Procesy fizyczne (sedymentacja, sorpcja) i chemiczne (hydroliza oraz reakcje: redoks, strącania i kompleksowania) zachodzące w środowisku wodnym,
· Prędkość i natężenie przepływu wody decydujące o wielkości wymiany między substancjami występującymi w wodzie i zdeponowanymi na dnie rzek oraz zbiorników,
· Wielkość powierzchni kontaktu wody z powietrzem atmosferycznym,
· Mieszanie się wód o różnym składzie,
· Rodzaje organizmów wodnych i aktywność przemian biologicznych,
· Warunki atmosferyczne (temperatura, wysokość opadów atmosferycznych),
· Sposób i stopień zagospodarowania zlewni decydujące o ilości i rodzaju zanieczyszczeń,
· Rodzaje obiektów hydrotechnicznych i stopień regulacji rzek,
· Sposób użytkowania wód,
· Głębokość zbiorników wód i ich lokalizacja w stosunku do źródeł emisji zanieczyszczeń. [?Oczyszczanie wody A.L. Kowal i in., Warszawa 1996r.]
Natomiast skład wód podziemnych zależy przede wszystkim od:
· Charakterystyki geologiczna warstwy wodonośnej,
· Głębokości występowania wód,
· Ciśnienia,
· Temperatury,
· Wielkości powierzchni i czasu styku wody z materią skalną,
· Genezy wód,
· Długości warstwy wodonośnej,
· Związeku z powierzchnią ziemi i wodami powierzchniowymi, w tym sposób zagospodarowania terenów na powierzchni i wód powierzchniowych wpływają pośrednio na zanieczyszczenie wód podziemnych.
Substancje trafiające do wód jako efekt działania uwarunkowań naturalnych przyjęto nazywać domieszkami, zaś pozostałe zanieczyszczeniami.