Obóz Ekologiczny - Kąty Rybackie 2003

W praktyce sanitarnej zakres badania wody ustala się w zależności od jej przeznaczenia. Rozróżnia się trzy podstawowe zakresy badania wody: skrócony, rozszerzony i pełny.

Dla rutynowej kontroli jakości wody do picia i potrzeb gospodarstwa domowego wykonuje się badania skrócone.

Badania skrócone obejmują takie oznaczenia jak:

..:: temperatura

..:: mętność

..:: barwa

..:: zapach

..:: odczyn (pH)

..:: twardość

..:: zasadowość

..:: żelazo ogólne

..:: mangan

..:: chlorki

..:: amoniak

..:: azotany(III)

..:: azotany(V)

..:: utlenialność

..:: siarkowodór

Badania rozszerzone obejmują dodatkowo takie oznaczenia jak:

..:: sucha pozostałość

..:: pozostałość po prażeniu

..:: straty po prażeniu

..:: siarczany(VI)

..:: azot albuminowy

Badania pełne obejmują dodatkowo takie oznaczenia jak:

..:: fluor

..:: sód

..:: potas

..:: cynk

..:: miedź

..:: glin

..:: ołów

..:: arsen

..:: selen

..:: chrom(VI)

..:: kadm

..:: cyjanki

..:: fosforany

..:: dwutlenek węgla wolny i agresywny

..:: rozpuszczony tlen

..:: BZT

..:: fenol

..:: substancje powierzchniowo czynne

..:: substancje z wyciągu chloroformowego

..:: węglowodory aromatyczne

..:: krzemionka

..:: poziom radioaktywności

Spośród badań wody skróconych nie wszystkie mogą być wykonane w warunkach szkolnych pracowni ponieważ wymagają użycia drogiego sprzętu co przy obecnych możliwościach finansowych oświaty nie jest możliwe do zrealizowania. Niektóre oznaczenia wymagają użycia odczynników na których zakup wymagane jest stosowne pozwolenie. Ponadto z posiadaniem w/w odczynników wiąże się odpowiedni sposób ich przechowywania i zabezpieczenia.

Krótka charakterystyka wybranych wskaźników jakości wody

1. Temperatura

Temperatura wód naturalnych zależy przede wszystkim od:

..:: ich pochodzenia

..:: strefy klimatycznej

..:: pory roku

..:: od dopływu ścieków przemysłowych i miejskich

Temperatura wody ma duży wpływ na współistnienie organizmów wodnych oraz przebieg procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych zachodzących w wodach. Wzrost temperatury powoduje zmniejszenie ilości rozpuszczonego tlenu, zwiększenie biologicznego zapotrzebowania na tlen, przyspieszenie procesu nitryfikacji oraz utleniania amoniaku do azotanów (III) i (V), co w efekcie prowadzi do deficytu tlenowego w wodzie. Natomiast podwyższenie temperatury o 10^oC powoduje blisko dwukrotne przyspieszenie reakcji chemicznych i biologicznych zachodzących w wodzie. Podwyższona temperatura zwiększa również toksyczność wielu substancji. Podwyższenie temperatury wód podziemnych może świadczyć o kontakcie z zanieczyszczonymi wodami powierzchniowymi. Dopuszczalna temperatura wód powierzchniowych w Polsce wynosi 22^oC dla klasy czystości I oraz 26^oC dla klas czystości II i III.

2. Mętność

Mętność jest to właściwość optyczna, polegająca na rozproszeniu i absorbowaniu części widma promieniowania widzialnego przez cząstki stałe obecne w wodzie lub ściekach. Mętność wody uwarunkowana jest obecnością nie rozpuszczonych w niej cząstek pochodzenia nieorganicznego i organicznego, które rozpraszają i absorbują promienie świetlne. Mętność mogą powodować wytrącające się:

..:: związki żelaza, manganu i glinu

..:: kwasy humusowe

..:: plankton

..:: cząstki skał i gleb

..:: osady denne

..:: zawiesiny odprowadzane do wód ze ściekami

Pomiar mętności daje ogólne pojęcie o stopniu zanieczyszczenia wody. Oznaczanie mętności jest jednak niezbędne przy ocenie wody do picia oraz wody do celów gospodarczych i przemysłowych. Mętność wody wpływa przede wszystkim na jej wygląd i smak. Wody mętne nie nadają się do picia i celów gospodarczych.

3. Barwa

Barwa jest właściwością optyczną polegającą na pochłanianiu części widma promieniowania widzialnego przez substancje rozpuszczone, koloidalne oraz cząstki zawiesin obecne w wodzie lub ściekach.

Barwa wody może być spowodowana przez wiele czynników takich jak:

..:: rodzaj roślinności i produkty jej rozkładu

..:: związki humusowe

..:: plankton

..:: jony metali

Przyczyną barwy wody może być również dopływ ścieków z zakładów przemysłowych. Wody naturalne mają barwę żółtozieloną potocznie nazywaną barwą naturalną. Barwa wód wypływających z terenów bagnistych, leśnych czy torfowisk, bogatych w związki humusowe, jest żółtobrązowa.

4. Zapach

Zapach wody jest powodowany obecnością w niej:

..:: gazów

..:: produktów rozkładu ciał organicznych, mikroorganizmów i organizmów wodnych

..:: produktów rozkładu substancji nieorganicznych i organicznych wprowadzanych ze ściekami

Zapach wody może świadczyć o jej zanieczyszczeniu, dlatego np. przemysł spożywczy lub farmaceutyczny wymagają wody wolnej od zapachów.

5. Odczyn (pH)

Odczyn wód naturalnych waha się w granicach pH 4 - 9 i zależy od wielu czynników:

..:: zawartości węglanów, wodorowęglanów i dwutlenku węgla

..:: charakteru podłoża glebowego, które może zawierać związki o charakterze kwaśnym lub zasadowym

..:: zanieczyszczeń ściekami

..:: opadów atmosferycznych, które mogą powodować wzrost ilości słabych i mocnych kwasów w wodach.

Woda deszczowa ma odczyn kwasowy, spowodowany obecnością, nawet w czystej atmosferze, dwutlenku węgla oraz kwasu węglowego. Istotny wpływ na pH wody deszczowej mają wprowadzane do atmosfery, w wyniku spalania paliw, tlenki siarki, tlenki azotu. Gazy te, reagując z wodą tworzą kwasy. Opady kwaśne obejmują swym zasięgiem tereny uprzemysłowione, ale mogą także być przenoszone, zgodnie z kierunkiem wiatru, na inne obszary.

Odczyn wody ma duże znaczenie dla organizmów żywych i przebiegu procesów biochemicznych oraz przemysłowego użytkowania wody. W wodach zbyt kwaśnych lub zbyt zasadowych zamiera życie biologiczne. Niskie pH wody przyspiesza wymywanie metali ciężkich z osadów dennych. Wody o odczynie kwaśnym mają właściwości korozyjne.

6. Twardość

Twardość wody jest jej właściwością wynikającą z obecności rozpuszczonych w niej związków, głównie wapnia i magnezu. Pierwotnie twardość wody była definiowana jako właściwość wody polegająca na zużywaniu pewnej ilości mydła bez wytwarzania piany podczas wstrząsania próbki wody z mydłem. Wody twardej nie powinno się używać w gospodarstwach domowych i przemyśle z następujących powodów:

..:: wzrasta zużycie mydła i środków piorących

..:: przy częstym myciu powoduje podrażnienie skóry

..:: powstaje kamień kotłowy, który utrudnia wymianę ciepła

..:: wywołuje korozje w wymiennikach ciepła wskutek hydrolizy soli magnezu i wzrostu stężenia jonów wodorowych.

7. Chlorki

Dobra rozpuszczalność soli kwasu solnego, zwanych chlorkami oraz ich powszechne występowanie w przyrodzie powoduje, że jon chlorkowy występuje we wszystkich wodach naturalnych. Niewielkie ilości jonów chlorkowych znajdują się w wodach górskich i wodach opadowych. Chlorki mogą przenikać do wód naturalnych z:

..:: gleby

..:: pokładów naturalnych soli

..:: ze ściekami

..:: z odpadkami pochodzenia zwierzęcego

Przy ocenie zawartości chlorków w wodzie istotne jest ustalenie ich pochodzenia, to znaczy czy są one pochodzenia naturalnego, czy tez ich obecność jest wynikiem zanieczyszczenia wody. W tym ostatnim przypadku jonom, chlorkowym towarzyszą znaczne ilości związków azotowych. Słony smak wody zależy od rodzaju soli występujących w wodzie. Smak ten jest spowodowany obecnością w wodzie chlorku sodu.

Wysokie stężenie jonów chlorkowych zwiększa korozyjność wody. Stężenie chlorków powyżej 250 mg*dm-3 jest szkodliwe dla roślin. Według wymagań sanitarno-epidemiologicznych, zawartość chlorków w wodzie do picia nie powinna przekraczać 250 mg*dm-3, jeżeli są to chlorki pochodzenia naturalnego. Chlorki innego pochodzenia czynią wodę nieprzydatną do picia.

8. Azotany(III) i azotany(V)

Azotany(III) mogą być pochodzenia organicznego lub nieorganicznego. Są one produktem przejściowym w cyklu azotowym zachodzącym w wodach naturalnych. Azotany(III) są nietrwałe i łatwo przechodzą w amoniak lub azotany(V). Wskazane jest aby stężenie azotanów(III) w wodzie nie było większe niż 1 mg*dm-3.

Azotany(V) występują we wszystkich rodzajach wód. Azotany(V) do wód naturalnych dostają się ze ścieków komunalnych i przemysłowych, z pól nawożonych nawozami azotanowymi, a także z rozkładu organicznych związków azotowych. Azotany występujące w wodach powierzchniowych przyspieszają eutrofizację, co powoduje zmniejszenie wydajności procesów uzdatniania wody oraz pogarsza jej smak i zapach.

Obecność w wodzie naturalnej amoniaku, przy braku azotanów(III) wskazuje na świeże zanieczyszczenie wody ściekami zawierającymi azot.

Jeżeli w wodzie jednocześnie znajduje się amoniak i jony azotanowe(III) może to świadczyć o zanieczyszczeniu istniejącym od pewnego czasu.

Natomiast obecność azotanów(V), przy braku amoniaku i azotanów(III), świadczy o tym, że zanieczyszczenie wody nastąpiło dawno i w tym czasie zaszedł proces samooczyszczenia wody.

9. Siarkowodór i siarczki

Siarkowodór i siarczki mogą być pochodzenia nieorganicznego i występować w postaci rozpuszczonego siarkowodoru, rozpuszczalnych siarczków lub pochodzenia organicznego jako wynik rozkładu biochemicznego białek roślinnych i zwierzęcych w warunkach beztlenowych. Siarczki mogą również powstawać na skutek redukcji siarczanów(VI) przez bakterie siarkowe.

Siarkowodór występujący w wodzie nawet w małych stężeniach nadaje wodzie wyczuwalny, nieprzyjemny zapach. Obecność siarkowodoru w wodzie niekorzystnie wpływa na jej smak i właściwości korozyjne. Woda przeznaczona do picia nie może zawierać siarkowodoru, bez względu na jego pochodzenie organiczne czy też nieorganiczne.