+ All Categories
Home > Documents > Druhy a typy vod - pivokonsky.wz.cz · Druhy a typy vod a zdroje jejich ... voda přirozeně se...

Druhy a typy vod - pivokonsky.wz.cz · Druhy a typy vod a zdroje jejich ... voda přirozeně se...

Date post: 19-Apr-2018
Category:
Upload: dangtruc
View: 232 times
Download: 7 times
Share this document with a friend
29
Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění Martin Pivokonský 1. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: [email protected]
Transcript

Druhy a typy vod

a zdroje jejich znečištění Martin Pivokonský

1. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod

Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: [email protected]

Druhy vod 1) podle původu

přírodní odpadní

splaškové průmyslové městské (směs splaškových a průmyslových vod)

Mezi odpadní vody patří i průsakové vody z odkališť nebo skládek odpadů.

2) podle výskytu

atmosférické podzemní povrchové

3) podle použití

voda pitná voda provozní voda odpadní

Důlní vody – všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubinných nebo povrchových důlních prostorů, a to až do jejich spojení s jinými stálými podzemními nebo povrchovými vodami.

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Atmosférické vody

Terminologie a geneze

Atmosférická depozice – přenos látek z atmosféry k zemskému povrchu

Atmosférická voda – veškerá voda v ovzduší bez ohledu na skupenství

Atmosférické srážky – voda padající k zemi (velký význam mají podkorunové srážky)

Geneze složení srážek

Chemické složení srážek se formuje dvojím způsobem:

rainout (vymývání látek z oblaků) x washout (výmývání látek pod oblakem)

přírodní faktory (vulkanická činnost, činnost organismů, částečky půdy, minerálů, pylu, živočišný a rostlinný detrit atd.)

antropogenní faktory (spalování fosilních paliv, průmysl, zemědělství atd.)

Přírodní vody

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Atmosférické vody

Chemické složení a vlastnosti srážek

Základní chemické složení srážek odpovídá z kvalitativního hlediska základnímu složení podzemních a povrchových vod.

Jsou určité rozdíly kvantitativní a rozdíly v poměrech mezi jednotlivými kationty a anionty (viz dále).

Celková mineralizace srážkové vody:

minimálně znečištěné antropogenní činností - jednotky mg l-1 (výjimkou jsou srážky v přímořských oblastech)

ovlivněné antropogenní činností - obvykle > 10 mg l-1 (v některých lokalitách dočasně až 100 mg l-1)

Složení závisí na lokalitě, čistotě ovzduší a meteorologických podmínkách.

Ve srážkách přítomna i řada kovů – Fe, Al, Mn, Pb, Zn, Cu, Cr, Cd, As, Be, Ni, V.

Podkorunové srážky (throughfall) – kyselejší než obvyklé srážky a koncentrace všech látek jsou u nich vyšší než u srážek na otevřené ploše (interakce se suchou depozicí zadrženou v korunách a na kmenech stromů)

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Atmosférické vody

Zastoupení kationtů (látková koncentrace):

Srážkové vody minimálně znečištěné antropogenní činností:

Sierra Nevada (USA) NH4+ > Na+ > Ca2+ > K+ > Mg2+

Srážkové vody ovlivněné antropogenní činností:

Praha-Libuš NH4+ > Ca2+ > Na+ > K+ > Mg2+

Praha-Podbaba Ca2+ > NH4+ > Na+ > K+ > Mg2+

Souš v Jizerských horách NH4+ > Na+ > Ca2+ > Mg2+> K+

Z kationtů obvykle podle látkové koncentrace dominují NH4

+ a Ca2+ (převládá NH4

+ na rozdíl od podzemních a povrchových vod). Pořadí ostatních kationtů (Na+, K+, Mg2+) se může lišit podle lokality (Mg2+ bývá na jednom z posledních míst). U kyselých srážek se na bilanci kationtů významně podílí H+.

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Atmosférické vody

Zastoupení aniontů (látková koncentrace):

Srážkové vody minimálně znečištěné antropogenní činností:

Sierra Nevada (USA)

1. podle hmotnostní koncentrace: Cl- > SO4- > F- > NO3

- > PO43-

2. podle látkové koncentrace: Cl- > F- > SO4- > NO3

- > PO43-

Srážkové vody ovlivněné antropogenní činností:

Praha-Libuš NO3- > SO4

- > Cl-

Praha-Podbaba Cl- > SO4- > NO3

-

Souš v Jizerských horách NO3- > Cl- > SO4

- U srážek znečištěných antropogenní činností dominují SO4

- a NO3- .

U srážek v přímořských oblastech převažují Cl- . Hydrogenuhličitany jsou ve srážkových vodách vždy v minoritním zastoupení a často nejsou vzhledem k nízkým hodnotám pH analyticky dokazatelné.

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Atmosférické vody

pH srážek

Hodnotu pH atmosférických srážek ovlivňuje:

1. oxid uhličitý a jeho iontové formy

2. další složky – oxidy dusíku a síry, amoniakální dusík

pH srážek v neznečištěných oblastech se pohybuje mezi 5,5-6

Kyselé srážky – z chemického hlediska lze definovat jako vodu, ve které byla vyčerpána tlumivá kapacita uhličitanového systému a na kyselosti se začínají podílet silné minerální kyseliny (cca při pH < 5)

Význam srážek

acidifikace půd (eluce K, Ca, Al a remobilizace ostatních kovů) acidifikace povrchových vod (poškozování flory a fauny) přísun nutrientů a kovů do půd a povrchových vod koroze stavebních materiálů (agresivní působení na omítky, kovové

konstrukce) poškozování vegetace (rozvoj škůdců, postupné druhové ochuzení)

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Terminologie a geneze

Podzemní voda voda přirozeně se vyskytující pod zemským povrchem v pásmu

nasycení, která je v přímém kontaktu s horninami voda v zemských dutinách a zvodnělých zemských vrstvách voda protékající drenážními systémy a voda ve studnách a vrtech

Podle chemického složení:

1. prosté vody – nízký obsah rozpuštěných látek

2. minerální vody – vysoký obsah rozpuštěných látek

Geneze

Zásoby podzemní vody se doplňují:

infiltrací srážkových a povrchových vod kondenzací vodních par v půdě vznikem a kondenzací vodních par z magmatu

Přírodní vody

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Tvorba chemického složení

Chemické složení podzemních vod závisí na:

složení půd a hornin složení podzemních a povrchových vod

Při formování složení podzemních vod se uplatňují tyto vlivy: 1. přímé rozpouštění – obvykle nestačí k vytvoření vyšších koncentrací

rozpuštěných látek ve vodě s výjimkou snadno rozpustných minerálů na bázi síranů a chloridů; přímým rozpouštěním se obohacují o huminové látky obsažené v půdě

2. chemické působení – pro vyšší mineralizaci nutná přítomnost CO2

nebo minerálních kyselin; málo rozpustné uhličitany Ca, Mg, Fe, Mn se převádějí na hydrogenuhličitany; voda se obohacuje o Ca, Mg, Na, K, HCO3

- a Si 3. vliv srážkových a povrchových vod – zejména u mělkých podzemních

vod, obohacení o běžné složky ale i o toxické kovy nebo uhlovodíky 4. modifikující přeměny – iontová výměny, chemická a biochemická

oxidace a redukce primárních komponentů (metamorfóza chemismu)

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Základní charakteristiky podzemních vod

teplota – pohybuje se kolem 10 °C (při T > 20 °C již voda minerální, termální), význam z hlediska geneze a využívání vody, denní změny jen do hloubky 0,5-1 m, v hloubce 20-30 m stálá a s hloubkou dále vzrůstá

hodnota pH – pohybuje se v rozmezí 5,5-7,5, mimořádně kyselé mohou být důlní vody a vody z okolí nalezišť a těžby sulfidických rud

celková mineralizace – u prostých vod obvykle > 100 mg l-1

koncentrace CO2 a jeho iontových forem – vyšší než u povrchových a srážkových vod (parciální tlak CO2 v půdním vzduchu a v horninovém prostředí je vyšší než v atmosféře, biogenní a hlubinný původ, C(H2CO3*) ≈ jednotky až desítky mg l-1

poměrné zastoupení aniontů – dominantní jsou HCO3-, méně často SO4

2- a Cl-, NO3- významné u mělkých vrtů nedostatečně chráněných před znečištěním a ve vodách na jižní Moravě

poměrné zastoupení kationtů – dominující je Ca2+, méně častý Na+, Mg2+ a K+, NH4+

v minoritním zastoupení (na rozdíl od srážkových vod)

koncentrace kovů – vyšší koncentrace Fe a Mn než u vod povrchových, mění se v závislosti na vertikální zonálnosti, velmi nízké koncentrace Al

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Horizontální a vertikální zonálnost

Chemické složení podzemních vod se mění v:

horizontálním směru

vertikálním směru – dáno horninovým prostředím a koncentrací kyslíku (oxidačně-redukční zonálnost):

1. oxidační (zvětrávací) zóna – přítomnost rozpuštěného kyslíku a jeho redukce na H2O2, která určuje hodnotu ORP; v neutrálním prostředí ORP 300-500 mV; převažují HCO3

-, SO42-, Ca, Mg; probíhá nitrifikace; nízká mineralizace

2. přechodná zóna – redukce FeIII na FeII, rovnováha mezi limonitem Fe(OH)3 a sideritem FeCO3 (stabilní v dolní hranici zóny); v neutrálním prostředí ORP 0-300 mV převažují Cl-; alkalické kovy; probíhá denitrifikace; vyšší mineralizace

3. redukční (hloubková) zóna – rovnováha mezi hematitem Fe2O3 a magnetitem Fe3O4; v neutrálním prostředí ORP < 0 mV (je-li ORP dán redukcí SO4

2- na S2-, pak ORP < -100 mV převažují Cl- a Na+; nízké koncentrace SO4

2-; vysoká mineralizace

Faktory: doba cirkulace, rychlost oběhu, parciální tlak CO2, parciální tlak kyslíku, teplota

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Krasové vody

Vznikají infiltrací vody vápenci (HCO3- -Ca) a dolomity (HCO3

- -Ca-Mg, HCO3- -

Mg-Ca, poměr Ca:Mg cca 1)

Nízká koncentrace Cl-, Na+, K+

Antropogenního původu silně znečištěné vody:

podzemní vody z extrakce uranových rud kyselinou sírovou – mimořádně vysoké koncentrace SO4

2- a Al

vody z okolí těžby sulfidických rud – vysoká celková mineralizace (24 g l-1), koncentrace SO4

2- (14 g l-1), Fe (1,8 g l-1), Cu (160 mg l-1) a Zn (60 mg l-1)

důlní vody na lokalitách po těžbě uranu

důlní vody z těžby hnědého uhlí – důlní vody z povrchových dolů znečištěny silněji než z dolů hlubinných – hodnoty pH 3-6, zvýšené koncentrace SO4

2- (500-3000 mg l-1) a Fe (až 200 mg l-1)

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Klasifikace podzemních vod

1. balneologická – především stupeň a charakter mineralizace, poměr jednotlivých složek, obsah plynů, teplota, radioaktivita

2. hydrochemická – charakterizuje chemický typ vody, rozlišují se dva základní principy:

1. klasifikace podle převládajících iontů

2. klasifikace podle charakteristických iontových kombinací (procentuální nebo látkové zastoupení)

např. voda hydrogenuhličitano-vápenatá (HCO3-Ca), voda sírano-vápenatá (SO4-Ca), voda hydrogenuhličitano-sírano-sodná (HCO3-SO4-Ca), voda chlorido-sodná (Cl-Na)

Hydrologický průzkum pitných vod podzemního původu v ČR ukázal tyto poznatky:

dominují HCO3-Ca nebo HCO3-SO4-Ca vody (73 %) podstatně méně zastoupené SO4-Ca, SO4-Ca-Mg nebo SO4-Mg-Ca (4,4 %) vody z podstatnějším zastoupením Na a K činí jen 11 % významné zastoupení Cl- jen u 10 % vod větší hmotnostní koncentrace Mg než Ca jen u 7 % vod vody s významnějším obsahem NO3

- jen 7 % vod

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Alekinova klasifikace

3 třídy podle převládajícího aniontu – vody hydrogenuhličitanové, síranové, chloridové

každá ze tříd dále členěna podle převládajícího kationtu na 3 skupiny – vody vápenaté, hořečnaté, sodné

Podle charakteristických iontových poměrů se rozlišují 4 typy vod (viz tabulka)

Gazdův třídící systém

základní (výrazný a nevýrazný) typ vod přechodný typ vod smíšený typ vod

Pivokonský, PřF UK, 2016/17

Typ vody Charakteristické iontové poměry

I c(HCO3) > 2 c(Ca + Mg)

II c(HCO3) < 2 c(Ca + Mg) < c(HCO3) + 2 c(SO4)

IIIa 2 c(Ca) < c(HCO3) + 2 c(SO4) < 2 c(Ca + Mg)

IIIb 2 c(Ca) > c(HCO3) + 2 c(SO4)

IV c(HCO3) = 0

1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Podzemní vody

Grafické metody znázorňování chemického složení vod

Základem grafických metod je geometrický obrazec (čtverec, trojúhelník, kruh), do něhož se znázorňuje body, liniemi nebo plochami složení vody

Plošné metody – sloupcové nebo kruhové grafy

Požadavky na jakost podzemní vody

Požadavky na hodnoty ukazatelů jakosti surové vody pro její úpravu na vodu pitnou – Vyhláška MZE č. 428/2001 Sb. ve znění pozdějších předpisů

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

h/m

8 8 4 4 0 600

400

200

0

Na + K

Ca

Mg

Cl-

HCO3

SO4

Cl-

HCO3

SO4 Cl-

HCO3

SO4

Na + K

Ca Mg

Na + K

Ca

Mg

c/mmol l-1

Na

K

Mg

Ca

NO3-

SO42-

HCO3-

Cl-

Graf hydrochemické vertikální zonálnosti

podzemní vody

Tickelův graf pro chemické složení vody

Minerální vody Zákon č. 164/2001 Sb., o přírodních léčivých zdrojích, zdrojích přírodních minerálních vod, přírodních

léčebných lázních a lázeňských místech Vyhláška MZ č. 423/2001 Sb., kterou se stanoví způsob a rozsah hodnocení přírodních léčivých zdrojů a

zdrojů přírodních minerálních vod

Definice a terminologie

Přírodní léčivý zdroj – přirozeně se vyskytující minerální voda, plyn nebo peloid (rašelina, slatina, bahno), které mají vlastnost vhodnou pro léčebné využití

Minerální voda pro léčebné využití – přirozeně se vyskytující podzemní voda původní čistoty:

s obsahem rozpuštěných tuhých látek nejméně 1 g l-1, nebo s obsahem rozpuštěného CO2 nejméně 1 g l-1, nebo s obsahem jiného pro zdraví významného chemického prvku, nebo s teplotou vyšší než 20 °C, nebo s radioaktivitou radonu > 1,5 kBq l-1

Zdroj přírodní minerální vody – přirozeně se vyskytující podzemní voda původní čistoty, stálého složení a vlastností, která má fyziologické účinky dané obsahem minerálních látek, stopových prvků nebo jiných součástí, které umožňují její použití jako potraviny a k výrobě balených minerálních vod

Přírodní vody

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Kritéria hodnocení přírodní minerální vody

1. podle celkové mineralizace:

vody velmi slabě mineralizované s celkovou mineralizací do 50 mg l-1

vody slabě mineralizované s celkovou mineralizací 50 mg l-1 až 500 mg l-1

vody středně mineralizované s celkovou mineralizací 500 mg l-1 až 1500 mg l-1

vody silně mineralizované s celkovou mineralizací 1500 mg l-1 až 5000 mg l-1

vody velmi silně mineralizované s celkovou mineralizací nad 5000 mg l-1

2. podle obsahu rozpuštěných plynů a obsahu významných složek:

vody uhličité (dříve kyselky) s koncentrací CO2 nad 1000 mg l-1

vody sirné s obsahem titrovatelné síry (sulfanu, sulfidů, a thiosíranů) nad 2 mg l-1 vody jodové s koncentrací jodidů nad 5 mg l-1

vody ostatní, např. se zvýšeným obsahem křemíku (si) nad 28 mg l-1

3. podle hodnoty pH:

vody silně kyselé s hodnotou pH pod 3,5

vody silně alkalické (zásadité) s hodnotou pH nad 8,5

4. podle radioaktivity se rozeznávají vody radonové s radioaktivitou nad 1500 Bq l-1

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Kritéria hodnocení přírodní minerální vody

5. podle přirozené teploty u vývěru:

vody studené s teplotou do 20 °C

vody termální s teplotou nad 20 °C; do 35 °C vody vlažné, do 42 °C vody teplé, nad 42 °C vody horké

6. podle osmotického tlaku:

vody hypotonické (s osmotickým tlakem pod 710 kPa)

vody izotonické (s osmotickým tlakem 710 kPa až 760 kPa)

vody hypertonické (s osmotickým tlakem nad 710 kPa)

7. podle využitelnosti se rozeznávají vody léčivé, pokud jich lze na základě odborného posudku využít k léčbě

vody silně kyselé s hodnotou pH pod 3,5

vody silně alkalické (zásadité) s hodnotou pH nad 8,5

8. podle dominujících aniontů a kationtů

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Složení minerálních vod

Závisí na podmínkách jejich formování (geologickém a hydrologickém oběhu).

Jde o vody vznikající interakcí srážkových vod s horninami obohacené o CO2 a další plyny.

Na jejich složení se mohou podílet také fosilní mořské a kontinentální vody, ropné vody, magmatogenní vody, vulkanické vody, metamorfní vody aj.

Termální vody (termy, geotermální vody)

v oblastech, které umožňují sestup podzemních vod do potřebné hloubky a následný rychlý výstup (nutný velký tlakový gradient)

Prostá termální voda – charakter minerální vody jen díky zvýšené teplotě nad 20 °C, obsahem rozpuštěných látek se neliší od prosté podzemní vody (Jánské Lázně, Teplice)

nízké koncentrace rozpuštěného CO2

Uhličitanové vody (kyselky)

nízká celková mineralizace

větší koncentrace CO2 většinou hlubinného původu

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Sirné vody (sirovodíkové, sulfanové) – pouze vody s redukčním prostředím, přítomností síranů, sulfátredukujících bakterií a malým množstvím organických látek nezbytných pro činnost těchto bakterií; mají typický zápach a bývají zakalené elementární sírou

Síranové vody – zdrojem rozpouštějící se sádrovec CaSO4 nebo oxidace sulfidů; koncentrace SO42- v jednotkách až desítkách g l-1

Fluorové vody – zvýšená koncentrace F- vázaná na hydrochemické typy vod HCO3-Na, resp. SO4-Na

Železnaté vody – po vývěru a provzdušnění charakteristické vznikem rezavých sraženin a povlaků hydratovaných oxidů železa; běžné koncentrace Fe v jednotkách mg l-1

Jodové vody – koncentrace I- 5 mg l-1 a vyšší

Arsenové vody – koncentrace As vyšší než 0,7 mg l-1

Radonové vody – radioaktivita způsobena radonem nebo jeho izotopy a je vyšší než 1500 Bq l-1

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Výskyt minerálních vod v ČR

Území ČR mimořádně bohaté na výskyt minerálních vod a jejich zdrojů.

Jihomoravský region – uhličité (Luhačovice, Březová), sirné (Napajedla, Vizovice, Petrov), síranové (Šaratice, Zaječice), chloridové (Hodonín, Josefov)

Středočeský a jihočeský region – nepříliš bohaté na minerální vody, vody s vysokou koncentrací Fe (Bechyně, Dobrá Voda), uhličité (Poděbrady, Sadská), chloridové (Slaný), vody se zvýšenou radioaktivitou (Prachatice, Český Krumlov)

Severomoravský region – uhličité (Karlova Studánka, Teplice nad Bečvou), sirné (Velké Losiny, Bludov), chloridové (Darkov)

Východočeský region – uhličité (Běloves, Ida, Lázně Bělohrad), termální vody (Jánské Lázně, Lázně Bohdaneč), radonové buněk (Krkonoše, Orlické hory)

Západočeský region – uhličité (Mariánské Lázně, Františkovy Lázně), uhličité se zvýšenou koncentrací Si (Karlovy Vary) nebo Fe (Mariánské Lázně)

Vlastnosti minerálních vod

při vývěru na povrch se mění chemické složení – únik rozpuštěných plynů (CO2 – porušení uhličitanové rovnováhy, vylučování CaCO3)

chybí kyslík – až při styku se vzduchem oxidace některých látek (Fe, S) vylučování zřídelních sedimentů – sintrování (např. CaCO3, Fe, S)

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Minerální vody

Požadavky na jakost minerální vody

Požadavky na jakost zdrojů minerálních vod - vztahuje se na zdroje přírodních minerálních vod určených k plnění do lahví a na přírodní léčivé zdroje minerálních vod – Vyhláška MZ č. 423/2001 Sb.

Požadavky na jakost balené přírodní minerální vody – Vyhláška MZ č. 275/2004 Sb., kterou se stanoví mikrobiologické, chemické a fyzikální požadavky na balené přírodní minerální vody a na způsob jejich úpravy, kontroly a hodnocení

balená přírodní minerální voda – zvláštní druh přírodní podzemní vody, získaný z přírodních nebo uměle navrtaných schválených zdrojů minerální vody původní čistoty, o obsahem rozpuštěných látek (celkovou mineralizací) 1 000 mg l-1 a více, a dalších fyziologicky významných složek, vhodný jako náboj

může být sycena nebo dosycována CO2

Co2 může být z vody odstraňován

mohou z ní být odstraňovány nežádoucí složky, např. As, Fe, Be, Ni

lze ji upravovat vzduchem obohaceným ozonem

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Více viz přednáška kurzu Úprava vody Hygienické zabezpečení.

Mořská voda

voda všech oceánů a moří

Přírodní vody

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Základní charakteristiky mořské vody

Průměrná hustota 25 °C

1025 kg m-3

Hustota ledu 860-920 kg m-3

Teplota tuhnutí

-1,91 °C

Teplota -1,91 až 30 °C

Barva dle dispergovaných nerozpuštěných látek

Hodnota pH 7,6-8,4

KNK4,5 2-3 mmol l-1

ORP Svrchní vrstvy: 200-400 mV; hloubky přes 1500 m: -150 mV

Celková mineralizace

35 g l-1 / 1,1 mol l-1

Složka c /mmol l-1 ρ / mg l-1

Na 456,7 10 500

Mg 55,54 1 350

Ca 9,98 400

K 9,72 380

Cl- 536,0 19 000

SO42- 28,23 2 7112

HCO3- 2,38 145

Br- 0,81 65

F- 0,068 1,3

Molární hydrochemický typ Cl-Na-Mg (kontinentální voda HCO3

- -Ca nebo SO42-

Ca)

Mořská voda

v dané oblasti má mořská voda téměř konstantní složení

sezónním změnám a vertikální zonaci podléhají koncentrace nutrientů (N a P), volného CO2 a hodnota pH

značná kumulace jódu

povrchové vrstvy mírně přesyceny vzhledem ke kalcitu, aragonitu, magnezitu, dolomitu

celková mineralizace různá x poměr mezi hlavními složkami dosti stálý (z koncentrace jednoho prvku lze přibližně spočítat koncentraci ostatních)

charakteristický poměr Cl-:Br- ≈ 300 (chlorbromový koeficient)

anorganické složky

většina kovů (s výjimkou alkalických kovů, Ca, Mg a Sr) ve formě komplexů

70-80 % Ca a Mg ve formě jednoduchých iontů

chlorokomplexy Ag, Au, Hg, Mn aj.

organické složky

nízké DOC, cca 0,4-2,5 mg l-1

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření, přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství a voda určená k péči o tělo, k čištění předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem, a k dalším účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob dodávání.

Zdroje pitné vody

podzemní

povrchové

Složení pitných vod v ČR a jejich hydrochemická klasifikace

celková mineralizace 313 mg l-1

nejvíce rozšířeny vody typu: HCO3-Ca, HCO3-Ca-Mg a HCO3-Mg-Ca (28 %) HCO3-SO4 (28 %)

SO4-HCO3 (11 %) SO4-Ca, SO4-Ca-Mg a SO4-Mg-Ca (6 %)

podzemní – převážně HCO3-SO4-Ca

povrchové – převážně SO4-HCO3-Ca

Pitná voda

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Složení pitných vod v ČR a jejich hydrochemická klasifikace

Někdy značná změna složení vody při dopravy ke spotřebiteli (změny v zákalu, barvě, hodnotě pH, konduktivitě, koncentraci Fe, anorg. forem N, aktivního chloru, CHSK, DOC,…) v důsledku chemických a biochemických procesů v potrubí:

tvorba halogenderivátů po dezinfekci chlorací

dobíhání neutralizačních, srážecích a oxidačně-redukčních reakcí z procesu úpravy vody

koroze ocelového a litinového potrubí

tvorba inkrustací

tvorba biofilmů na stěnách potrubí a vodojemů (biologická stabilita vody)

oxidace amoniakálního N (nitrifikace) – často hromadění dusitanů

transport korozních produktů a částí biofilmů z úseku s velkou rychlostí proudění do úseků se stagnující vodou

Pitná voda

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Jakost pitné vody

Dříve: hlavně hledisko možnosti fekálního znečištění Dnes: komplexní hledisko

pozornost věnována znečištění toxickými látkami, radionuklidy musí obsahovat látky nezbytné nebo prospěšné pro život musí vyhovovat i z hlediska organoleptického

Asi ¼ potřebných esenciálních minerálních látek ve využitelné formě získává člověk z vody!

1. hledisko zdravotní nezávadnosti – fekální, patogenní znečištění (specifické skupiny bakterií), hodnocení pomocí ukazatelů (indikátorů) fekálního znečištění – výsledek: počet kolonií tvořících jednotku (KTJ)

obecné mikrobiologické indikátory – psychrofilní bakterie, mezofilní bakterie mikrobiologické indikátory fekálního znečištění – koliformní bakterie, Escherichia

coli, enterokoky

biologické ukazatele – mikroskopická obraz některých organismů (např. řasy, prvoci, vířníci, mikromyceta, červi

chemické ukazatele fekálního znečištění – látky obsažené v moči a tuhých fekáliích, produkty jejich dalších přeměn ve vodě a půdě (amoniakální dusík, dusitanový dusík, fosforečnany, chloridy z moči) a specifické indikátory jako urochrom, steroidy, kys. močová

Pitná voda

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

2. hledisko organického znečištění – hodnocení podle:

sumárních stanovení (CHSKMn, TOC, PAU, THM, PCB, pesticidy) – často jen indikační charakter ukazující při překročení určitých limitů na nutnost podrobnějšího chemického rozbotu

stanovení řady vybraných toxických chemických individuí (benzen, benzo(a)pyren, vybraných chlorovaných uhlovodíků aj.)

Skupiny fyzikálních a chemických ukazatelů:

1. zdravotně významné anorganické ukazatele – antimon, As, Be, bromičnany, dusičnany, dusitany, fluoridy, chloritany, Cr, Kd, kyanidy, Cu, Ni, Pb, Hg, Se, Ag

2. zdravotně významné organické ukazatele – 1,2-dichlorethan, benzen, benzo(a)pyren, 1-chlor-2,3-epoxypropan, chlorethen, microcystin-LR, pesticidy, PAU (PAH), tetrachlorethen, THM, trichlorethen, trichlormethan

3. ukazatele, jejichž přítomnost ve vyšším množství může negativně ovlivnit jakost pitné vody – NH4+, barva, B, Al, Mg, volný aktivní Cl, chloridy, konduktivita, Mn, ozon, pach, pH, sírany, Na, zákal, Fe

4. ukazatele, jejichž přítomnost je ve vodě žádoucí – Ca, Mg, suma Ca+Mg

Pitná voda

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění

Hodnocení kvality pitné vody

místní ohledání zdroje – umístění ve vztahu k možným zdrojům znečištění, ke stavebnímu vybavení, k technice jímání vody, k zabezpečení proti znečištění, způsob dopravy ke spotřebiteli

mikrobiologický a biologický rozbor vody – přehled o okamžitém stavu vody, indikátor přímého i nepřímého fekálního znečištění; výskyt červů, sinic, řas; stanovují se živé i mrtvé organismy

chemický rozbor vody

radiologický rozbor vody

Legislativní požadavky na jakost pitné vody

1. Pitná voda musí vyhovovat mikrobiologickým, biologickým, chemickým, fyzikálním a radiologickým požadavkům.

Vyhláška č. 252/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody (hodnoty ukazatelů stanoveny jako nejvyšší mezní hodnoty (NMH), mezní hodnoty (MH), doporučené hodnoty (DH))

2. Vody by neměla působit agresivně na materiály rozvodného systému

3. Radiologické požadavky

Pitná voda

Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění


Recommended