of 25 /25
Osmo predavanje Osmo predavanje 1 Osnovni pokazatelji kvaliteta voda

Osnovni pokazatelji kvaliteta voda

  • Author
    others

  • View
    9

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Osnovni pokazatelji kvaliteta voda

Osnovni pokazatelji kvaliteta vodaOsnovni pokazatelji kvaliteta voda
Ciljevi i ishodi 8. predavanja Ciljevi predavanja Ishodi predavanja Boja vode Miris i ukus vode Mutnoa Provodljivost vode Temperatura vode pH vrednost Alkalitet Tvrdoa vode Ukupne rastvorljive materije
Na kraju predavanja student e biti osposobljen da: objasni organoleptike
karakteristike vode u odreivanju njenog kvaliteta objasni uticaj mutnoe,
provodljivosti, pH, alikaliteta, tvrdoe na kvaliett vode.
2
Boja vode Miris i ukus vode Mutnoa Provodljivost vode Temperatura vode pH vrednost Alkalitet Tvrdoa vode Ukupne rastvorljive materije
Na kraju predavanja student e biti osposobljen da: objasni organoleptike
karakteristike vode u odreivanju njenog kvaliteta objasni uticaj mutnoe,
provodljivosti, pH, alikaliteta, tvrdoe na kvaliett vode.
Metode analiza vode i ocena kvaliteta voda obino se vrši prema propisima koji se nalaze u posebnim prirunicima:
kod nas – Standardne metode za ispitivanje higijenske ispravnosti vode za pie
u svetu prestina – Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
3
kod nas – Standardne metode za ispitivanje higijenske ispravnosti vode za pie
u svetu prestina – Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater
Boja vode Boja predstavlja optiko svojstvo vode. Boja vode posledica je
apsorpcije i refleksije svetlosti odreene talasne duine, bez skretanja talasnih duina. Boja joj moe biti razliita zbog prisutnih primesa (rastvorne soli gvoa, huminskih i fulvo kiselina).
Boja se odreuje kolorimetrijski na osnovu platino-kobaltne skale i izraava se u stepenima.
Jedan stepen skale odgovara sadraju 2,49 mg K2[PtCl6] i 2,018 mg CoCl26H2O
Voda za pie ne sme da ima više od 5 jedinica platino–kobaltne skale.
4
Boja predstavlja optiko svojstvo vode. Boja vode posledica je apsorpcije i refleksije svetlosti odreene talasne duine, bez skretanja talasnih duina. Boja joj moe biti razliita zbog prisutnih primesa (rastvorne soli gvoa, huminskih i fulvo kiselina).
Boja se odreuje kolorimetrijski na osnovu platino-kobaltne skale i izraava se u stepenima.
Jedan stepen skale odgovara sadraju 2,49 mg K2[PtCl6] i 2,018 mg CoCl26H2O
Voda za pie ne sme da ima više od 5 jedinica platino–kobaltne skale.
Miris i ukus vode
Miris i ukus prirodne vode potie od rastvorenih soli, gasova i organskih jedinjenja nastalih procesom ivotne aktivnosti vodenih organizama.
Prirodni mirisi (mirisi trulei, plesni) nastaju prilikom razlaganja organskih materija ili usled ivotne aktivnosti vodenih organizama.
Veštaki mirisi (miris fenola, itd.) javljaju se prilikom antropogenog zagaenja vode.
Ukus vode zavisi od vrste i koncentracije rastvorenih soli:
NaCl 500 mg/dm3 slan ukus MgCl2 400 mg/dm3 gorak ukus KCl 700 mg/dm3 gorak ukus FeSO4 5 mg/dm3 gvoevit ukus MnCl2 4 mg/dm3 ukus na blato
5
Miris i ukus prirodne vode potie od rastvorenih soli, gasova i organskih jedinjenja nastalih procesom ivotne aktivnosti vodenih organizama.
Prirodni mirisi (mirisi trulei, plesni) nastaju prilikom razlaganja organskih materija ili usled ivotne aktivnosti vodenih organizama.
Veštaki mirisi (miris fenola, itd.) javljaju se prilikom antropogenog zagaenja vode.
Ukus vode zavisi od vrste i koncentracije rastvorenih soli:
NaCl 500 mg/dm3 slan ukus MgCl2 400 mg/dm3 gorak ukus KCl 700 mg/dm3 gorak ukus FeSO4 5 mg/dm3 gvoevit ukus MnCl2 4 mg/dm3 ukus na blato
Skala za odreivanje mirisa vode (u balima)
Bal Jaina mirisa
1 Vrlo slaba Miris moe da utvrdi posebno osposobljeno lice.
2 Slaba Miris ne skree panju korisnika vode. Ali moe da se primeti ako se na njega ukae.
6
Miris se odreuje organoleptiki na sobnoj T i na 40°C, a defisniše se opisno. Daju se opisne ocene od 0-5. Ukus vode se odreuje samo ukoliko se ne sumnja u mikrobiološku i toksikološku ispravnost.
Miris ne skree panju korisnika vode. Ali moe da se primeti ako se na njega ukae.
3 Primetna Miris se lako ustanovi i izaziva kolebanje prema korišenju vode.
4 Znatna Miris koji se odmah oseti i izaziva panju, a vodu ini nepogodnom za pie.
5 Vrlo jaka Miris je toliko jak da ini vodu nepogodnom za pie.
Mutnoa vode Mutnoa vode potie od prisutnih koloidnih i suspendovanih -
grubodisperznih primesa (prenika veeg od 100 μm). Mutnoa vode potie od: Suspendovanih estica gline, estica mulja, Finih, sitnih organskih i neorganskih materija, Rastvorenih, obojenih organskih materija koje potiu iz otpadne vode, Mikroskopski sitnih ivih organizama, planktona.
Prozranost vode.
Mutnoa vode potie od: Suspendovanih estica gline, estica mulja, Finih, sitnih organskih i neorganskih materija, Rastvorenih, obojenih organskih materija koje potiu iz otpadne vode, Mikroskopski sitnih ivih organizama, planktona.
Prozranost vode.
Mutnoa se odreuje uporedjivanjem uzorka vode sa standardima silikatne zemlje koji se dre u bocama od bezbojnog stakla. Standard se pravi tako što se litru vode doda 1 g dijatomejske zemlje i takva suspenzija ima mutnou 1000 stepeni.
Bitno je da se pre uporeivanja i uzorak i standard dobro promukaju. Voda za pie ne sme da ima mutnou veu od one koju bi prouzrokovalo 10 mg
silikatne gline u 1l vode. Mutnoa se meri i poreenjem svetlosnih efekata koji se odvijaju
prolaskom svetlosti kroz uzorak i kroz standard. Što je vei intenzitet skretanja svetla, što je vea interferencija, vea je i
mutnoa uzorka. Izraava se u nefelometrijskim jedinicama mutnoe, (eng. nephelometric turbidity
units (NTU))
8
Mutnoa se odreuje uporedjivanjem uzorka vode sa standardima silikatne zemlje koji se dre u bocama od bezbojnog stakla. Standard se pravi tako što se litru vode doda 1 g dijatomejske zemlje i takva suspenzija ima mutnou 1000 stepeni.
Bitno je da se pre uporeivanja i uzorak i standard dobro promukaju. Voda za pie ne sme da ima mutnou veu od one koju bi prouzrokovalo 10 mg
silikatne gline u 1l vode. Mutnoa se meri i poreenjem svetlosnih efekata koji se odvijaju
prolaskom svetlosti kroz uzorak i kroz standard. Što je vei intenzitet skretanja svetla, što je vea interferencija, vea je i
mutnoa uzorka. Izraava se u nefelometrijskim jedinicama mutnoe, (eng. nephelometric turbidity
units (NTU))
Standardi turbiditeta od 5, 50, i 500 NTU
hidrazinsulfat
heksametilentetramin
Terenski turbidimetri Na slici su prikazani terenski turbidimetri, koji se kalibrišu standardima
odgovarajue mutnoe, koje izdaje proizvoa.
10
11
Uticaj mutnoe vode Visoka koncentracija suspendovanih materija smanjuje prodiranje
svetlosti kroz vodu, usporava rast makrofita, utie na ivot drugih organizama koji koriste makrofite kao hranu.
Smanjenjem koliine svetlosti u vodi - proces fotosinteze se usporava, koliina O2 se smanjuje.
Suspendovane estice apsorbuju toplotu Suneve svetlosti i voda se zagreva, koliina O2 se smanjuje.
12
Visoka koncentracija suspendovanih materija smanjuje prodiranje svetlosti kroz vodu, usporava rast makrofita, utie na ivot drugih organizama koji koriste makrofite kao hranu.
Smanjenjem koliine svetlosti u vodi - proces fotosinteze se usporava, koliina O2 se smanjuje.
Suspendovane estice apsorbuju toplotu Suneve svetlosti i voda se zagreva, koliina O2 se smanjuje.
Mutnoa i TSS Merenjem mutnoe - odreuje se ukupna koliina suspendovanih
estica u vodi –TSS (total suspended solids). Jedinica: mg suve materije/l. Tri naina odreivanja ukupne koliine TSS:
procenjivanje rasipanja svetlosti o vrste estice suspendovane u vodi, poznata koliina vode se filtrira i sakupljaju se suspendovane estice; posle
sušenja na 103°C (da bi se uklonila voda) meri se masa estica, gledanje kroz cev koja na dnu ima crno-beli disk; procenjuje se koliko je
vode potrebno da disk nestane iz vidnog polja.
13
Merenjem mutnoe - odreuje se ukupna koliina suspendovanih estica u vodi –TSS (total suspended solids).
Jedinica: mg suve materije/l. Tri naina odreivanja ukupne koliine TSS:
procenjivanje rasipanja svetlosti o vrste estice suspendovane u vodi, poznata koliina vode se filtrira i sakupljaju se suspendovane estice; posle
sušenja na 103°C (da bi se uklonila voda) meri se masa estica, gledanje kroz cev koja na dnu ima crno-beli disk; procenjuje se koliko je
vode potrebno da disk nestane iz vidnog polja.
Provodljivost vode Provodljivost, κ, je elektrino svojstvo vode. Mera ukupne koliine rastvorenih soli ili jona u vodi. Voda i vodeni rastvori u zavisnosti od koncentracije jona mogu da
provode struju.
Provodljivost vode zavisi od: vrste jona prisutnih u vodi, koncentracije jona, pokretljivosti i naelektrisanja jona, temperature na kojoj se odreuje provodljivost.
14
Provodljivost, κ, je elektrino svojstvo vode. Mera ukupne koliine rastvorenih soli ili jona u vodi. Voda i vodeni rastvori u zavisnosti od koncentracije jona mogu da
provode struju.
Provodljivost vode zavisi od: vrste jona prisutnih u vodi, koncentracije jona, pokretljivosti i naelektrisanja jona, temperature na kojoj se odreuje provodljivost.
Faktori koji odreuju koncentraciju jona u vodi: Geologija (sastav stena) Vrste padavina Isparavanje Ljudska aktivnost:
otpadne vode septikih i drenanih sistema, emisija izduvnih gasova, upotreba veštakih ubriva, kisele kiše.
U SI sistemu jedinica za provodljivost je simensim (S). Reciprona veliina je otpornost, R, ija jedinica je om (). Obino se meri specifina provodljivost, κ, koja se izraava u μS/cm.
Provodljivost, κ je obrnuto proporcionalna otpornosti, R K = 1/R
15
Faktori koji odreuju koncentraciju jona u vodi: Geologija (sastav stena) Vrste padavina Isparavanje Ljudska aktivnost:
otpadne vode septikih i drenanih sistema, emisija izduvnih gasova, upotreba veštakih ubriva, kisele kiše.
U SI sistemu jedinica za provodljivost je simensim (S). Reciprona veliina je otpornost, R, ija jedinica je om (). Obino se meri specifina provodljivost, κ, koja se izraava u μS/cm.
Provodljivost, κ je obrnuto proporcionalna otpornosti, R K = 1/R
pH vrednost vode za pie Ekstremne pH vrednosti ukazuju na akcidente.
Maksimalno dopuštena pH vrednost za vodu Flaširana prirodna voda 6,8 – 8,5 Preišena voda (redovne prilike) 6,8 – 8,5 Nepreišena voda (redovne prilike) 6,5 – 9,0 Vanredne prilike 6,5 – 9,5
16
Ekstremne pH vrednosti ukazuju na akcidente.
Maksimalno dopuštena pH vrednost za vodu Flaširana prirodna voda 6,8 – 8,5 Preišena voda (redovne prilike) 6,8 – 8,5 Nepreišena voda (redovne prilike) 6,5 – 9,0 Vanredne prilike 6,5 – 9,5
Razlozi fluktuacije pH vrednosti prirodnih voda
Fotosintezom se rastvoreni CO2 u vodi iskorišava. Time se smanjuje kiselost vode, odnosno pH vode raste. Nasuprot fotosintezi, razlaganjem OM stvara se CO2, koji se rastvara u vodi, tako da se pH smanjuje. Zbog toga, pH moe biti vea tokom dana i tokom perioda vegetacije, kada je fotosinteza maksimalna.
Disanje i razlaganje OM sniava pH. Kao i koncentracija rastvorenog kiseonika, i pH se moe menjati sa dubinom u jezeru, usled promene u fotosintezi i drugim hemijskim reakcijama. Tako, postoji tipino sezonsko smanjenje pH u donjim delovima stratifikovanog jezera usled akumuliranja CO2. U tim slojevima nema dovoljno svetla za biljke koje mogu da fiksiraju CO2, a sa druge strane razlaganje OM dovodi do oslobaanja CO2.
Na sreu, jezerska voda je kompleksnog sastava; puna je hemijskih komponenti koje mogu da spree velike promene pH (puferski kapacitet). Zato, prirodne vode imaju opseg pH od 6.5 do 8.5.
17
Fotosintezom se rastvoreni CO2 u vodi iskorišava. Time se smanjuje kiselost vode, odnosno pH vode raste. Nasuprot fotosintezi, razlaganjem OM stvara se CO2, koji se rastvara u vodi, tako da se pH smanjuje. Zbog toga, pH moe biti vea tokom dana i tokom perioda vegetacije, kada je fotosinteza maksimalna.
Disanje i razlaganje OM sniava pH. Kao i koncentracija rastvorenog kiseonika, i pH se moe menjati sa dubinom u jezeru, usled promene u fotosintezi i drugim hemijskim reakcijama. Tako, postoji tipino sezonsko smanjenje pH u donjim delovima stratifikovanog jezera usled akumuliranja CO2. U tim slojevima nema dovoljno svetla za biljke koje mogu da fiksiraju CO2, a sa druge strane razlaganje OM dovodi do oslobaanja CO2.
Na sreu, jezerska voda je kompleksnog sastava; puna je hemijskih komponenti koje mogu da spree velike promene pH (puferski kapacitet). Zato, prirodne vode imaju opseg pH od 6.5 do 8.5.
Alkalitet vode za pie Predstavlja kapacitet vode da primi H+ jone (neutrališe kiseline).
Osnovne komponente koje doprinose alkalitetu vode su hidroksilni, karbonatni i bikarbonatni joni :
OH + H+ H2O CO3
] - [H+ ]
Površinske vode sa visokom vrednošu alkaliteta e neutralisati kisele kiše i spreiti promene pH, koje bi mogle biti pogubne po akvatine organizme.
18
Osnovne komponente koje doprinose alkalitetu vode su hidroksilni, karbonatni i bikarbonatni joni :
OH + H+ H2O CO3
] - [H+ ]
Površinske vode sa visokom vrednošu alkaliteta e neutralisati kisele kiše i spreiti promene pH, koje bi mogle biti pogubne po akvatine organizme.
Proton akceptori Proton donor
Alkalitet se izraava u jedinicama: mgCaCO3 /L ili mg Ca/L ili μmol H+ /L
1 mg CaCO3 = 0.001 g/100g/mol = 10 μmol CaCO3 = 10 μmol CO32- = 20 μmol H+
Prema tome, alkalitet vode koja sadri 20 μmol /L proton akceptujuih jonskih vrsta moe se izraziti i kao 1 mg/L CaCO3.
Alkalitet se meri titracijom uzorka kiselinom. Na pH 8 javlja se z.t.t. za prelazak karbonata u hidrokarbonat plus hidroksida u vodu, ime se dobija karbonatni alkalitet. Ukoliko se titracija nastavi do pH 4.5, hidrokarbonat se dalje protonuje kada se stvara CO2(aq), pri emu titracija do ove vrednosti daje ukupni alkalitet.
19
Alkalitet se izraava u jedinicama: mgCaCO3 /L ili mg Ca/L ili μmol H+ /L
1 mg CaCO3 = 0.001 g/100g/mol = 10 μmol CaCO3 = 10 μmol CO32- = 20 μmol H+
Prema tome, alkalitet vode koja sadri 20 μmol /L proton akceptujuih jonskih vrsta moe se izraziti i kao 1 mg/L CaCO3.
Alkalitet se meri titracijom uzorka kiselinom. Na pH 8 javlja se z.t.t. za prelazak karbonata u hidrokarbonat plus hidroksida u vodu, ime se dobija karbonatni alkalitet. Ukoliko se titracija nastavi do pH 4.5, hidrokarbonat se dalje protonuje kada se stvara CO2(aq), pri emu titracija do ove vrednosti daje ukupni alkalitet.
Voda A (pH = 9, nema karbonata)
[H3O+]=10-9 M [OH-]=10-5 M [HCO3-]= [CO32-]= 0 M
Alk = [OH ] + 2[CO3 2] + [HCO3
] - [H+ ] = 10-5 + 0 + 0 - 10-9
= 10-5 mol/l = 10μmol/l
[H3O+]=10-8.3 M [OH-]=10-5.7 M [HCO3-]= 0.01 M
Alk = [OH ] + 2[CO3 2] + [HCO3
] - [H+ ] = 10-5.7 + 0.01 + 29.410-5 - 10-8.3
= 0.01 mol/l = 10 000 μmol/l
20
[H3O+]=10-9 M [OH-]=10-5 M [HCO3-]= [CO32-]= 0 M
Alk = [OH ] + 2[CO3 2] + [HCO3
] - [H+ ] = 10-5 + 0 + 0 - 10-9
= 10-5 mol/l = 10μmol/l
[H3O+]=10-8.3 M [OH-]=10-5.7 M [HCO3-]= 0.01 M
Alk = [OH ] + 2[CO3 2] + [HCO3
] - [H+ ] = 10-5.7 + 0.01 + 29.410-5 - 10-8.3
= 0.01 mol/l = 10 000 μmol/l
mol/l109.4






Voda B ima niu pH vrednost od vode A, ali mnogo vei alkalitet. Na osnovu ovog se vidi razlika izmeu pH i alkaliteta.
pH predstavlja faktor intenziteta, koji meri koncentraciju baze ili kiseline dostupne za reakciju. A alkalitet predstavlja faktor kapaciteta, koji meri sposobnost vode da zaustavi reakciju sa kiselinom ili bazom.
Acidifikacija jezera u njegovom prirodnom okruenju je analogna titraciji u makro razmerama. U zavisnosti od njihovog poloaja na “titracionoj krivoj”, jezera se grupišu u dobro puferovana, prelazna, kisela jezera.
21
Voda B ima niu pH vrednost od vode A, ali mnogo vei alkalitet. Na osnovu ovog se vidi razlika izmeu pH i alkaliteta.
pH predstavlja faktor intenziteta, koji meri koncentraciju baze ili kiseline dostupne za reakciju. A alkalitet predstavlja faktor kapaciteta, koji meri sposobnost vode da zaustavi reakciju sa kiselinom ili bazom.
Acidifikacija jezera u njegovom prirodnom okruenju je analogna titraciji u makro razmerama. U zavisnosti od njihovog poloaja na “titracionoj krivoj”, jezera se grupišu u dobro puferovana, prelazna, kisela jezera.
Posmatrajmo etvrtastu kolonu u nekom jezeru sa površinom od 1 dm2.
Vk = 200 dm x 1 dm2 = 200 dm3 = 200 L
Kolona sadri 200 L x 25 μmol/L = 5000 μmol/L proton neutralizanata.
Zapremina kišnice koja pada na ovu površinu jezera tokom jedne godine bie jednaka prosenoj godišnjoj koliini padavina puta površina:
Ova zapremina sadri 10L x 10-4 mol/L H3O+ = 1000 μmol protona.
Prema tome, ovaj proraun predvidja da jezero moe postati zakiseljeno za oko 5 godina. Pri tome, uzete su sledee pretpostavke: da u jezero ne dolaze nove vode, niti odlaze postojee, da ne postoji interakcija sa sedimentima.
G od
išn je
pa da
vi ne
22
Posmatrajmo etvrtastu kolonu u nekom jezeru sa površinom od 1 dm2.
Vk = 200 dm x 1 dm2 = 200 dm3 = 200 L
Kolona sadri 200 L x 25 μmol/L = 5000 μmol/L proton neutralizanata.
Zapremina kišnice koja pada na ovu površinu jezera tokom jedne godine bie jednaka prosenoj godišnjoj koliini padavina puta površina:
Ova zapremina sadri 10L x 10-4 mol/L H3O+ = 1000 μmol protona.
Prema tome, ovaj proraun predvidja da jezero moe postati zakiseljeno za oko 5 godina. Pri tome, uzete su sledee pretpostavke: da u jezero ne dolaze nove vode, niti odlaze postojee, da ne postoji interakcija sa sedimentima.
Pr os
e na
d ub
in a
je ze
Tvrdoa vode
Tvrda voda je voda koja moe da izazove taloenje sapuna, odnosno stvaranje kamena u bojlerima.
Te reakcije vode potiu zbog visokog sadraja Ca i Mg.
Tvrde vode ne predstavljaju opasnost po zdravlje ljudi.
U industriji su nepoeljne, jer izazivaju veu potrošnju goriva za zagrevanje kotlova u kojima se kuva voda.
mg/l CaCO3
Stepen tvrdoe
23
Tvrda voda je voda koja moe da izazove taloenje sapuna, odnosno stvaranje kamena u bojlerima.
Te reakcije vode potiu zbog visokog sadraja Ca i Mg.
Tvrde vode ne predstavljaju opasnost po zdravlje ljudi.
U industriji su nepoeljne, jer izazivaju veu potrošnju goriva za zagrevanje kotlova u kojima se kuva voda.
75-150 srednje tvrda voda
Pijaa voda Niša je srednje tvrda voda.
Tvrdoa se deli na: Karbonatnu tvrdou, potie od Ca i Mg jona u formi bikarbonata i Nekarbonatnu tvrdou, potie od Ca i Mg jona u obliku sulfata,
hlorida i nitrata. Kuvanjem vode bikarbonati prelaze u karbonate, koji su nerastvorni, pri
emu išezava karbonatna tvrdoa, preostaje nekarbonatna (stalna) tvrdoa.
Vode se svrstavaju u etiri stepena tvrdoe, ako se stepen tvrdoe izraava u mg/l CaCO3.
24
Tvrdoa se deli na: Karbonatnu tvrdou, potie od Ca i Mg jona u formi bikarbonata i Nekarbonatnu tvrdou, potie od Ca i Mg jona u obliku sulfata,
hlorida i nitrata. Kuvanjem vode bikarbonati prelaze u karbonate, koji su nerastvorni, pri
emu išezava karbonatna tvrdoa, preostaje nekarbonatna (stalna) tvrdoa.
Vode se svrstavaju u etiri stepena tvrdoe, ako se stepen tvrdoe izraava u mg/l CaCO3.
vrste materije u vodi – suvi ostatak su sve one materije koje ostaju nakon isparavanja vode i sušenja na
temperaturi od 103-105°C. One su i organskog i neorganskog porekla. Ima uticaja na upotrebu vode.
Vode sa sadrajem ukupnih vrstih materija ispod 500 mg/l su pogodne za pie.
25
su sve one materije koje ostaju nakon isparavanja vode i sušenja na temperaturi od 103-105°C.
One su i organskog i neorganskog porekla. Ima uticaja na upotrebu vode.