background image

1.  Omów anomalne właściwości wód. 

   Ze wzrostem masy cząsteczkowej rośnie temperatura topnienia i wrzenia 

 

Woda  zachowuje  się  w  niezwykly  sposób.  W  przeciwieństwie  do  innych  cieczy  kurczy  się,  gdy  jest 
ogrzewana od 0-4 stopni C. Natomiast ogrzewana od 4 st. C do wyższej temperatury, tak jak inne ciecze, 
rozszerza się. Tzn anomalna rozszerzalność cieplna. Oznacza to, ze w temp. 4st. C woda ma najmniejsza 
objetosc  i  najwieksza  gestosc.  Dlatego  opada  na  dno  jeziora  lub  innego  zbiornika.  Dzieki  temu,  jezeli 
nawet  powierzchnia  wody  jeziora  pokryje  sie  lodem,  to  przy  jego  dnie  woda  ma  temperature  4st.  C,  co 
pozwala przezyc rybom ciezką zimę. Jest to związane także ze złym przewodnictwem cieplnym lodu. 

2.  Co to jest bilans jonowy wód, jakie warunki musi spełniać woda do picia 

Bilans jonowy wody- jest podstawowym testem poprawności wyników analiz chemicznych wód opadowych, 
roztworów  glebowych  oraz  wód  podziemnych  i  powierzchniowych.  Opiera  się  on  na  zasadzie 
elektroobojętności wody, wymagającej by suma anionów była równa sumie kationów. 
 

 

Woda 1. klasy 

ściek 

Temperatura °C 

Do 22 

Pow. 28-35 

pH 

6,5-8,5 

<5,5 lub >9,5 

BZT

5

 [mgO

2

/dm

3

Do 2 

Pow.12 

Przewodnictwo [µS/cm

3

Do 500 

Pow.2000 

Sub. Rozpuszczone [mg/dm

3

Do 250 

Pow.1200 

Siarczany SO

4

2- 

[mgSO

4

2-

/dm

3

Do 100 

Pow.300 

Chlorki [mgCl

-

/dm

3

Do 100 

Pow.400 

Suma metali [mg/dm

3

Do 1 

Pow.1-2 

Fosfor ogólny [mgP/dm

3

Do 0,2 

Pow. 1 

Azot ogólny [mgN/dm

3

Do 2,5 

Pow. 20 

Chlorofil [µg/dm

3

Do 10 

Pow.100 

Zawiesina ogólna [mg/dm

3

Do 15 

Pow. 100 

 
 

3.  Omów proces samooczyszczania wód i poprzyj reakcjami 

Samooczyszczanie  jest  zjawiskiem  fizyczno-biochemicznym,  polegającym  na  samoistnym  zmniejszaniu  się 
stopnia zanieczyszczenia wód (ścieków). Można ten proces rozumieć dwojako: 
a)  Proces samooczyszczania obejmuje złożony zespół procesów fizycznych, chemicznych i najważniejszych 

dla  tego  procesu  zjawisk  biologicznych,  które  prowadzą  do  zmniejszenia  stężenia  zanieczyszczeń  w 
wodach lub  w ściekach. Wody powierzchniowe posiadają naturalną zdolność samooczyszczania. Proces 
samooczyszczania  występuje  w  wodach  płynących  i  stojących,  ale  z  różną  intensywnością.  W  praktyce 
rozważa się samooczyszczanie zachodzące w rzekach. 
-rozcieńczanie ścieków wodami odbiornika 
-mieszanie ich z wodami dopływów 
-oczyszczanie  mechaniczne przez osiadanie  na dnie  lub brzegach zawiesin oraz substancji zawieszonych 
pływających po powierzchni 
W  grupie  zjawisk  chemicznych  mogą  występować  reakcje  zachodzące  między  składnikami 
występującymi w wodach (ściekach) i polegające na zachodzeniu zobojętniania, utleniania, redukcji oraz 
kompleksowaniu  i  hydrolzie,  a  także  innych  przemianach  chemicznych  prowadzących  od  obniżeniu 
szkodliwego charakteru wód. Trzecia grupa procesów obejmuje zjawiska biochemiczne i dotyczy głównie 
zanieczyszczeń  organicznych.  Są  to  zanieczyszczenia  typowe  dla  ścieków  bytowo-spożywczego. 
Zanieczyszczenia  te  po  zmieszaniu  z  wodami  odbiornika  mogą  stanowić  bazę  przemiany  materii 
organizmów  roślinnych  i  zwierzęcych  rozwijających  się  w  wodzie.  Organizmy  te  stanowią  ekologiczny 
samoregulujący się łańcuch pokarmowy dla rozwoju ryb i ptactwa wodnego. 

b)  Samooczyszczanie  rozważa  się  także  jako  występowanie  następujących  procesów:  biodegradacji, 

sedymentacji oraz adsorpcji. Należy brać także pod uwagę  procesy  
fotolizy  i  parowanie  z  powierzchni  wody,  zwłaszcza  gdy  w  wodach  (ściekach)  obecna  jest  zwiększona 
ilość związków organicznych. 

background image

Proces samooczyszczania może być rozważany także jako zespół zjawisk prowadzących do mineralizacji 
zanieczyszczeń.  Przy  takim  podejściu  najważniejszym  procesem  jest  biodegradacja  związków) 
organicznych. 

Zespół tych procesów jest zależny od temperatury, nasłonecznienia, rozwinięcia linii brzegowej, prędkości przepływu 
wód, rozcieńczenia zanieczyszczonych wód zbiorników (rzek_ czystymi wodami dopływającymi z powierzchni. 

Biodegradacja  polega  na  rozkładzie  zanieczyszczeń  organicznych  w  obecności  rozpuszczonego  tlenu  i  z 
udziałem mikroorganizmów: 

Zanieczyszczenia  organiczne+O2  (z  udziałem  mikroorganizmów)=  związki  nieorganiczne  )np.  Co2,  H2O, 
NxO, SO4 itp.) 

Warunki  ograniczonego  dostępu  tlenu  lub  warunki  beztlenowe  świadczą  o  bardzo  dużym  zanieczyszczeniu  wód 
(ścieków) 

Procesy zachodzące w tlenowym oczyszczaniu można przedstawić następującymi równaniami typu redoks: 

a)  Bezpośrednie enzymatyczne utlenianie: 

CxHyOz +(x+1/4y+1/2z)O2 + enzymy  x CO2 + 1/2y H2O +deltaG1 

b)  Asymilacja (synteza): 

N  (CxHyOz)  +  nNH3  +  (x+1/4y-1/2z  -5)O2  +  enzymy    n  (C5H7OzN)  +  n(x-5)CO2  +  n/2  (y-4)  H2O  + 
deltaG2 

c)  Autooksydacja substancji komórkowej: 

N (C5H7OzN) + 5nO2 + enzymy  5nCO2 + 2n H2O + nNH3 + delta G3 

Drugim  ważnym  procesem  wchodzącym  w  skład  samooczyszczania  jest  sedymentacji  zawiesin.  Powoduje  ona 
zmniejszenie  ilości  zanieczyszczeń  w  wyniku  osiadania  cząstek  zawieszonych  w  wodach,  pod  wpływem  siły 
grawitacyjnej. Zachodzi ona w tych miejscach zbiorników lub rzek, gdzie występuje zmniejszona prędkość przepływu 
wody, czego przejawem jest obniżona jej  mętność. Prędkość przepływu jest różna w rzekach nizinnych, a w rzekach 
górskich a typowa prędkość przepływu ścieków w osadnikach wtórnych wynosi od 0,01 do 0,05 m/s. 

 

4.  Wymień pod jakimi postaciami występuje azot w wodzie, jakie są jego źródła w wodzie i omów reakcje 

w których bierze udział. 
Głównymi  formami  azotu  występującymi  w  ekosystemach  wodnych  są:  N(-III)  w  NH3  i  NH4+  oraz  w 
połączeniach  organicznych: N(+III)  w NO2-, N(+V)  w NO3-, N(0)  w N2, a także azot na innych stopniach 
utlenienia w tlenkach tj N2O, NO i NO2. 
W  warunkach  panujących  w  wodach  naturlanych  (dla  odczyny  pH  i  potencjał  erdoks  Eh)  dominującymi 
formami są NH4+, N2 i NO3-. 

Źródła związków azotu w wodach powierzchniowych: 

 

Ścieki  miejskie lub przemysłowe. W ściekach komunalnych zawartość związków azotu waha się od 
kilku  do  kilkudziesięciu  gramów  w  metrze  sześciennym.  Natomiast  w  ściekach  przemysłowych 
zawartość zaotu to nawet 0,01 kg N/m3 

 

Spływy  wód  powierzchniowych  na  terenach  rolniczych.  W  zlewniach  rzek  na  terenach  rolniczych 
roczny odpływ azotu wynosi od 0,6 do ok. 28 kg N/ha 

 

Kwaśne opady atmosferyczne.  Związki siarki i azotu wydziale do atmosfery w czasie spalania paliw 
stałych.  Do  atmosfery  przechodzą  związki  azotu  w  postaci  tlenkow  NO,  N2O,  NO2.  W atmosferze 
tlenki  te  łączą  się  z  parą  wodną,  tworząc  kwas  azotowy  i  opadają  jako  kwaśne  deszcze. 
Reakcje: 

 

Azot  atmosferyczny  jest  bezpośrednio  pobierany  przez  rośliny  motylkowe,  a  wolny  azot 
rozpuszczany  w  wodzie  jest pobierany przez niektóre glony  i bakterie a następnie przetwarzany 
do białka: 

background image

N2+ bakterie, glony  białko 

N2+3H2 2NH3 

 

Proces mineralizacji białka – amonifikacja, dezaminacja: 
CH2NH2COOH + 1,5 O2  2CO2 + H2O + NH3 + energia 

  Nitryfikacja 

NH4 + 0,5 O2 + 2e NH2OH + H+ 
NH2OH + H2O  NO2- + 4e + 5H+ 

5.  Dlaczego do uzdatniania wód stosuje się chlor i jego związki (uzasadnij) 

Do najbardziej rozpowszechnionych sposobów  dezynfekcji  wody zalicza się jej chlorowanie. Polega ono na 
bezpośrednim  wprowadzeniu  do  wody  chloru  gazowego  lub  w  postaci  roztworu  oraz  stosowanie  związków 
zawierających tzw chlor czynny. 
Chlor dodany do wody: 
- ulega hydrolizie 
-ulega rekacji ze składnikami wody, głownie związkami amonowymi, tworząc chloroaminy 
- działa bakteriobójczo, głownie przez wolny tlen wydzielony w HClOHCl + 0, który działa utleniająco na 
mikroorganizmy, 

kwas 

solny 

jest 

zobojętniany. 

 
6. Azotany. Skąd się biorą w wodzie i metody ich usuwania 
Źródła związków azotu w wodach powierzchniowych: 

 

Ścieki  miejskie lub przemysłowe. W ściekach komunalnych zawartość związków azotu waha się od 
kilku  do  kilkudziesięciu  gramów  w  metrze  sześciennym.  Natomiast  w  ściekach  przemysłowych 
zawartość zaotu to nawet 0,01 kg N/m3 

 

Spływy  wód  powierzchniowych  na  terenach  rolniczych.  W  zlewniach  rzek  na  terenach  rolniczych 
roczny odpływ azotu wynosi od 0,6 do ok. 28 kg N/ha 

 

Kwaśne opady atmosferyczne.  Związki siarki i azotu wydziale do atmosfery w czasie spalania paliw 
stałych.  Do  atmosfery  przechodzą  związki  azotu  w  postaci  tlenkow  NO,  N2O,  NO2.  W atmosferze 
tlenki te łączą się z parą wodną, tworząc kwas azotowy i opadają jako kwaśne deszcze. 

Metody usuwania azotu: 

  Biologiczna denitryfikacja 

Wykorzystuje  się  lotne  kwasy  tłuszczone  jak  substrat  organiczny  dla  mikroorganizmów  osadu 
czynnego. Związki organiczne obecne w ściekach i osadach SA przekształcane częściowo w procesie 
fermentacji kwaśnej w lotne kwasy tłuszczone LKT 

  Metoda jonitowa 

 

background image

  Membrany 

Źródła zanieczyszczeń fosforem: 

  Procesy rozpuszczania i wietrzenia minerałów fosforanowych 

 

Opady atmosferyczne (zawartość fosforu zależy od pory roku i terenu <przemysłowy czy nie>, max 
od lata do jesieni, min od zimy do wiosny) 

 

Ścieki bytowe (na 1 mieszkańca dobowo od 2-8 mg/dobę), środki piorącoeitd 

  Na terenach rolniczych przy nawożeniu i gospodarce hodowlanej do środowiska dostaje się ok. 0,1g-

2kg/ha, który nie zostaje zużyty w ilościach 0,5-6% 

 

Produkcja nawozów sztucznych, w gorzelniach i przy produkcji mączki rybnej 

 

W  trakcie  hodowli  ryb  związki  fosforu  są  celowo  wprowadzane  do  wód  jak  równie  do 
kondycjonowania  wody  w  celu  zabezpieczenia  przez  wytrącaniem  się  węglanu  wapnia  oraz 
zmniejszeniu korozyjności wody 

Usuwanie fosforu: 

Jest  działaniem  zapobiegającym  eutrofizacji  tych  środowisk.  Odzyskiwanie  fosforu  ma  znaczenie 
ekonomiczne i ekologiczne 

 

Chemiczne strącanie fosforu z wód i ścieków 
Polega na przekształceniu rozpuszczalnych fosforanów w nierozpuszczlane połączenia za pomoca 
jonów metali dwuwartościowych Fe2+ lub trójwartościowych Fe Al. Itp. Ich sole reagują tylko w 
środowisku kwaśnym. Strącają się fosfor jako osad trudno rozpuszczalnych fosforanów np. 
FeCl3 + PO43-  FePO4 <osad> + 3Cl- 

  Metody biologiczne – metoda osadu czynnego 

Opera się na zdolności mikroorganizmów do magazynowania rozpuszczalnych ortofosforanów w 
komórkach w postaci nierozpuszczalnych polifosforanów. Miesza się ścieki z osadem czynnym w 
komorze anaerobowej. Bakterie pobierają LKT i przekształcają w wyniku hydrolizy i fermentacji 
w warunkach beztlenowych w polihydroksyalamiany. 

  Wymiana jonowa 

  Wymiana elektrodialna 

 

Odwrócona osmoza 

  Koagulacja 

  Adsorpcja w gruncie  

  Oczyszczalnie hydrobotaniczne 

Ostatnie 6 metod jest kosztowne i mało efektywne.  

6.  Omówić proces koagulacji 

Koagulanty-  elektrolity  nieorganiczne  o  charakterze  produktów  odpadowych.  Mają  za  zadanie  odbarwienie 
tych  wód.  Są  to  odpadowe  sole  żelaza  II  (chlorki,  siarczany),  które  wprowadzane  podlegają  utlenianiu  do 
żelaza  III.  Wytrącają  się  w  wodzie  przy  pH  3,5-6  w  postaci  wodorotlenków.  Wodorotlenek  (koloid)  jest 
zarodkiem do tworzenia się dużych aglomeratów cząstek stałych i zawiesiny. Ilość stosowanych koagulantów 
to kilkadziesiąt g/m

3

 do 2,5 kg/m

3

. Do koagulacji można stosować związki glinu III- tworzą one wodorotlenek 

glinu,  który  ma  zdolność  absorbowania  na  swojej  powierzchni  związków  barwiących  wodę  (humusowych, 
kuminowych). Związki glinu pozostałe w wodzie są przyczyną choroby Alzheimera. 

Koagulacja to proces polegający na łączeniu się cząstek fazy rozproszonej koloidu w większe agregaty tworzące fazę 
ciągłą o nieregularnej strukturze. Istnieje koagulacja odwracalna i nieodwracalna, a także spontaniczna i wymuszona. 
Układy  koloidalne  bywają  nietrwałe,  bo  faza  zdyspergowana  ma  bardzo  silnie  rozwiniętą  powierzchnię,  przez  co 
cząstki zdyspergowane  dążą do zmniejszenia swej powierzchni właściwej, więc cząstki koloidalne albo  krystalizują, 
albo koagulują. 

background image

Łączenie się  cząstek fazy rozproszonej zachodzić  może pod wpływem  dodatku  elektrolitów, wszelkich  wypełniaczy 
(bardzo  rozdrobnionej  fazy  stałej),  oraz  działaniu  temperatury  lub  na  skutek  reakcji  chemicznych  zachodzących  w 
mieszaninie, pod wpływem działania czynników zewnętrznych. 

Szybkość  koagulacji  uwarunkowana  jest  ruchami  Browna,  których  intensywność  jest  warunkowana  przez  stężenie 
cząstek  fazy  rozproszonej  i  ich  szybkością  dyfuzji  w  cieczy,  która  z  kolei  jest  silnie  zależna  od  temperatury.  Na 
kinetykę  koagulacji  wpływ  również  mają  oddziaływania  międzycząsteczkowe,  które  mogą  być  regulowane  składem 
elektrolitów w układzie. 

7.  Klasy czystości wód powierzchniowych 

Klasa 1 
Wody  o  bardzo  dobrej  jakości  A

1

.  Wykorzystuje  się  je  bezpośrednio  (bez  oczyszczania)  do  zaopatrzania 

ludności  do spożycia. Wskaźniki wszystkich grup dla klasy A

1

  nie  wskazują  na  jakiekolwiek  oddziaływania 

antropogeniczne 
Klasa 2 
Wody dobrej jakości  A

2

. Dla większości wskaźników spełniają wymagania wód pitnych, ale są narażone  na 

niewielki  wpływ  czynników  przemysłowych  i  często  wymagają  uzdatniania  metodami  mechanicznymi. 
Poddaje się je procesom filtracji np. w filtrach piaskowych. 
Klasa 3 
Wody  zadowalającej  jakości  A

3

.  Wody  te  muszą  być  poddane  uzdatnianiu  celem  wyeliminowania 

zawyżonych wartości parametrów z grupy biogennych (azot, fosfor) 
Klasa 4 
Wody niezadowalającej jakości A

3

. Przekroczone wskaźniki biologiczne oraz zawyżone wartości zasolenia, w 

tym  również  metali.  Wody  te  ewentualnie  mogą  być  skierowane  do  picia  po  poddaniu  pełnemu  cyklowi 
oczyszczania,  w  skład  którego  wchodzą  metod  mechaniczne  i  biologiczne  LUB  metody  mechaniczne, 
fizykochemiczne i biologiczne 
Klasa 5 
Wody złej jakości- ścieki. 
Nie  spełniają  żadnego  z  kryteriów  wód  powierzchniowych  poprzednich  klas  czystości-  przekroczone 
wszystkie wskaźniki. 
 
 

8.  Jakie parametry musi mieć woda aby uznać ją za ściek a jakie żeby uznać za wodę zdatną do picia 

 

Woda 1. klasy 

ściek 

Temperatura °C 

Do 22 

Pow. 28-35 

pH 

6,5-8,5 

<5,5 lub >9,5 

BZT

5

 [mgO

2

/dm

3

Do 2 

Pow.12 

Przewodnictwo [µS/cm

3

Do 500 

Pow.2000 

Sub. Rozpuszczone [mg/dm

3

Do 250 

Pow.1200 

Siarczany SO

4

2- 

[mgSO

4

2-

/dm

3

Do 100 

Pow.300 

Chlorki [mgCl

-

/dm

3

Do 100 

Pow.400 

Suma metali [mg/dm

3

Do 1 

Pow.1-2 

Fosfor ogólny [mgP/dm

3

Do 0,2 

Pow. 1 

Azot ogólny [mgN/dm

3

Do 2,5 

Pow. 20 

Chlorofil [µg/dm

3

Do 10 

Pow.100 

Zawiesina ogólna [mg/dm

3

Do 15 

Pow. 100 

 

9.  Omówić proces sedymentacji

SEDYMENTACJA-proces  polegający  na  opadaniu  pod  wpływem  siły  grawitacyjnej  gęstej,  zdyspergowanej 
fazy  stałej.  Opadanie  odbywa  się  wtedy,  gdy  gęstość  fazy  stałej  jest  większa  od  gęstości  ośrodka. 
Sedymentacja  uwarunkowana  jest  wymiarami,  kształtem,  powierzchnia  właściwą,  gęstością  cząstek 
zawartych w zawiesinie. Wpływa na nią temperatura (lepkość nie może być zbyt duża oraz wydzielające się 
substancje gazowe, które mogą hamować proces. 
 

background image

10.  napisać reakcję nitryfikacji i co to jest 

Nitryfikacja  –  proces  utlenianiaamoniaku  i  soli  amonowych  do  azotanów(III)  i  azotanów(V)  prowadzony 
przez bakterie nitryfikacyjne. 

NH4 + 0,5 O2 + 2e NH2OH + H+ 
NH2OH + H2O  NO2- + 4e + 5H+ 

11.  strefy saprobowości 

Woda polisaprobowa- taka, w której znajduje się bardzo duża ilość roztoczy- woda pozaklasowa 
Woda  alfa-mezosaprobowa-  ilość  zanieczyszczeń  jest  znacznie  mniejsza.  Charakteryzuje  się  szybko 
zachodzącymi procesami utleniania, dzięki istnieniu w tych wodach mikroorganizmów- 3 klasa czystości 
Woda  beta-mezosaprobowa-  zanieczyszczona  w  stopniu  umiarkowanym.  Bogata  w  różnorakie  organizmy, 
ktre przyczyniają się do samooczyszczania- 2 klasa czastości 
Woda  oligosaprobowa-  1  klasa  czystości.  Wody  zamieszkałe  przez  florę  i  faunę.  Zdatna  do  picia  i  hodowla 
ryb łososiowatych. 

12.  Buforowość 

Bufor- mieszanina np. słabego kwasu i soli tego kwasu 
CH

3

COOH+CH

3

COONH

4

        pH=5,5 

Mają zdolność do utrzymywania stałej wartości pH po wprowadzeniu analitycznej ilości mocnego kwasu lub 
zasady. 
Właściwości buforowe wykazuje czysta woda naturalna, w której znajdują się związki pochodzące od kwasu 
węglowego  i  nie  znajdują  się  niej  zanieczyszczenia  antropogeniczne.  Buforowość  wód  naturalnych  ma 
wartość  pH ok. 6,4. Może pochodzić od fosforanów lub boranów. 
H

2

CO

3

 H

+

+CO

3

K

1

 

  

 

      

 

  

  

 

    

 

 

 

10

-pH

=

 

 

   

 

    

 

 

    

 

 

 

 

pH=-logK

1

+log[HCO

3

-

]-log[H

2

O·CO

2

w 295K K

1

=4,310

-7

 to: 

pH=6,37+ log[HCO

3

-

]-log[H

2

O·CO

2

[HCO

3

-

]- stężenie wodorowęglanów= zasadowość wodorowęglanowa 

[H

2

O·CO

2

]- stężenie wolnego CO

2

, czyli kwasowość 

Zobojętnianie w wodzie naturalnej: 
OH

-

+CO

2

 HCO

3

-

 

OH

-

+H

2

CO

3

 HCO

3

-

+H

2

2OH

-

+CO

2

 CO

3

2-

+H

2

2OH

-

+H

2

CO

3

 CO

3

2-

+2H

2

Zobojętnianie  mocnych  zasad  w  wodzie  naturalnej  powoduje  zmniejszenie  kwasowości  wody  naturalnej  i 
wzrost zasadowości ogólnej 
pH wody po zobojętnieniu: 
pH=6,37+ log[HCO

3

-

+X]-log[H

2

CO

3

-X] 

X- ilość mocnej zasady zobojętnianej przez jednostkę objętości wody naturalnej 
Buforowość wód naturalnych pH=6,4- stan równowagi buforowej w wodzie naturalnej 
 

13.  Eutrofizacja 

Polega  na  zwiększaniu  się  w  wodzie  zawartości  substancji  pożywkowych,  którymi  SA  głównie  di  tlenek 
węgla,  azotany  V,  rozpuszczalne  ortofosforany.  Nadmiar  związków  fosforu  i  azotu  prowadzi  do  wzrostu 
materii  organicznej,  a  ta  zanieczyszcza  wode.  Obecnośc  glonów  w  wodach  pogarsza  barwę,  zapach,  smak 
wody,  obniż  zawartość  tlenu  w  wodzie.  Glony  mogą  powodować  zakłócenia  w  obiegach  chłodniczych, 
powoduja zatykanie urządzeń zwłaszcza tych do uzdatniania wody. Obumarłe czastki glonów mają zdolność 
do  kumulowania  toksycznych  substancji  np.  metali  ciężkich.  Masowy  rozwoj  glonów  prowadzi  do 
uniemożliwienia wykorzystania wód dla celów gospodarczych a nawet przemysłowych. 

Eutrofizacja – proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty, biogeny), jest to wzrost 
trofii, czyli żyzności wód. Dotyczy to nie tylko zbiorników wodnych ale również ścieków. 

background image

 
 
Biorąc  pod  uwagę  geologiczną  historię  jezior,  najczęściej  uważa  się,  że  eutrofizacja  jest  procesem  naturalnym 
(według  innych  autorów  naturalnym  procesem  jest  dystrofizacja,  a  eutrofizacja  uważana  jest  za  proces 
antropogeniczny, spowodowany zmianami w zlewni). Większość jezior zwłaszcza polodowcowych na początku była 
oligotroficzna,  jednak  ciągły  dopływ  do  nich  substancji  z  zewnątrz  (np.  ze  zlewni  i  atmosfery),  powodował  wzrost 
koncentracji biogenów, a tym samym zwiększał trofię zbiornika. Jest to tzw. harmoniczna sukcesja jezior. Normalnie 
jest  to  proces  powolny,  ale  został  on  mocno  przyśpieszony  w  wyniku  działań  człowieka,  takich  jak  zrzuty  ścieków 
przemysłowych i komunalnych oraz w wyniku intensyfikacji rolnictwa. W szczególnie drastycznych przypadkach, np. 
przy  zrzucaniu  do  jezior  surowych  ścieków  komunalnych  czy  gnojówki,  dochodzi  do  osiągnięcia  przez  zbiornik 
stanów niespotykanych w naturze: politrofii i hypertrofii (zobacz też jezioro saprotroficzne). Następuje wtedy niemal 
całkowity  zanik  organizmów  wyższych  poza  cienką,  kilkudziesięciocentymetrową  warstwą  wody  stykającą  się  z 
atmosferą. 
 
Specyficznie  przebiega  proces  eutrofizacji  w  wodach  torfowiskowych.  Dopływające  z  otaczającego  je  torfowiska 
substancje  humusowe,  tworzą  stałe  kompleksy  ze  związkami  fosforu  i  azotu,  czyniąc  je  niedostępnymi  dla  roślin  i 
glonów.  W  razie  jego  degradacji,  zwykle  przez  przesuszenie,  następuje  szczególnie  szybka  eutrofizacja:  do  wody 
dostają się zarówno biogeny ze zlewni, jak i te uwolnione z torfowiska (i związków humusowych).Spis treści [ukryj] 
 
 
Przyczyny eutrofizacji  
 
Główną przyczyną eutrofizacji jest wzrastający ładunek pierwiastków (biogenów), przede  wszystkim fosforu. Wzrost 
dopływu  pierwiastków  biogennych,  w  tym  wypadku  fosforu,  obejmuje  nie  tylko  wzrost  zrzutów  ścieków,  ale  także 
wzrost  zawartości  środków  piorących  i  innych  detergentów  zawierających  fosfor  w  ściekach.  Większa  ilość  tego 
biogenu  związana  jest  także  z  intensyfikacją  nawożenia  oraz  wzrostem  erozji  w  zlewni.  Wzrost  dopływu  azotu, 
drugiego  z  biogenów,  związany  jest  z  wzrastającą  emisją  tlenków  azotu  do  atmosfery,  a  tym  samym  dużą  ich 
zawartością w opadach atmosferycznych. Nawożenie ziemi poddanej pod uprawę, również przyczynia się do wzrostu 
ładunku azotu, ponieważ fosfor znajdujący sie w glebie nie jest pierwiastkiem silnie mobilnym. Silne opady deszczu 
mogą łatwo wypłukiwać azot z powierzchniowej warstwy gleby oraz z nawozów, przy czym do zbiornika mogą być 
też wniesione znaczne ilości fosforu. 
 
Następstwa eutrofizacji 
  
Na początku procesu eutrofizacji następuje umiarkowany wzrost produkcji biologicznej, co jest korzystne i przekłada 
się  na wzrost produkcji ryb, ale po przekroczeniu  pewnej  granicy  obserwuje się  już  wiele  niepożądanych następstw 
tego procesu takich jak: 
Masowy  rozwój  organizmów  fitoplanktonowych  powodujących  w  powierzchniowej  warstwie  wody  tzw.  zakwity  i 
zmniejszających przezroczystość tej wody. W zbiorniku wzrasta przede wszystkim ilość sinic, które utrzymując się na 
powierzchni  tworzą  często  kożuchy.  Masowe  nagromadzenia  tych  glonów  powodują  nie  tylko  śmiertelność  ich 
samych,  ale  również  występującej  tam  fauny.  Ponadto  niektóre  szczepy  sinic  wydzielają  toksyny  i  nierzadko 
powodują uczulenia. Wydzielanie przez glony organicznych substancji psujących smak i zapach wody dyskwalifikuje 
takie  zbiorniki  jako  źródła  wody  pitnej.  Do  organizmów  powodujących  takie  problemy  należą  Anabaena  sp.  oraz 
Aphanisomenon  sp.  wiążące  azot,  oraz  niezdolne  do  wiązania  azotu  gatunki  z  rodzaju  Microcystis,  Limnotrix  i 
Planktotrix.  Zakwity  występują  nie  tylko  w  zbiornikach,  ale  również  w  rzekach.  W  przypadku  tych  ostatnich 
powodowane są zwykle przez zielenice  lub  okrzemki, które są jednak  mniej  uciążliwe  niż sinice, których  miejscem 
występowania są przeważnie wody stojące. 
Ustępowanie  roślinności  zanurzonej  z  powodu  pogarszających  się  warunków  świetlnych  w  strefie  przybrzeżnej  - 
litoral.  Postępujące  zanikanie  światła  pośrednio  prowadzi  także  do  przebudowy  fauny  tam  występującej.  Kożuchy 
glonów w tej strefie zupełnie uniemożliwiają rekreacyjne użytkowanie wody. 
Wyczerpanie  zasobów  tlenu  w  warstwie  przydennej  -  hypolimnionie,  a  zwłaszcza  profundalu  i  w  osadach  dennych 
prowadzi do zaniku fauny głębinowej, w tym także gatunków reliktowych. Również tarło niektórych ryb nie dochodzi 
do  skutku,  co  prowadzi  do  ustępowania  cennych  gatunków  np.  łososia.  Często  zdarza  się  że  ryby  giną  zimą  pod 
pokrywą  lodową  w  wyniku  braku  tlenu.  W  warunkach  anaerobowych  dochodzi  dodatkowo  do  różnych  procesów 
chemicznych (amonifikacja, denitryfikacja) i powstawania metanu. 
Występowanie siarkowodoru, który podczas całkowitego braku tlenu może przechodzić do warstw powierzchniowych 
wody, ulatniać sie i zatruwać atmosferę w okolicy. 
 
Metody kontroli i zapobiegania eutrofizacji  
 

background image

Prostym sposobem kontroli trofii zbiornika jest badanie widzialności krążka Secchiego: białego krążka o średnicy 30 
cm, opuszczanego na wyskalowanej lince. Jego widzialność (ang. Secchidepth) zależy od ilości zawiesiny w wodzie, a 
ta  z  kolei  –  głównie  od  ilości  glonów.  Na  podstawie  widzialności  krążka  Secchiego  można  obliczyć  tzw.  wskaźnik 
Carlsona[1][2],  na  podstawie  którego  porównuje  się  trofię  poszczególnych  zbiorników  lub  zmiany  trofii  danego 
zbiornika  w  czasie.  Tenże  wskaźnik  można  też  obliczyć,  mając  do  dyspozycji  dane  o  ilości  chlorofilu  a  (pomiary 
fotometryczne) lub związków fosforu. 
 
Najskuteczniejszą  metodą  walki z procesem  eutrofizacji jest ograniczenie antropogenicznego  dopływu biogenów  do 
wód  -  kompostowanie  odchodów  w  miejsce  odprowadzania  ich  do  ujścia  kanalizacyjnego,  redukcja  zawartości 
fosforanów  w  środkach  piorących  używanych  w  gospodarstwach  domowych,  ograniczanie  stosowania  nawozów 
sztucznych w rolnictwie. 
 

14.  Ścieki - rozumie się przez to wprowadzane do wód lub do ziemi:  

 a) wody zużyte na cele bytowe lub gospodarcze,  
 b)  ciekłe  odchody  zwierzęce,  z  wyjątkiem  gnojówki  i  gnojowicy  przeznaczonych  do  rolniczego  wykorzystania  w 
sposób i na zasadach określonych w przepisach o nawozach i nawożeniu,  
 c)  wody  opadowe  lub  roztopowe,  ujęte  w  systemy  kanalizacyjne,  pochodzące  z  powierzchni  zanieczyszczonych,  w 
tym  z  centrów  miast,  terenów  przemysłowych  i  składowych,  baz  transportowych  oraz  dróg  i  parkingów  o  trwałej 
nawierzchni,  
 d) wody odciekowe ze składowisk odpadów, wykorzystane solanki, wody lecznicze i termalne,  
 e)  wody  pochodzące  z  odwodnienia  zakładów  górniczych,  z  wyjątkiem  wód  wprowadzanych  do  górotworu,  jeżeli 
rodzaje i ilość substancji zawartych w wodzie wprowadzanej do górotworu są tożsame z rodzajami i ilością zawartymi 
w pobranej wodzie,  
 f) wody wykorzystane, odprowadzane z obiektów gospodarki rybackiej, jeżeli występują w nich nowe substancje lub 
zwiększone zostaną ilości substancji w stosunku do zawartych w pobranej wodzie,  
 15)  ściekach  bytowych  -  rozumie  się  przez  to  ścieki  z  budynków  przeznaczonych  na  pobyt  ludzi,  z  osiedli 
mieszkaniowych  oraz  z  terenów  usługowych,  powstające  w  szczególności  w  wyniku  ludzkiego  metabolizmu  oraz 
funkcjonowania gospodarstw domowych,  
 16)  ściekach  komunalnych  -  rozumie  się  przez  to  ścieki  bytowe  lub  mieszaninę  ścieków  bytowych  ze  ściekami 
przemysłowymi albo wodami opadowymi lub roztopowymi,  
 17)  ściekach  przemysłowych  -  rozumie  się  przez  to  ścieki  odprowadzane  z  terenów,  na  których  prowadzi  się 
działalność handlową lub przemysłową albo składową, niebędące ściekami bytowymi lub wodami opadowymi, 

 

Strefy natlenienia w zbiornikach wodnych: 

a)  Aerobowa – wykazuje bardzo dobre napowietrzenie, wszystkie zanieczyszczenia znajdujące się w tej wodzie 

powinny być na najwyższym stopniu utlenienia 

b)  Przejściowa – stężenie rozpuszczonego tlenu ulega zmniejszeniu od powierzchni wody do strefy anaerobowej 
c)  Anaerobowa  –  brak  tlenu,  warunki  typowo  redukcyjne,  zanieczyszczenia  organiczne  są  redukowane  do 

węglowodorów  prostych  nasyconych,  najczęściej  do  metanu;  takie  warunki  występują  na  dnie  rzek  (osad 
denny),  
a także w komorach fermentacyjnych, w przewodach sieci kanalizacyjnej 

15.  Związki  refrakcyjne  –  substancje  które  nie  podlegają  procesowi  mineralizacji,  nie  zachodzi  zmiana  tego 

związku  w  mniej  szkodliwy  pod  wpływem  naturalnych  czynników;  mogą  ulec  rozpadowi  pod  wpływem 
specjalnych parametrów dobranych przez człowieka 

 

16.  Monitoring wód powierzchniowych jest konieczny, prowadzony w trzech obszarach: 

Monitoring diagnostyczny: kontrola wskaźników jakości wody co najmniej raz na miesiąc 
jeśli 

chodzi  

o bilans tlenowy, wskaźnik zasolenia i mikroorganizmy, raz na kwartał  – zawartość metali 
ciężkich, raz na rok – wskaźnik zanieczyszczeń przemysłowych oraz wytypowanych przez 
stację epidemiologiczną wskaźników biologicznych.  

Monitoring  operacyjny:  kiedy  woda  w  ściekach  zawiera  metale  ciężkie,  są  one 
diagnozowane 

raz 

na 

miesiąc, 

jest  

w ścisłej współpracy z m. diagnostycznym.  

-

 

Monitoring badawczy: kontrola zanieczyszczeń jeżeli wystąpi awaria na danym terenie, jest 
podejrzenie  zanieczyszczenia  wód  zanieczyszczeniami  które  na  danym  terenie  są 
przypadkowe,  niemożliwe  do  wystąpienia.  Monitoringiem  powinny  być  objęte  zbiorniki 
która znajdują się na granicy, a zlewnie wtedy gdy ich powierzchnia przekracza 2500km

 

background image

Woda  mineralna  to  taka  której  mineralizacja  wynosi  od  1500  do  4000mg/dm

3

,  zawiera  związki  wapnia, magnezu, 

sodu, siarczany, wodorowęglany, CO

2

, związki jodu.  

Wody  stołowe  (lub  źródlane  wzbogacone  w  minerały)  mogą  być  produkowane  tylko  z  wody  źródlanej  poprzez 
dodanie  do  nich  soli  mineralnych,  które  zawierają  składniki  fizjologicznie  czynne  (wapń,  magnez,  sód, 
wodorowęglany) lub wody mineralnej.  
Wody  lecznicze posiadają specyficzne  cechy farmakologiczne, spowodowane podwyższoną zawartością składników 
mineralnych  i  są  uznane  za  wody  lecznicze,  ich  mineralizacja  jest  większa  od  4000mg/dm

3

  i  dochodzi  do 

25000mg/dm

3

 
 

17.   Systemy obiegu wód:  

otwarty-  jednorazowe  użycie  wody  i  zrzut  do  kanalizacji  jako  ścieku,  musi  się  zawsze  znajdować  woda 
przeznaczona dla celów higieniczno-sanitarnych i gospodarczych.  

zamknięty- wielokrotne użycie  wody lub ścieków z ewentualnymi uzupełnieniami strat świeżą wodą, muszą 
się znajdować w tym obiegu wody chłodnicze i kondensat parowy.  

półzamknięty (półotwarty)- rozdział wód zużytych nadających się do obiegu zamkniętego i otwartego, można 
ograniczyć przelotowość ścieków. 

 
Kanalizacja
  ogólnoskładna-  wszystkie  wody  zużyte  (również  deszczowe)  odprowadza  się  wspólną  kanalizacją 
rurociągową (wady: konieczność rozcieńczania ścieków, system do stosowania w małych oczyszczalniach)  
Kanalizacja  rozdzielcza-  ustalana  w  zależności  od  asortymentów  produkowanych  dla  dużych  zakładów 
przemysłowych 
 
Podział ścieków ze względu na pochodzenie
:  

bytowo-gospodarcze- pochodzą z domów mieszkalnych, garaży, pralni, stołówek;  

przemysłowe- pochodzą z działalności przemysłowej (organiczne i nieorganiczne, metaliczne, pochodzące z 
koksowni, pochodzące z hydrometalicznego otrzymywania cynku, z przemysłu papierniczego itd.),  

miejskie- mieszanina ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych,  

deszczowe- zbierane z pow. dachów, chodników, ulic, parkingów (często kwalifikowane do miejskich) 

 
NZT (natychmiastowe zużycie tlenu) – umowny wskaźnik zanieczyszczenia wód i ścieków, który wyraża ilość tlenu 
zużywanego  w  ciągu  15  minut  na  utlenienie  związków  silnie  redukujących.  Charakteryzuje  związki,  które  po  15 
minutach  
w  wodach i ściekach  mogą ulec przekształceniu (np. aldehydy które przechodzą w kwasy tłuszczowe). Im  mniejszy 
rodnik tym toksyczność w tych wodach jest bardziej prawdopodobna). 
ChZT  (chemiczne  zapotrzebowanie  tlenu)  –  umowne  pojęcie  oznaczające  ilość  tlenu  (mg/dm³),  pobranego  z 
utleniaczy  
(np.  dichromiany  (Cr

2

O

7

2-

),  manganiany  (VII)  (MnO

4

-

))  na  utlenienie  związków  organicznych  i  niektórych 

nieorganicznych  
(np. siarczanów(IV), siarczków, żelaza(II)) do najwyższego stopnia utlenienia. Stosowane jako miara zanieczyszczeń 

wodzie  

i ściekach. 
 
BZT

5

 (pięciodniowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu) – wskaźnik który odtwarza proces samooczyszczania wód 

i  ścieków  w  jego  naturalnych  warunkach,  wyraża  on  ilość  tlenu  jaka  jest  potrzebna  do  utlenienia  całkowitego 
związków  organicznych  zawartych  w  dm

3

  próbki,  która  jest  przechowywana  w  ciemni  w  20°C  przez  okres  20  dni. 

Proces  ten  wymaga  zaszczepienia  próbki  za  pomocą  ścieków  bytowo-gosp.  które  powinny  być  odstane  co  najmniej 
przez dobę do półtorej, nie dłużej. 
  
OWO  (ogólny  węgiel  organiczny)  –  jednostka  przeliczeniowa  stosowana  w  hydrochemicznej  ocenie  jakości  wód, 
określa  ilość  węgla  organicznego  w  wodzie  w  związkach  organicznych  i  nieorganicznych(przez  całkowite  spalenie 
próbki, a następnie analizę osadu metodami spektrometrycznymi). 
 
Fotosynteza
 - proces stanowiący jeden z najważniejszych etapów cyklu obiegu O

2

 w przyrodzie. Ditlen jest 

zużywany w procesach w których wytwarzana jest niezbędna do życia energia przez utlenianie substancji 
organicznych. Ditlenek węgla łączy się z wodą, która spełnia rolę donora wodoru, koniecznego do redukcji CO

2

 w 

reakcji katalizowanej przez światło powstaje wodorowęglan oraz tlen: CO

2

 + nH

2

O →hV→ (CH

2

O)

n

 +nO

2

 

Zachodzi tylko i wyłącznie z udziałem energii świetlnej, która jest absorbowana przez rośliny zielone (zawierające 
chlorofil) i jest przekształcana w energię chemiczną, która jest magazynowana w połączeniach organicznych.  Na 
wytworzenie 180g (1mol) glukozy (C

6

H

12

O

6

) potrzebna jest energia w ilości ok. 2900kJ w temperaturze 298K (25

o

C) 

background image

pod ciśnieniem normalnym. Przy rozkładzie 1 mola glukozy z udziałem tlenu odbywa się proces oddychania 
tlenowego: C

6

H

12

O

6

+0

2

CO

2

+O

2

 + energia 

Proces ten odbywać się może cały rok (przy dostępie światła słonecznego; im większy dostęp energii słonecznej, tym 
proces jest intensywniejszy). 
 
Zanieczyszczenia biologiczne w wodach i ściekach: 
1) Strefy saprobowości: 
Saprobowość  to  parametr  obrazujący  zawartość  w  wodzie  roztoczy,  które  pobierają  pokarm  z  martwych  szczątków 
organicznych. Im wyższa saprobowość, tym większe zanieczyszczenie wody. Rozróżnia się 4 strefy saprobowości: 

Polisaprobowa – charakterystyczna dla wód najsilniej zanieczyszczonych (poza klasowych) 

Alfa-mezosaprobowa – wody o mniejszym stopniu zanieczyszczenia; w wodach zachodzą 
bardzo szybko procesy utleniania na skutek intensywnego rozwoju mikroorganizmów 

Beta-mezosaprobowa – wody o umiarkowanym zanieczyszczeniu, dobrym natlenieniu 
prowadzącym do rozwoju mikroorganizmów i szybkich przemian biochemicznych; są w 
niezbyt dużych ilościach zamieszkałe przez niektóre gatunki flory i fauny 

Oligosaprobowe – najczystsze wody, występuje różnorodność flory i fauny od 
jednokomórkowców aż po ryby różnych gatunków  

2)  Miano  Coli  –  zwane  też  mianem  pałeczek  okrężnicy  to  najmniejsza  objętość  wody  (w  cm

3

), z której  w hodowli 

powstanie  przynajmniej  jedna  kolonia  E.coli.  Określanie  miana  coli  jest  podstawową  metodą  oceny,  czy  woda  lub 
żywność miały kontakt z odchodami. 
3) Zawartość bakterii chorobotwórczych 
 
Proces samooczyszczania: 
Zespół  samoistnych  procesów  fizyczno-biochemicznych  zmniejszający  stopień  zanieczyszczeń  wód  i  ścieków. 
Efektem  tego  procesu  jest  zmniejszenie  zanieczyszczenia  antropogenicznego  wód,  następuje  to  poprzez  rozkład 
substancji zanieczyszczających, ich rozcieńczenie, lub zatrzymanie przez środowisko skalne.  Dzięki temu procesowi 
niewielkie  porcje  zanieczyszczeń  są  w  naturalny  sposób  usuwane  nie  powodując  szkód  dla  środowiska.  Mają  na  to 
wpływ 

procesy 

fizyczne  

i chemiczne. 
Zdolność  wód  do  samooczyszczania  zależy  od  temperatury,  nasłonecznienia,  rodzaju  i  ilości  zanieczyszczeń,  ilości 
dopływających wód lub ścieków do danego zbiornika lub rzeki, rozwinięcie linii brzegowej rzek, prędkości przepływu 
czyli  nurtu rzeki,  pionowych  ruchów  wody  zwiększających  natlenienie,  zróżnicowania  mikrosiedlisk,  roślinności  na 
brzegach, 

dnie  

i w nurcie. Zjawiska sprzyjające procesowi samooczyszczania: 

-  Fizyczne:  rozcieńczanie  wód  innymi  wodami  dopływającymi  (także  opadami),  proces  osadzania  się  zawiesin  w 

tych wodach na dnie zbiorników lub na brzegach rzek (zmniejsza mętność wód). 

-  Chemiczne:  reakcje  zobojętniania,  utleniania,  redukcji,  wytrącania,  które  mogą  prowadzić  do  obniżenia 

szkodliwego  działania wód na florę i faunę (wody płynące) lub prowadzić do szkodliwego  działania (w wodach 
stojących) 

-  Biodegradacji:  dotyczy  to  głównie  zanieczyszczeń  o  charakterze  organicznym,  jest  charakterystyczna  dla  wód 

zanieczyszczonych ściekami bytowo-gospodarczymi, z przemysłu rolno-spożywczego, chemicznego itp. 

Czynniki  hamujące  przebieg  procesu:  metale  ciężkie  (toksykanty),  zwiększone  stężenie  detergentów  i  pestycydów, 
substancje  powierzchniowo  czynne  powodujące  pienienie  wód  i  ścieków,  substancje  organiczne  o  małej 
rozpuszczalności  w  wodzie,  ponieważ  pływają  po  powierzchni  wód  lub  ścieków,  uniemożliwiając  rozpuszczanie 
tlenu.  
Proces  eutrofizacji  to  proces  przeciwstawny  do  procesu  samooczyszczania.  Prowadzi  do  zwiększenia  w  wodach  i 
rzekach ilości zanieczyszczeń, którymi są głównie nutrienty lub biogeny, a to z kolei prowadzi do zwiększenia ilości 
mikroorganizmów, głównie glonów, pleśni i grzybów. Są one znacznie lżejsze od ciężaru własnego wody i wypływają 
na  powierzchnię  wody.  Warstwa  ta  zasłania  wówczas  powierzchnię  wody  od  atmosfery,  czyli  zahamowuje  dopływ 
tlenu i energii słonecznej które warunkują proces samooczyszczania.  
 
Sedymentacja: 
W wodach powierzchniowych sedymentacja umożliwia zmniejszenie zagęszczenia cząstek, poprawę barwy i mętności 
tych wód. W rzekach sedymentacja jest uzależniona od średniej prędkości wody. Opadanie cząstek zawieszonych w 
wodach płynących jest różna w różnych jej miejscach. 
Do sedymentacji zawiesin używa się osadników (wstępnych i wtórnych). 
W zbiornikach stojących sedymentacja niesie negatywne  konsekwencje  opadające cząstki stałe tworzą osady denne, 
które mają warunki anaerobowe albo ograniczony dostęp tlenu i może następować biochemiczny rozkład osadów na 
związki  
o mniejszej masie cząsteczkowej, może następować proces gnicia tych osadów i wydzielania się gazów, które mogą 

background image

zwierać  substancje  powodujące  nieprzyjemne  zapachy  i  wtórne  zanieczyszczenie  (odory  –  H

2

S,  NH

3

).  W  skrajnych 

warunkach gazy mogą spulchniać osady i wypłycanie zbiorników i rzek jeśli mają powolny nurt, a jeśli duży do osady 
są wyrzucane na brzeg rzeki. 
 
Źródła zanieczyszczeń związkami azotu wód powierzchniowych i gruntowych: 

ścieki miejskie i przemysłowe (głównie przemysł przetwórstwa ryb) 

spływy wód powierzchniowych z terenów rolniczych  

opady atmosferyczne 

mocz zwierzęcy 

wiązanie wolnego azotu przez mikroorganizmy w wodzie i glebie 

 
Nitryfikacja: 
Proces  utleniania  amoniaku  do  azotanów(III)  prowadzony  przez  bakterie  nitryfikacyjne.  Azotany  powstałe  w  tym 
procesie  mogą  zostać  przyswojone  przez  rośliny.  Proces  ten  zachodzi  w  warunkach  tlenowych  gdzie  w  pierwszym 
etapie pierwsza grupa bakterii nitryfikacyjnych utlenia jon amonowy do azotanów(III) a druga grupa bakterii utlenia 
powstały azotan(III) do azotanów(V). Bakterie Nitrosomonas zamieniają amoniak w postaci jonu amonowego NH4+ 
w azotyny (azotany(III)). 
Reakcja procesu asymilacji: 
N

2

 + bakterie (glony)  białka 

N

2

 + 3H

2

  2NH

3

 

CO

2

+H

2

O+NH

3

CH

2

NH

2

COOH+O

2

 

 
Proces mineralizacji (amonifikacja, dezaminacja) – proces biochemicznego rozkładu materii organicznej pochodzącej  
z  obumarłych  roślin  lub  zwierząt,  w  wyniku  którego  azot  organiczny  podlega  przemianie  do  azanu  (azotu 
amonowego)  lub amoniaku. W konsekwencji tego procesu wiązania azotu podlegają hydrolizie, redukcji,  w wyniku 
czego  azot  przedostaje  się  do  roztworów  wodnych.  Do  fazy  ciekłej  azot  przechodzi  w  formie  jonowej  NH

4

  (proces 

dezaminacji aminokwasów) 
 
Denitryfikacja – proces redukcji azotanów do azotu. Redukcja azotanów do azotynów to denitryfikacja częściowa a 
denitryfikacja  do  azotu  atmosferycznego  to  denitryfikacja  całkowita.  Proces  ten  jest  przeprowadzany  przez  różne 
bakterie (określane jako bakterie denitryfikacyjne).  
 
Metody pozbywania się związków azotu z wód:  

1)  biologicznej denitryfikacji – związki organiczne w wodach przekształcane są w lotne kwasy tłuszczowe 

(LKT) których głównym składnikiem jest kwas octowy. W zależności od ilości azotanów mogą powstawać 
również tolueny, ksyleny- gdy ich małe ilości są obecne to proces denitryfikacji musi być uzupełniony o 
proces oczyszczania wód w hydrolizerze  w wyniku czego następuje rozkład tych związków do związków 
mineralnych 

2)  Stosowanie jonitów (filtrów które powodują wzbogacenie mieszaniny lub pozbycie się z mieszaniny 

określonego jonu) 

 
Źródła zanieczyszczeń wód powierzchniowych fosforem: 

proces rozpuszczania i wietrzenia minerałów fosforanowych 

opady atmosferyczne (ilość zależy od rodzaju terenu) 

ścieki bytowo-gospodarcze (zwłaszcza środki piorące) 

tereny rolnicze (także hodowle ryb, hodowle pod folią, szklarnie) 

tereny uprzemysłowione (głównie produkcja nawozów, gorzelnie, produkcja mączki rybnej) 

mocz i kał ludzki i zwierzęcy 

Metody chemicznego usuwania fosforu z wód i ścieków: 
-  proces flotacji trójfazowej (w procesie oczyszczania wód i ścieków to proces rozdziału cząstek stałych) wydzielanie 

części użytecznej w formie gazowej 

-  proces elektroflotacji  (usuwanie części zanieczyszczeń na pęcherzykach gazów, rozdzielanie zanieczyszczeń na 

elektrodach) 

 
Metody biologicznego usuwania fosforu z wód i ścieków:  
-  metoda osadu czynnego (bakterie nitkowate na filtrach piaskowych 
-  metoda złóż biologicznych.   
Inne metody usuwania fosforu z wód i ścieków (kosztowne, ale bardzo skuteczne): metoda wymiany jonowej, metoda 
odwróconej osmozy, koagulacja, flokulacja, adsorpcja na naturalnych sorbentach lub chemicznych sorbentach.  
 

background image

Hydrobotaniczne  metody  –  wykorzystuje  się  aktywność  odpowiednich  mikroorganizmów,  częściowo  związki 
fosforu są potem wykorzystywane jako nawóz 
 
Schemat wstępnego mechanicznego oczyszczania ścieków miejskich: 
1)  kraty  –  piaskowniki  –  odtłuszczacze  –  (zbiorniki  wstępnego  napowietrzania)  –  ścieki  wstępnie  mechanicznie 
oczyszczone 
 
2) ścieki wstępnie oczyszczone (do odtłuszczaczy) – osadniki – chlorowanie – ścieki mechanicznie oczyszczone 
     osad – komory fermentacyjne – poletka osuszające – unieszkodliwione osady ściekowe 
 
 
Schemat pełnego mechanicznego oczyszczania 
wstępne mechaniczne oczyszczanie – osadniki wstępne – biologiczne oczyszczanie – osadniki wtórne – (chlorowanie) 
– ścieki biologicznie oczyszczone 
osad  z  wstępnego  oczyszczania  i  osadników  wtórnych  –  komory  fermentacyjne  –  poletka  osuszające  – 
unieszkodliwione osady ściekowe 
 
Uzdatnianie wód: 
1. fizyczne (cedzenie, sedymentacja w osadnikach, napowietrzanie, filtracja, chłodzenie)   
2. fizykochemiczne (odżelazianie, odmanganianie, koagulacja, adsorpcja, wymiana jonowa, elektroliza, odwrócona 

osmoza)  

3. chemiczne (zmiękczanie, odkrzemianie, odkwaszanie, alkalizacja, zakwaszanie, chlorowanie, ozonowanie)  
4. biologiczne (filtracja powolna, denitryfikacja) 
5. termiczne (podgrzewanie, destylacja, wymrażanie) 
 
Kwasowość wody – zdolność wody do zobojętniania wprowadzanych do niej silnych zasad nieorganicznych, 
wywołana jest obecnością wolnego kwasu węglowego, a także kwasów humusowych oraz produktów hydrolizy soli 
zawartych w wodach 
 
Zasadowość wody – zdolność do zobojętniania mocnych kwasów nieorganicznych wobec umownych wskaźników 
barwnych, jest powodowana przez wodorowęglany, węglany, wodorotlenki, borany, krzemiany, fosforany 
 
Buforowość wód – dążenie osiągnięcia w wodzie stałego pH, niezależnie od tego jakie zanieczyszczenia do tej wody 
dopływają, pod warunkiem, że wszystkie procesy samooczyszczania w tych wodach zachodzą 
 
Flokulacja – proces fizykochemiczny związany z transportem masy i polega na zmniejszaniu stopnia dyspersji w 
układzie na skutek zderzeń zdestabilizowanych cząstek stałych. Proces zachodzi pod wpływem niskoenergetycznych 
sił adlineacji (oddziaływanie łańcuch-łańcuch) proces ten prowadzi do powstania flokuł (kłaczków) które w stosunku 
do osadów skoagulowanych zajmują duże objętości (przez zamkniętą w nich wodę) 
 
Koagulacja:  
-  perikinetyczna-  zderzenia  cząstek  niemalże  pozbawionych  ładunku  w  sposób  efektywny,  tzn.  zderzenia  tworzą 

trwałe połączenia.  

-  ortokinetyczna-  zachodzi  jeśli  zderzenia  cząstek  są  ukierunkowane,  co  jest  związane  z  istnieniem  w  ośrodku  siły 

odśrodkowej i ciężkości, warunkiem jest istnienie układów polidyspersyjnych.  

Metoda  koagulacji  jest  wykorzystywana  do  uzdatniania  wody  jeśli  występują  w  niej  drobno  zdyspersowane 
zawiesiny organiczne jak i nieorganiczne. Jest szeroko wykorzystywana w procesie oczyszczania ścieków miejskich i 
przemysłowych. Do prawidłowego przebiegu koagulacji potrzebny jest odpowiedni rodzaj i stężenie zanieczyszczeń, 
odpowiednie pH środowiska. 
 
Etapy oczyszczania wód:  
-  metody mechaniczne,  
-  metody fizyczne: gotowanie wody, pasteryzacja, naświetlanie promieniami UV, fale ultradźwiękowe,  
-  metody oligodynamiczne- bakteriobójcze działanie soli srebra, miedzi, rtęci,  
-  metody chemiczne: związki silnie utleniające (chlor gazowy, tlenek chloru, ozon, chloryn sodu lub wapnia)