WODOCIĄG
ŹRÓDŁA ZAOPATRZENIA W WODĘ
CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD
WODOCIĄG
ŹRÓDŁA ZAOPATRZENIA W WODĘ
CHARAKTERYSTYKA JAKOŚCI WÓD
Struktura źródeł poboru wód w Polsce w roku 2011 (według
GUS 2012 r.)
Pobór wody ogółem wynosił 11152,2 hm
3
, w tym:
wody powierzchniowe 9461,6 hm
3
(84,8%)
wody podziemne 1628,5 hm
3
(15,2%)
Pobór wód na eksploatację wodociągów łącznie wynosił 2033 hm
3
, w
tym:
z wód powierzchniowych 610,5 hm
3
(30%)
z wód podziemnych 1422,5 hm
3
(70%)
Pobór wody na cele produkcyjne wynosił 8008,1 hm
3
, w tym:
wody powierzchniowe 7740 hm
3
(96,7%)
wody podziemne 206 hm
3
(2,6%)
Twardość ogólna (
całkowita)
Właściwość wywołana obecnością substancji rozpuszczonych w wodzie, głównie
soli wapnia i magnezu, ale również innych kationów, takich jak jony żelaza, glinu,
manganu oraz metali ciężkich; Jednostką twardości jest 1 mg CaCO
3
/dm
3
.
Twardość ogólną klasyfikuje się wg obecności wszystkich kationów (w tym
twardość wapniowa i twardość magnezowa) lub wg obecności wszystkich
anionów (w tym twardość węglanowa i twardość niewęglanowa).
Twardości wody do picia:
dopuszczalna w wodzie do spożycia 60-500 mg
CaCO
3
/dm
3
dzieli się następująco:
woda bardzo miękka to <75 mg CaCO
3
/dm
3
woda miękka 75-150 mg CaCO
3
/dm
3
woda średnio twarda 150-300 mg CaCO
3
/dm
3
woda twarda 300-500 mg CaCO
3
/dm
3
woda bardzo twarda >500 mg CaCO
3
/dm
3
Twardość węglanowa
(przemijająca)
Jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów,
wodorotlenków
i węglanów, głównie wapnia i magnezu. Podczas podgrzewania wody
wodorowęglany wapnia i magnezu wytrącają się częściowo z roztworu w wyniku
odwracalnych reakcji rozkładu i hydrolizy – powstaje tzw. kamień kotłowy.
Twardość niewęglanowa
(stała)
Jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie chlorków, siarczanów,
krzemianów, chlorków itd. – te związki nie rozkładają się i nie wytrącają z
roztworu podczas podgrzewania wody.
O
H
OH
H
2
2
2
2
3
CO
O
H
CO
H
2
2
2
3
CO
O
H
HCO
H
Przy miareczkowaniu wody kwasem w obecności fenoloftaleiny (do pH=8,3)
otrzymuje się
zasadowość Z
p
, a reakcja przebiega zgodnie z równaniami:
Miareczkując wodę w obecności metyloranżu (do pH=4,3) otrzymuje się w
sumie
zasadowość ogólną Z
m
,
na którą składają się reakcje:
zobojętnianie
węglanów:
zobojętnianie
wodorowęglanów:
Zasadowość wody
Zasadowość wody – to zdolność wody do neutralizowania kwasów mineralnych.
Właściwość tę nadają wodzie głównie obecne w niej wodorowęglany, węglany i
wodorotlenki.
Zasadowość wody oznaczana jest przez miareczkowanie próbki wody kwasem
solnym
w obecności kolejno wskaźników: fenoloftaleiny i oranżu metylowego.
najpierw przy pH=1011 neutralizowane są wodorotlenki:
następnie zobojętnieniu ulegają węglany:
3
2
3
HCO
CO
H
Współistnienie wodorotlenków i wodorowęglanów wyklucza się wzajemnie zgodnie z reakcją:
HCO
3
-
+ OH
-
CO
3
2-
+ H
2
O
neutralizowanie wodorotlenków:
O
H
OH
H
2
Wynik oznaczeń
zasadowości
Zasadowość wody spowodowana obecnością
jonów
[ mval/dm
3
]
OH
-
CO
3
2-
HCO
3
-
Z
p
=0, Z
m
>0
0
0
Z
m
2 Z
p
<Z
m
czyli (Z
m
-Z
p
)>Z
p
0
2 Z
p
Z
m
- 2 Z
p
2 Z
p
=Z
m
0
2 Z
p
0
2 Z
p
>Z
m
>Z
p
czyli Z
p
> (Z
m
-Z
p
)
2 Z
p
- Z
m
2 (Z
m
- Z
p)
0
Z
p
=Z
m
Z
m
0
0
gdzie:
Z
p
- zasadowość wobec fenoloftaleiny,
Z
m
- zasadowość wobec metyloranżu
Współobecność jonów wodorotlenowych, wodorowęglanowych i węglanowych
w wodzie o pH < 9 przy różnej zasadowości wody:
Równowaga węglanowo-wapniowa wody jest utrzymywana przez obecność
dwutlenku węgla
:
Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
Obecność dwutlenku węgla w wodzie:
związany dwutlenek węgla:
HCO
3
-
– dwutlenek węgla półzwiązany (pH=4,512)
CO
3
2-
– dwutlenek węgla związany (pH>8,3)
wolny dwutlenek węgla
CO
2w
(rozpuszczony w wodzie):
CO
2p
– dwutlenek węgla równowagi węglanowo-wapniowej, tzw.
„przynależny”
CO
2a
–
dwutlenek węgla agresywny
, przy czym CO
2a
=CO
2w
-CO
2p
CO
2a
zależy od zasadowości wody, gdy zasadowość , CO
2p
, CO
2a
.
CO
2a
zależy od węglanowej twardości wody, gdy twardość , CO
2p
, CO
2a
.
Środowisko wodne posiada niezwykłą zdolność buforowania niekorzystnych zmian
składu,
a jest to możliwe dzięki zachowaniu równowagi węglanowo-wapniowej.
Jeżeli ta równowaga zostanie trwale zakłócona, np. w procesach uzdatniania wody
metodami chemicznymi, pojawia się zagrożenie wzrostem agresywności wody.