CHEMIA WODY

1. Deficyt wody

Presja wodna (stres)- występuje na danych obszarze gdy ilość wody jest mniejsza niż 1700 m^3/mieszkańca w ciągu roku.

Niedostatek (brak) wody- występuje gdy ilość dostępnej wody w ciągu roku jest mniejsza niż 1000 m^3/mieszkańca w ciągu roku.

1. Budowa cząsteczki wody i jej właściwości fizyczne:

Woda chemicznie czysta- jest to ciecz:

• Bezbarwna w cienkich warstwach

• W grubszych warstwach ma odcień niebieskawy

• Bezwonny

Budowa cząsteczki wody:

• Zawiera 4 pary elektronów, w tym:

• 2 pary przynależące wyłącznie do atomu tlenu- wolny pary elektronowe

• 2 pary uwspólnione pomiędzy atomami tlenu i wodoru- stanowią wiązanie kowalencyjno-spolaryzowane.

Elektroujemność tlenu wynosi 3,5 natomiast elektroujemność wodoru wynosi 2,1, więc tlen z racji tego że ma większą elektroujemność będzie silniej przyciągał uwspólnione pary elektronowe niż wodór.

Z racji tego cząsteczka wody jest cząsteczką dwu biegunową (polarną).

Dzięki polarnej budowie cząsteczki woda ma zdolność do łączenia się z pozostałymi cząstkami wody większe struktury. Tlen w cząsteczce wody przyciąga w swoją str. uwspólniona parę elektronów między atomem wodoru a tlenu (sprawia to że cząsteczka wody zyskuje budowę dwu biegunową czyli mamy odczynienia z ujemnie naładowanym atomem tlenu i dodatnio naładowanymi atomami wodoru- dwa bieguny + i -). Przez to cząsteczka wodoru zostaje pozbawiona elektronów. Dzięki temu pomiędzy dodatnio naładowanym atomem wodoru a wolna parą elektronów innej cząsteczki wody może powstać wiązanie wodorowe. Na tej zasadzie jedna cząsteczka wody może się łączyć z innymi w większe struktury.

W sposób w jaki woda tworzy wiązania wodorowe zależy od stanu skupienia:

• W stanie ciekłym mamy do czynienia z mieszaniną cząsteczek (samodzielnych) oraz dwu-trójcząsteczkowych asocjatów (struktur). W temp 4 stopni C dominują asocjaty trójcząsteczkowe.

• Stan gazowy (lotny)- występują tylko pojedyncze cząsteczki wody, zerwane są wszystkie wiązania wodorowe.

• Stan stały- w wyniku zamarzania następuje uporządkowanie wiązań wodorowych i tworzy się specyficzna struktura sieci krystalicznej tzw. tunele puste w środku. Wolne przestrzenie w środku tuneli powodują że gęstość lodu jest mniejsza od gęstości wody (a obj. lodu jest większa od obj. wody). Dlatego lód pływa po powierzchni wody.

W temp. 0 stopni C występuje zerwanie do 15% wiązań wodorowych i następuje topnienie lodu. W zakresie temperatur topnienia występują rozbudowane struktury- klastery (do 100 cząsteczek wody) i klatraty (do 20 cząsteczek wody). Uwolnione cząsteczki wody zapełniają wolne przestrzenie w skutek czego objętość maleje a gęstość wody rośnie i w temp. 4 stopni C osiąga największą wartość.

Właściwości fizyczne:

• Masa cząsteczkowa:

• Tlen i wodór występują w postaci trzech różnych izotopów każdy. To powoduje że mogą występować cząsteczki wody o różnych masach cząsteczkowych. Np. może występować tzw. ciężka woda, w której rolę atomów wodoru pełnią atomy deuteru (deuter izotop wodoru dwa razy cięższy od wodoru)

• Gęstość:

• Największa gęstość jest w 4 stopniach C 1kg/m^3 (jest to anomalnia)

• Powyżej temp 4 stopni C woda zachowuje się jak normalne ciecze czyli wraz ze wzrostem temp zwiększa swoją objętość a jej gęstość maleje

• Woda osiąga gęstość lodu dopiero w temp ok 70 stopni C

• Lepkość (tarcie wewnętrzne):

• Opór jaki stawiają cząsteczki płynu (tj. cieczy lub gazu) i ciała stałego w stanie stopionym podczas wzajemnego przesuwania się (tzw. opór wewnętrzny przeciw płynięciu). Lepkość dynamiczna cieczy η [Pa*s]

• Wielkość φ =1/η jest nazywana płynnością

• Ciecze o małej lepkości są łatwo płynne np. woda, alkohole, etery, węglowodory alifatyczne i aromatyczne o krótkich łańcuchach

• Lepkość wpływa na sedymentacje cząsteczek zawieszonych

• Ciepło właściwe:

• Ilość ciepła -wyrażona w kaloriach potrzebna do podniesienia temp 1g wody z 14,5 do 15,5 stopnia C [J/kg*K]

• Skutki dużego ciepła właściwego wody:

• ogrzewanie wody wymaga dostarczania dużo większej energii niż do ogrzewania innych substancji.

• Woda nagrzewa się wolniej niż inne substancje ale zarazem wolniej się ochładza

• Duże akweny wodne są naturalnymi zbiornikami energii cieplnej- jest to czynnik kształtujący klimat.

• Napięcie powierzchniowe:

• Jest to praca która należy wykonać w celu zwiększenia powierzchni cieczy

• Każda cząsteczka znajdująca się wewnątrz fazy ciekłej jest równomiernie otoczona przez inne cząsteczki

• Siły wzajemnego przyciągania są jednakowe we wszystkich kierunkach- wypadkowa jest równa 0

• Cząsteczki położone na powierzchni fazowej ciecz gaz (na powierzchni cieczy, na tafli) są poddane oddziaływaniu obu ośrodków – siła wypadkowa skierowana prostopadle do powierzchni fazowej (do tafli wody) dąży do wciągania cząsteczek w głąb cieczy.

• Pojawia się siła styczna do powierzchni cieczy która równoważy siłę wypadkową (te wciągającą cząsteczki) i jest miara napięcia powierzchniowego. W wyniku asymetrycznego działania sił na powierzchni cieczy układ dąży do zmniejszenia liczby cząstek na swojej powierzchni- dlatego woda formuje się w kulę. Ponieważ kula ma najmniejszy stosunek powierzchni do objętości.

• Napięcie powierzchniowe zmniejsza wartość wraz ze wzrostem temp.

• Napięcie powierzchniowe wody obniżają między innymi substancje czynne (spc), substancje humusowe i rozpuszczalniki organiczne

1. Budowa cząstki koloidalnej

Koloidy:

• Mają wymiary od 10^-7 do 10^-5

• Mogą posiadać ładunek elektryczny:

• Ujemny- dominuje w warunkach naturalnych

• Dodatni

• Amfoteryczny- zmieniający znak ładunku elektrycznego

• W wodach naturalnych jądro cząsteczki koloidalnej stanowią najczęściej :

• Aniony związków organicznych

• Krzemionka koloidalna

• Substancje ilaste

Budowa cząsteczki koloidalnej:

• Jony tworzące warstwę absorpcyjną (o znaku przeciwnym do znaku jądra) są trwale związane z jądrem w wyniku oddziaływań elektrostatycznych

• Jony tworzące warstwę dyfuzyjną nie są trwale związane z cząsteczka koloidalną i wykazują coraz większą ruchliwość wraz z oddaleniem od jądra

• Ładunki elektryczne w warstwie absorpcyjnej i dyfuzyjnej nie równoważą ładunku jadra

• Różnica potencjałów między warstwa absorpcyjną a ruchoma częścią warstwy dyfuzyjnej nazywana jest potencjałem ζ (jest to spadek potencjału w warstwie dyfuzyjnej):

• Zeta rośnie wraz ze wzrostem ładunku jądra oraz wraz ze wzrostem grubości warstwy dyfuzyjnej ( spadek stężenia jonów w roztworze)

• Wartość potencjału zeta decyduje o stabilności koloidów :

• + - 70 mV są to koloidy stabilne

• + - 30 mV rozpoczyna się proces koagulacji

• 0 mV szybka koagulacja

Wraz ze spadkiem potencjału zeta zmniejsza się stabilność cząsteczki koloidalnej.

Koagulacja- zmniejszenie się stopnia dyspersji układu koloidalnego w wyniku łączenia się pojedynczych cząsteczek fazy rozproszonej w większe skupiska (aglomerat), które następnie mogą być usunięte z wody w procesach sedymentacji.

1. Zanieczyszczenia chemiczne

Radionuklidy- są to pierwiastki (izotopy) których jadra są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej. Źródła:

• Pochodzenia naturalnego – skały

• Ścieki pochodzące z zakładów wykorzystujących izotopy aktywne

• Z atmosfery- wybuchy broni nuklearnej

1. Wymagania stawiane wodzie do picia i wskaźniki fizyczne wody

Woda powinna być:

• Klarowna

• Bezbarwna

• Bezwonna

• Nie może zawierać bakterii chorobotwórczych, pasożytów, związków trujących, nadmiernych ilości metali ciężkich

Wskaźniki fizyczne wody:

• Temperatura [K lub C], zależy od:

• Pochodzenia

• Strefy klimatycznej

• Pory roku

• Barwa [mgPt/dm^3]:

• Niebieskawa (woda chemicznie czysta)

• Zielonożółta (spowodowana związkami humusowymi o rozdrobnieniu koloidalnym)

• Brunatna ( spowodowana hydrolizą soli żelaza)

• Jasnozielona ( spowodowana poprzez zakwit glonów)

• Dowolna (spowodowana przez ścieki przemysłowe głównie barwniki)

• Mętność [NTU-mgSiO₂/dm^3]:

• Woda do picia powinna być klarowna i nie powinna zawierać substancji organicznych

• Mętność jest spowodowana drobną zawiesiną lub koloidami pochodzenia mineralnego, odpadki roślinne, wyższe drobnoustroje, cząsteczki iłu i piasku

• Smak i zapach

• Smak zależy od ilości i rodzaju gazów rozpuszczonych tlenu i dwutlenku węgla

• Smak zależy od temp wody. Wraz ze wzrostem temp spada rozpuszczalność gazu co może powodować mdły smak

• Smak zależy od składu chemicznego

• Zapach jest powodowany obecnością gazów takich jak siarkowodór (H2S) i metan (CH4)

• Zapach zależy od produktów ciał organicznych- kwasy organiczne, aminy, skatol, indol, amoniak, siarkowodór, metan

• Zapach zależy od obecności mikroorganizmów i organizmów wodnych np. ryb i roślin wodnych

• Typy zapachów: 1)gnilny 2)roślinny 3)specyficzny -spowodowany obecnością subst nietypowych

• Przewodność właściwa wody [µS/cm mikro simens/cm]- jest to miara subst rozpuszczonych (elektrolitów w wodzie). Największa przewodność ma woda morska, a najmniejsza ma woda czysta.

1. Wskaźniki chemiczne jakości wody

• Barwa

• Stężenie chlorków glinu i manganu i innych pierwiastków

• Mętność

• pH- ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych wyrażonych w walach na dm^3 [val/dm^3]. Odczyn wód naturalnych zależy od:

• zawartości CO2, słabych kwasów organicznych, soli ulegających hydrolizie

• nietypowe wartości pH, woda na torfowiskach, poda podziemna, wody powierzchniowe

• węgiel organiczny

• zasadowość :

• pH> 8,3 zasadowość F

• pH> 4,6 zasadowość M

• zasadowość jest wyrażona w mval/dm^3

• pH=4,6 do 8,3 zasadowość wywołana przez wodorowęglany, węglany, fosforany, krzemiany, wodorotlenki, borany

• ph>8,3 dominują wodorotlenki sodu i potasy

• zasadowośc oznacza się kwasem

• kwasowość: zdolność do zobojętniania silnych zasad mineralnych wobec umownych wskaźników [mval/dm^3]:

• pH<4,6 kwasowość mineralna

• pH<4,6 a 8,3 kwasowość ogólna

• kwasowość wód wywołuje wolny CO2, słabe kwasy organiczne, produkty hydrolizy soli żelaza i glinu, które wprowadzane są do wody w procesie koagulacji

• kwasowość miareczkuje się zasadą

• Przewodność

1. Dwutlenek węgla CO2

Źródła CO2 w wodach naturalnych:

• Atmosfera

• Procesy mineralizacji związków organicznych

• Procesy geochemiczne w przypadku wód wgłębnych

Występowanie CO2 w wodach naturalnych :

• pH<4,5 występuje wtedy CO2 gazowy

• pH=8,3 występuje pod postacią wodorowęglanów czyli HCO₃^-

• pH=10,5 występuje pod postacią węglanów CO₃^-2

• w wodach naturalnych dominuje postać wodorowęglanowa

Równanie równowagi węglanowo wapniowej:

Ca( HCO₃ ) ₂= CaCO ₃ + H ₂O + CO ₂

• dwutlenkiem węgla przynależnym jest cześć wolnego CO2 która jest niezbędna do utrzymania w roztworze rozpuszczonego wodorowęglanu wapniowego

• jeśli rośnie twardość węglanowa wody to jednocześnie rośnie ilość niezbędnego CO2 do utrzymania stanu równowagi.

• Niedobór CO2 przynależnego skutkuje zaburzeniem równowagi węglanowo wapniowej i wytraceniem CaCO3- tworzenie się tzw. kamienia kotłowego

• Nadmiar CO2 wolnego (większa niż ilość CO2 przynależnego) staje się dwutlenkiem węgla agresywnym, który ma charakter korozyjny w stosunku do betonu i stali

1. Twardość

Twardość wody – właściwość polegająca na zużywaniu pewnych ilości mydła bez wytworzenia piany

Tw ogólna= Tw (węglanowa) + Tn (niewęglanowa)

• Twardość węglanowa = zasadowość M- dominują tutaj aniony HCO₃^- , CO₃^-2 ,OH-, kationy (Ca, Mg)

• Twardość nie węglanową- dominują aniony siarczanowe SO4 ^2-, chlorkowe Cl-, azotanowe NO3^-, kationy (Ca, Mg)

• Jednostka to- mgCaCO3/dm^3 lub tez stopień twardości

1 stopień tw = 10 mgCaO3/dm^3

1mval/dm^3= 2,8 stopnia tw

• Im mniejszy stopień tw tym miększa woda

1. Utlenianie soli żelazowej

1. Związki azotowe

• NH4^+ jest to jon amonowy

• NO2^- jest to jon azotynowy

• NO3^- jest to jon azotanowy

• Pochodzenie związków azotu w wodach:

• Organiczne- biochemiczny rozkład białek roślinnych i zwierzęcych

• Mineralne- gleba nawożona nawozami sztucznymi

• Ścieki przemysłowe

• NH4^+ powstaje w wyniku biochemicznego rozkładu związków organicznych ( amonifikacja)

• Kation amonowy jest nietrwały i pod wpływem czynników chemicznych i biochemicznych przechodzi w inne postacie związków azotowych

1. Proces nitryfikacji

• Jest to utlenianie w warunkach tlenowych (aerobowych):

• I etap- utlenianie amoniaku do azotynów przez bakterie nitrosomonas

2NH4^+ + 3O2 = 2NO2^- + 4H^+ +2H2O

• II etap- utlenianie azotynów do azotanów przez bakterie nitrobakter

NO2^- + ½ O2 = NO3^-

1. Proces denitryfikacji

• Jest to redukcja w warunkach beztlenowych (anaerobowych) przy udziale bakterii denitryfikacyjnych

NO3^- => NO2^- => NH4^+ => N2

Dzięki nitryfikacji i denitryfikacji związki azotów w wodach mogą przechodzić z jednej postaci w druga (obieg azotów w przyrodzie)

1. Określanie jak dawno doszło do zanieczyszczenia

Na podstawie obecności poszczególnych form azotu możemy wnioskować kiedy doszło do zanieczyszczenia wody ściekami gospodarczymi lub innymi związkami organicznymi zawierającymi w swojej cząsteczce azot.

• Obecność amoniaku przy braku azotynów = świeże zanieczyszczenie

• Równoczesne występowanie amoniaku i azotynów = od zanieczyszczenia minął już jakiś czas

• Brak amoniaku i azotynów oraz obecność azotanów = zanieczyszczenie wystąpiło na tyle dawno że doszło do samooczyszczania się rzeki.

1. Wskaźniki zanieczyszczenia wód związkami organicznymi

• Utlenialność – umowny wskaźnik określający zdolność wody do pobierania tlenu KMnO4 w roztworze kwaśnym lub alkaicznym w temp wrzenia przez 30 min

• W tej metodzie następuje utlenianie związków organicznych tlenem pochodzącym z KMnO4 i tym samym redukcja KMnO4.

• W tej metodzie utlenianiu ulegają związki organiczne w ilości 60 do 70%

• Łatwo utlenialne są związki nieorganiczne np. sole żelazowe, azotyny, siarkowodór

• Metoda ta nie daje pełnego obrazu zawartości związków organicznych

• Określa przybliżona mniejszą zawartość związków organicznych

• Utlenianie pozwala na określenie stopnia zanieczyszczenia stopnia zanieczyszczenia wód naturalnych zarówno pochodzenia zwierzęcego jak i roślinnego

• Duża utlenialność wiąże się z duża zawartością związków organicznych w wodzie np. wody podziemne będą miały dużo niższą utlenialność od wód powierzchniowych bądź wód bagiennych

• ChZT (chemiczne zapotrzebowanie tlenu)

• Umowny wskaźnik który określa ilość tlenu w mg/dm^3 wody pobranego z utleniacza K2Cr2O7 w ściśle określonych warunkach

• K2Cr207 jest utleniaczem bardziej agresywnym i silniejszym

• To utlenianie prowadzimy dłużej w wyższej temp

• Jest to dokładniejsza metoda określająca zanieczyszczenia substancjami organicznymi i pozwala na utlenienie od 95 do 100% związków organicznych

• BZT (biochemiczne zapotrzebowanie tlenu)

• Umowny termin który określa ilość tlenu wyrażoną w mg/dm^3 wody potrzebną do utlenienia na drodze biochemicznej związków organicznych w temp 20 stopni C

• Rozkład zanieczyszczeń

• Gnicie :

• Środowisko beztlenowe

• Produkty: siarkowodór, amoniak, metan, związki organiczne o nieprzyjemnej woni

• Mineralizacja: środowisko tlenowe, produkty(dwutlenek węgla, woda, azotyny, azotany, siarczany)

I etap:
- utlenianie nietrwałych związków organicznych (łatwo rozkładających się) białka, cukry proste, skrobia

- utlenianie związków trudniej rozkładających się. Są to tłuszcze, celuloza, ligninia, pektyny. Po 6-10 dniach rozpoczyna się drugi etap

II etap:

- nitryfikacja czyli utlenianie amoniaku do azotynu przez bakterie nitrosomonas oraz utlenianie azotynów do azotanów przez bakterie nitrobacter. Najczęściej stosowany jest pomiar BZT5 (czyli po 5 dniach od inkubacji) ponieważ bakterie nie zdążą utlenić związków azotowych.

• Szybkość biochemicznego utleniania związków organicznych jest nierówno mierna tzn. początkowo proces mineralizacji przebiega bardzo intensywnie a następnie ulega zwolnieniu

• Dla wód powierzchniowych w czasie pierwszych 5 ni zapotrzebowanie tlenu wynosi ok 68
  % BZT całkowitego

• BZT5 parametr do oceny zanieczyszczenia wód naturalnych

• Ogólny węgiel organiczny (OWO)

• Jest to pomiar całkowitego węgla zawartego w substancjach organicznych metodą spalania na mokro bądź sucho

• OWO daje pełna informację o zawartości wszystkich substancji organicznych\

Podział wskaźników ze względu na dokładność (od najbardziej dokładniejszego do najmniej dokładniejszego):

• OWO

• HZT

• Utlenianie

• BZT5

Tlen rozpuszczony:

• Rozpuszczalność gazu w wodzie zależy od:

• Ich charakteru

• Ciśnienia parcjalnego gazu

• Od temp wody (rozpuszczalność gazów maleje wraz ze wzrostem temp)

• Składu fizykochemicznego i biologicznego wód naturalnych

• Powietrze atmosferyczne zawiera 79% azotu i 21% tlenu więc woda stykająca się z powietrzem zawiera więcej azotu niż tlenu pomimo że rozpuszczalność azotu jest mniejsza niż tlenu.

• Pochodzenie tlenu rozpuszczonego w wodach naturalnych:

• Wody powierzchniowe- z atmosfery i z procesu fotosyntezy

• Wody podziemne- pozbawione są tlenu

• Stopień nasycenia wody tlenem- jest to stosunek zawartości tlenu rozpuszczonego w badanej wodzie do maksymalnej zawartości tlenu w wodzie destylowanej przy ciśnieniu atmosferycznym

• Im wyższy stopień nasycenia wody tlenem tym czystsza jest woda

• Jeżeli stopień nasycenia jest mniszy od 30% możemy miecz odczynienie ze śnięciem ryb a jeżeli jest równy 0% to mamy odczynienia z procesami beztlenowymi

• Jeżeli jest więcej niż 100% to mamy odczynienie z przesyceniem wody tlenem i mamy odczynienie z intensywnym procesem fotosyntezy

1. Związki organiczne w wodach naturalnych

• Są to substancje organiczne wchodzące w skład żywych organizmów roślinnych i zwierzęcych

• Są to produkty działalności życiowej organizmów wodnych

• Są to produkty rozkładu obumarłych organizmów

Pochodzenie związków organicznych w wodach:

• Naturalne (roślinne i zwierzęce)

• Sztuczne (antropogeniczne np. ścieki)

Związki organiczne w wodach naturalnych, można podzielić na :

• Zanieczyszczenia

• Mikrozanieczyszczenia- występują w środowisku naturalnym w zakresie stężenie od ng/dm^3 do µg/dm^3. (czyli są to bardzo małe zanieczyszczenia)

Obecności mikrozanieczyszczeń nawet w śladowych ilościach nie można lekceważyć ponieważ gdyż większość z nich jest pośrednio lub bezpośrednio szkodliwa dla organizmów żywych

Zanieczyszczenia w wodach organicznych:

• Węglowodany

• Tłuszcze

• Białka

• Ligniny

• Fenole

Mikrozanieczyszczenia w wodach organicznych:

• Substancje humusowe- powstają w środowisku glebowym i wodnym, głównie z substancji organicznych pochodzenia roślinnego w wyniku złożonych przemian chemicznych i biochemicznych zwanych humifikacją. Stanowią w wielu wodach główny składnik substancji organicznych.

Są liczna gr. wielocząsteczkowych związków organicznych w których rozróżnia się kwasy humusowe, kwasy fulwowe.

W zależności od pH tworzą roztwory rzeczywiste albo układy koloidalne i bardzo wolno ulegają rozkładowi biochemicznemu.

• Substancje powierzchniowo czynne (SPC)- są to związki które gromadząc się na granicy rozdziałów faz zmieniają właściwości powierzchniowe cieczy w której są rozpuszczone wiąże się z tym obniżenie napięcia powierzchniowego cieczy.

• SPC należą do gr. związków amfipatycznych (tzn obolubnych) które w swojej strukturze molekularnej posiadają część hydrofilową (lubiąca wodę) i hydrofobową (nielubiącą wdowę).

• Cześć hydrofilowa jest najczęściej reszta kwasową lub zasadową i jej obecność zapewnia rozpuszczalność w wodzie i rozpuszczalnikach polarnych.

• Natomiast część hydrofobowa warunkuje rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych. Stanowi ja najczęściej alifatyczny łańcuch węglowodorowy.

• SPC –podział według budowy chemicznej:

• Substancje jonowe (anionowe, kationowe i amfoteryczne)

• Substancje niejonowe

• Szkodliwość SPC w stosunku do środowiska naturalnego wynika z ich właściwości fizycznych oraz toksykologicznych . Związki te przedostając się do wód powierzchniowych powodują pienienie się wody, utworzenie na powierzchni wody błonkę zawierająca SPC która zmniejsza wchłanianie się tlenu atmosferycznego do wody ( dyfuzje tlenu).

• Są nośnikami bakterii i wirusów.

• Mogą działać jako emulgatory substancji trudno rozpuszczalnych w wodzie (tzn. przyspieszają ich rozpuszczanie w wodzie)

• W niskich stężeniach SPC występują pojedynczo w postaci monomerów, natomiast w większości stężeniach występują w postaci miceli

• Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)

• Liczna gr. związków zawierająca od 2 do nawet kilkunastu pierścieni aromatycznych w cząsteczce

• Nigdy nie występują pojedynczo, zawsze w grupie

• Wskaźnikiem całej gr jest benzoapiren

• Źródła WWA w środowisku- głownie antropogeniczne

• Produkcja niepełnego spalania paliw kopalnych

• Lotne pyły i popioły

• Przemysł ciężki

• Procesy związane z silnym ogrzewaniem

• WWA w mniejszym lub większym stopniu są rakotwórcze i toksyczne\

• WWA są słabo rozpuszczalne w wodzie, są trwałe pod względem chemicznym

• Pestycydy

• Są to albo naturalne albo syntetyczne substancje stosowane do zwalczania różnego rodzajów szkodników

• Można podzielić je ze względu na zakres stosowania:

• Zoocydy przeciw szkodnikom zwierzęcym

• Insektycydy przeciwko owadom

• Bakteriocydy przeciwko bakteriom

• Fungicydy przeciwko grzybom

• Herbicydy przeciwko chwastom

• Można je podzielić ze względu na (zakres stosowania) :

• Regulatory wzrostu

• Środki hamujące procesy życiowe roślin

• Atraktanty (środki zwabiające)

• Repelenty (środki odstraszające)

• Można podzielić je ze względu na ich trwałość (czas rozkładu)

Najtrwalsze mogą rozkładać się nawet przez 20/30 lat, natomiast najmniej trwałe mogą od 1 do 12 tygodni.

• Pestycyd DDT

• Rozkłada się w 95% przez okres czasu od 4 do 30 lat

• ChZO I PCB

• Chlorowane związki organiczne i najbardziej są z ich gr niebezpieczne polichlorowane bifenykle (PCB) w których przynajmniej jeden atom wodoru jest podstawiony chlorem (zamiast wodoru jest tam chlor).

• Mają charakter liofilowy (maja tendencje do rozpuszczania się w cieczach niepolarnych)

• Odznaczają się długa trwałością

• Ich podatność na biodegradacje maleje wraz ze wzrostem ilości atomów chloru w cząsteczce

• Środki farmaceutyczne

• Źródła farmaceutyków w środowisku

• Produkcja preparatów farmaceutycznych oraz oddziaływanie na środowisko zakładów farmaceutycznych

• Zrzut do środowiska dużych ilości przeterminowanych leków z gospodarstw domowych

• Wydalanie pozostałości leków i ich metabolitów przez ludzi i zwierzęta

• Wpływ farmaceutyków obecnych w wodzie do picia

• Zaburzenia równowagi organizmów

• Lekooporność (działanie małych ilości leku na zasadzie szczepionki)

• Radionuklidy- są to pierwiastki (izotopy) których jadra są niestabilne i samorzutnie ulegają przemianie promieniotwórczej. Źródła:

• Pochodzenia naturalnego – skały

• Ścieki pochodzące z zakładów wykorzystujących izotopy aktywne

• Z atmosfery- wybuchy broni nuklearnej

• Metale ciężkie

• Nieprecyzyjne pojęcie określające zbiór metali i półmetali charakteryzujących się dużą gęstością a często także właściwościami toksycznymi

• Źródła metali ciężkich w wodach naturalnych

• Ługowanie skał

• Procesy glebotwórcze

• Erupcje wulkanów

• Pożary lasów

• Przemysł

• Niektóre metale ciężkie w śladowych ilościach są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu ludzkiego

1. Eutrofizacja wód

• Jest to proces zwiększania się w wodzie zawartości substancji pożywkowych tzw. biogenów głównie azotu i fosforu

• Trofia- zawartość biogenów w wodach

• Dzielimy wody na:

• Oligotroficzne

• są to zbiorniki ubogie w substancje organiczne i biogenne

• są bardzo dobrze natlenione z duża przeźroczystością wody

• brak zakwitu glonów

• wyprodukowana materia organiczna podlega mineralizacji i powraca do obiegu (mała ilość osadów dennych).

• Są to czyste zbiorniki wodne o najlepszej jakości wody

• Mezotroficzne- jest to forma pośrednia między wodami oligo a eutroficznymi

• Alfa mezotroficzne- mała zawartość substancji biogennych, duża przeźroczystość wody, brak zakwitu glonów

• Beta mezotroficzne – nieco większa zawartość substancji biogennych, nieznacznie mniejsza przeźroczystość i okresowo niewielkie zakwity glonów

• Eutroficzne- są to wody żyzne o małej zawartości tlenu (często następuje deficyt tlenu w warstwie przydennej). Charakteryzują się małą przeźroczystością wody. Często występuje zielonożółta lub zielona barwa spowodowana masowym rozwojem glonów.

• Politroficzne- bardzo żyzne o małej zawartości tlenu. Często występuje deficyt tlenu w warstwie przydennej. Charakteryzuje się bardzo małą przeźroczystością. Często występuje zielonożółta lub zielona barwa spowodowana masowym rozwojem glonów.

• Źródła biogenów

• Punktowe: ścieki komunalne i przemysłowe

• Obszarowe: spływy powierzchniowe z terenów zurbanizowanych i z pól uprawnych

• Eutrofizacja

• Proces niepożądany który utrudnia użytkowanie wody

• Nadmierny rozwój glonów (tzw. zakwit) nadaje wiedzie mętność, barwę (zwykle zieloną) oraz nieprzyjemny smak i zapach

• Nadmierne ilości glonów utrudniają oczyszczanie wody

• Znaczenie eutrofizacji

• Obumarłe szczątki glonów przyczyniają się do tzw. wtórnego zanieczyszczenia wody powodując wzrost BZT5, zwiększają zużycie tlenu ( możliwość wystąpienia deficytu tlenu)

• Wyczerpanie zasobów tlenu w warstwie przydennej i w osadach dennych prowadzi do zaniku fauny głębinowej