3.1.2 Povrchová voda
3.1.2 Povrchová voda - Chemické zloženie závisí od podpovodí povodia, od zloženia a množstva zrážok, ako aj od prítoku a odtoku. - Riečna voda má 20-krát vyšší obsah rozpustených zložiek anorganickej vody ako dažďová voda, ale nižší obsah ako podzemná voda. Značná časť katiónov a aniónov je však spôsobená amtropogénnym vplyvom (asi 30% dávky Na +, Ca 2+ a SO 4 2). - Z dôvodu rozkladu živočíšneho a rastlinného materiálu obsahuje povrchová voda najvyšší obsah organicky viazaného uhlíka.
- Najmä tečúca voda obsahuje vyššie koncentrácie nerozpustných látok. - Najdôležitejšou kontamináciou tečúcej vody sú čistiace a čistiace prostriedky.
Hodnotenie kvality vody Hodnotenie kvality vody z hľadiska ľahko odbúrateľných organických látok rozdelením povrchových vôd do tried kvality vody Súčet parametrov TOC = DOC + POC + VOC (TC = TOC + TIC) Permanganátový index CHSK BSK obsah N, koncentrácia NH 4 + dusík O 2 Saprobný systém (tečúca voda) Ostatné znečistenie toxickými látkami (ťažké kovy, perzistentné látky), - 3-znečistenie NO 3 a PO 4 (trofické) alebo okyslenie vody sa týmto spôsobom nezaznamenávajú! T - úplne D - rozpustený P - častice V - prchavý vodný život planktón plávajúci substrát Benthon žijúci vo vyšších rastlinách a zvieratách (bezstavovce) ryby (stavovce)
Stanovenie súhrnných parametrov Celkový organický uhlík (TOC) a rozpustený organický uhlík (DOC) Obsah TOC vo vzorke vody udáva súčet uhlíka prítomného v rozpustených a nerozpustených organických látkach. Obsah DOC je obmedzený na obsah uhlíka v organických látkach rozpustených vo vode. Organické zložky vzorky vody sú v zásade zhrnuté z hľadiska ich obsahu uhlíka. C a H b X c + n O 2 a CO 2 + b/2 H 2 O +
Permanganátový index Táto metóda sa používa na stanovenie množstva oxidovateľných organických a anorganických látok (Fe 2+, NO 2 -, HS -) vo vode. Spotreba 0,002 mol/l (0,01 mol/l) roztoku manganistanu draselného prepočítaného na mg/l O 2 umožňuje urobiť vyhlásenie o stupni znečistenia vody, ktorá sa má preskúmať. MnO 4 - + 8 H + + 5 e - Mn 2+ + 4 H 2 O Dobre oxidovateľné: - Humínové látky - Sacharidy - Fenoly - Sulfitové odpadové lúhy Špatne oxidovateľné: - Bielkoviny Neoxidovateľné - Povrchovo aktívne látky, - Alkánové a mastné kyseliny - Alifatické alkoholy - alifatické ketóny
Permanganátový index vody, c (mno 4 -) = 0,01 mol/l (Klee, 1993) Typ vody Spotreba manganistanu 1) oligotrofné jazerá čisté a pramenné vody asi 3 - 6 mg/l asi 2 - 10 mg/l čistá povrchová voda asi 8 - 12 mg/l priehrady (hory) asi 10 - 30 mg/l stredne znečistené rieky znečistené vody asi 20 - 35 mg/l asi 20 - 150 mg/l
Chemická spotreba kyslíka (CHSK) Táto metóda sa používa na stanovenie množstva oxidovateľných organických a anorganických látok (Fe 2+, NO 2 -, HS -) vo vode. Spotreba 0,02 mol/l roztoku dvojchrómanu draselného prepočítaného na mg/l O 2 (CHSK) umožňuje konštatovanie stupňa kontaminácie vody, ktorá sa má skúmať. Pre mnoho látok je dichróman draselný silnejším oxidačným činidlom ako manganistan draselný. CHSK je jedným z najdôležitejších parametrov na hodnotenie komerčných a komunálnych odpadových vôd. Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6 e - 2 Cr 3+ + 7 H 2 O
Odvodenie spotreby kyslíka VII II MnO 4 - + 8 H + + 5 e - Mn 2+ + 4 H 2 O 4 0-II O 2 + 4 H + + 4 e - 2 H 2 O 5 4 158,038 g 5 32,00 g 4 KMnO 4 = 5 O 2 3,951 g 1 g alebo 3,951 mg/l 1 mg/l VI III Cr 2 O 7 - + 14 H + + 6 e - 2 Cr 3+ + 7 H 2 O 2 0 -II O 2 + 4 H + + 4 e - 2 H 2 O 3 2 294,192 g 3 32,00 g 2 K 2 Cr 2 O 7 = 3 O 2 6,129 g 1 g alebo 6,129 mg/l 1 mg/l
Biochemická spotreba kyslíka Biochemická spotreba kyslíka (BSK) zodpovedá množstvu rozpusteného kyslíka (v mg/l), ktoré baktérie absorbujú, aby čiastočne alebo úplne rozložili organické látky. Rozdiel medzi CHSK a BSK zodpovedá podielu mikrobiálne nerozložiteľných látok (dodatočné hromadenie protoplazmy). Degradácia domovej odpadovej vody takmer úplne po približne 20 dňoch, približne 70% využiteľných na charakterizáciu po 5 dňoch. BSK 5 je rozdiel medzi počiatočným obsahom kyslíka a obsahom kyslíka vo vzorke po 5 dňoch (t 0 - t 5d).
Typické hodnoty CHSK a BSK 5 v mg O 2/L (Bliefert, 2002) Typ vody CHSK BSK 5 tečúca voda 5-20 6 1) komunálna odpadová voda po biologickom čistení nevyčistená komunálna odpadová voda odpadová voda z potravinárskeho a nápojového priemyslu 20 - 100 20 300 -1000 250> 5 000 priesakových vôd zo skládok 22 000 13 000 1) mierne kontaminovaný stupeň biochemickej degradácie α = BSK 5/COD (0 α 1) Vyhlásenie o biochemickej odbúrateľnosti
Porovnávacie hodnoty spotreby kyslíka podľa rôznych metód (Klee, 1993) Látka organický uhlík Teoretická spotreba kyslíka Spotreba kyslíka stanovená s TOC O 2 s KMnO 4 s K 2 Cr 2 O 7 ako BSK 5 mg/g mg/g mg/g mg/g mg/g kyselina mliečna 400 1067 260 970 540 Glukóza 400 1067 600 990 580 Laktóza 421 1122 3 920 580 Dextrín 444 1185 220 950 520 Škrob 444 1185 680 Fenol 760 2383 2360 2340 1700 Kaseín 560 1410 150 1150 580
Kyselina mliečna CH 3 CH (OH) COOH 3 C 3 O 2 90 g 36 g 96 g 1 000 mg 400 mg 1067 mg α (kyselina mliečna) = 540/970 = 0,56 BSK 5 = 0,5-1,0 COD Zložky dobré biochemicky odbúrateľný. BSK 5 8 (100%) 3) I II mierne znečistený 1,5 - 8 (85-100) II stredne znečistený 1,8 - 6 (70-85) II III kriticky znečistený 2,3 - 4 (50-70) III veľmi znečistené 2,7 - 2 (25-50) III IV IV 2) veľmi znečistené nadmerne znečistené 3,2 - 15 niekoľko mg/l