2.3. Compoziţia fizico-chimicăgeneralăa apelor naturale Calitatea apelor naturale este determinat ă, în general, de totalitatea substanţelor minerale sau organice, gazele dizolvate, particulele în suspensie şi organismele vii prezente. Din punct de vedere al st ării lor, impurităţile pot fi solide, lichide sau gazoase. Acestea pot fi dispersate în ap ă, şi se pot clasifica dupădimensiunile particulelor dispersate în suspensii, coloizi şi soluţii.Majoritatea substanţelor care se găsesc în apele naturale, într-o cantitate suficientăpentru a influenţa calitatea lor, se pot clasifica conform tabelului 2.15. Desigur, o anumit ăapănu poate conţine toate aceste impurităţi concomitent, cu atât mai mult cu cât existenţa unora dintre acestea este incompatibilăcu echilibrul chimic stabilit în apă. În afara acestor substanţe menţionate, în apele naturale se mai pot g ăsi şi alte tipuri de impurităţi. Astfel, plumbul sau cuprul se pot întâlni în urma proceselor de tratare a apelor sau datorităsistemului de transport precum şi din apele meteorice. Unele ape naturale conţin seleniu sau arsen într-o cantitate suficient ăca săle afecteze calitatea. De asemenea, se poate afirma cătoate apele naturale conţin substanţe radioactive, în principal radium, dar numai în unele cazuri de ape subterane concentraţia acestora atinge valori periculos de mari. Alte surse naturale conţin crom, cianuri, cloruri, acizi, alcalii, diferite metale sau poluanţi organici, toate aduse în receptori de apele uzate provenite din industrie sau aglomera ţii urbane. 2.3.1. Modalităţi de definire a calităţii apei. Calitatea apei se poate de fini ca un ansamblu conven ţional de caracteristici fizice, chimice, biologice şi bacteriologice, exprimate valoric, care permit încadrarea probei într-o anumităcategorie , ea că pătând astfel însuşirea de a servi unui anumit scop . Pentru stabilirea calit ăţii apei, din multitudinea caracteristicilor fizice, chimice şi biologice care pot fi stabilite prin analize de laborator se utilizeazăpractic un număr limitat, considerate mai semnificative . S istemul mondial de supraveghere a mediului înconjurător prevede urmărirea calităţii apelor prin trei categorii de parametri :
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
2.3. Compoziţia fizico-chimică generală a apelor naturale
Calitatea apelor naturale este determinată, în general, detotalitatea substanţelor minerale sau organice, gazele dizolvate, particulele însuspensie şi organismele vii prezente. Din punct de vedere al stării lor,impurităţile pot fi solide, lichide sau gazoase. Acestea pot fi dispersate în apă, şise pot clasifica după dimensiunile particulelor dispersate în suspensii, coloizi şisoluţii.Majoritatea substanţelor care se găsesc în apele naturale, într-o cantitatesuficientă pentru a influenţa calitatea lor, se pot clasifica conform tabelului2.15. Desigur, o anumită apă nu poate conţine toate aceste impurităţiconcomitent, cu atât mai mult cu cât existenţa unora dintre acestea este
incompatibilă cu echilibrul chimic stabilit în apă. În afara acestor substanţemenţionate, în apele naturale se mai pot găsi şi alte tipuri de impurităţi. Astfel, plumbul sau cuprul se pot întâlni în urma proceselor de tratare a apelor saudatorită sistemului de transport precum şi din apele meteorice. Unele apenaturale conţin seleniu sau arsen într-o cantitate suficientă ca să le afectezecalitatea. De asemenea, se poate afirma că toate apele naturale conţin substanţeradioactive, în principal radium, dar numai în unele cazuri de ape subteraneconcentraţia acestora atinge valori periculos de mari. Alte surse naturale con ţin
crom, cianuri, cloruri, acizi, alcalii, diferite metale sau poluanţi organici, toateaduse în receptori de apele uzate provenite din industrie sau aglomeraţii urbane.
2.3.1. Modalităţi de definire a calităţii apei.
Calitatea apei se poate defini ca un ansamblu convenţionalde caracteristici fizice, chimice, biologice şi bacteriologice, exprimate
valoric, care permit încadrarea probei într-o anumită categorie , ea că pătândastfel însuşirea de a servi unui anumit scop . Pentru stabilirea calităţii apei,din multitudinea caracteristicilor fizice, chimice şi biologice care pot fistabilite prin analize de laborator se utilizează practic un număr limitat,considerate mai semnificative . Sistemul mondial de supraveghere amediului înconjur ător prevede urmărirea calităţii apelor prin trei categorii
Pentru precizarea caracteristicilor de calitate a apei seutilizează următoarea terminologie :
- criterii de calitate a apei - totalitatea indicatorilor decalitate a apei care se utilizează pentru aprecierea acesteia în raport cumăsura în care satisface un anumit domeniu de folosinţă sau pe bazacărora se poate elabora o decizie asupra gradului în care calitatea apeicorespunde cu necesităţile de protecţie a mediului înconjurator ;
- indicatori de calitate ai apei - reprezentaţi de caracteristicinominalizate pentru o determinare precisă a calităţii apelor ;
- parametri de calitate ai apei – sunt valori şi exprimărinumerice ale indicatorilor de calitate a unei ape ;
- valori standardizate ale calităţii apei - reprezintă valori aleindicatorilor de calitate a apelor care limitează un domeniu convenţionalde valori acceptabile pentru o anumitã folosinţă a apei .
2.3.2. Indicatori de calitate ai apei
Aşa cum s-a ar ătat deja, pentru caracterizarea calităţii şi gradului de
poluare a unei ape se utilizează indicatorii de calitate. Aceştia se pot clasificadupă natura lor şi după natura şi efectele pe care le au asupra apei , după cumurmează:
A. Clasificare după natura indicatorilor de calitate:- indicatori organoleptici ( gust, miros).
- indicatori biologici care reflectă gradul de saprobitate a apei, prin analizaspeciilor de organisme care populează mediul acvatic.
- indicatori bacteriologici care măsoar ă nivelul de poluare bacteriană, în principal prin determinarea numărului de bacterii coliforme totale şi de bacterii coliforme fecale.
Clasificarea indicatorilor de calitate ai apei, concentraţiilemaxime admisibile pentru aceştia precum şi metodele standardizate pentrudeterminarea lor sunt prezentate în tabelul 2.16
Proprietăţile apelor naturale sunt determinate în principal desubstanţele solide, lichide şi gazoase existente sub formă de materiale însuspensie sau dizolvate. Aceste substanţe, foarte numeroase, provin din
interacţiile complexe hidrosfer ă – atmosfer ă – litosfer ă - organisme vii. Astfel,într-un studiu efectuat de echipa Cousteau (1991-1992) asupra calităţii apelorfluviului Dunărea, s-au pus în evidenţă peste 800 de compuşi organici şianorganici, dintre care peste 50% se regăsesc în ţesuturile vegetale şi animaledin mediul acvatic.
Există mai multe criterii de clasificare a compuşilor caredefinesc compoziţia chimică a apelor naturale, după natura acestora, provenienţă, efect toxic şi metode de analiză, prezentate în tabelul 2.17.
Tabelul 2.17.Criterii de clasificare a compoziţiei chimice a apelor naturale
Nr.
crtCriterii Exemplificări
1 Natura componenţilorchimici
Gaze dizolvate; subst.anorganice;subst. organice
2 Forma sub care se găsesc
în mediul acvatic
Solubilizat; suspensii; coloizi; emulsii;
absorbiţi/adsorbiţi în sedimente şi / sau pe suspensii; bioacumulaţi de către biocenoze; sub formă liber ă;complexaţi.
3 Provenienţă Naturale; antropică.4 Efecte Indicatori de calitate; indicatori generali de poluare;
indicatori specifici de poluare.5 Proprietăţi Persistenţă; toxicitate; bioacumulare; efecte mutagene;
teratogene; cancerigene.6 După metodele de analiză Indicatori globali (COT, reziduul fix); indicatori
selectivi (pesticide); specifici (HCN).7 După rolul jucat înecosisteme acvatice
Culoarea reală a apelor se datorează substanţelor dizolvateîn apă şi se determină în comparaţie cu etaloane preparate în laborator.Culoarea apelor naturale şi a celor poluate poate fi o culoare aparentă care se
datorează suspensiilor solide uşor de filtrat prin depunere şi filtrare .Mirosul apelor este clasificat în şase categorii, după
intensitate: f ăr ă miros ; cu miros neperceptibil ; cu miros perceptibil unuispecialist ; cu miros perceptibil unui consumator ; cu miros puternic şi cumiros foarte puternic .
Gustul se clasifică utilizindu-se denumiri convenţionale ,cumar fi : Mb - ape cu gust mineral bicarbonato-sodic ; Mg - ape cu gustmineral magnezic ; Mm - ape cu gust mineral metalic ; Ms - ape cu gust
mineral sărat ; Oh - ape cu gust organic hidrocarbonat ; Om - ape cu gustorganic medical farmaceutic ; Op - ape cu gust organic pământos ; Ov - apecu gust organic vazos .
2.3.3.2. Indicatori fizici
- Turbiditatea se datorează particulelor solide sub formă desuspensii sau în stare coloidală. Într-o definiţie generală se consider ă că suspensiile totale reprezintă ansamblul componentelor solide insolubile prezente într-o cantitate determinată de apă şi care se pot separa prin metode delaborator (filtrare,centrifugare,sedimentare).Se exprimă gravimetric în mg/l sauvolumetric în ml/l. Valoarea suspensiilor totale este deosebit de importantă pentru caracterizarea apelor naturale.În funcţie de dimensiuni şi greutatespecifică, particulele se separ ă sub formă de depuneri(sedimentabile) sau plutesc pe suprafaţa apei(plutitoare). Suspensiile gravimetrice reprezintă
totalitatea materiilor solide insolubile, care pot sedimenta, in mod natural într-oanumită perioadă limitată de timp. Procentul pe care îl reprezintă suspensiilegravimetrice din suspensiile totale este un indicator care conduce ladimensionarea şi exploatarea desnisipatoarelor sau predecantoarelor, instalaţiidestinate reţinerii acestora. Suspensiile şi substanţele coloidale din apereprezintă totalitatea substanţelor dispersate în apă, având diametrul particulelor
Eliminarea substanţelor coloidale din apă a impus tratarea chimică cu reactivide destabilizare în vederea coagulării şi precipitării acestora.
Relaţia dintre substanţele în suspensie (proprietate gravimetrică)şi turbiditate (proprietate optică) determină aşa-numitul “coeficient de fineţe” alsuspensiilor. Pentru aceeaşi sursă de apă, coeficientul de fineţe variază în limite
bine determinate în cadrul unui ciclu hidrologic anual.- Indicele de colmatare reprezintă puterea colmatantă a unei
ape şi are drept cauza toate elementele din apă a căror dimensiuni permitreţinerea lor pe filtre.
- Temperatura apei variază în funcţie de provenienţă şi deanotimp.
- Radioactivitatea este proprietatea apei de a emite radiaţii permanente alfa , beta sau gama.
- Conductivitatea Conductivitatea apelor constituie unul dintre indicatorii cei mai
utilizaţi în aprecierea gradului de mineralizare a apelor cel puţin dinurmătoarele considerente:
- măsur ătorile de conductivitate (rezistivitate) a apei permitdeterminarea conţinutului total de săruri dizolvate în apă ;
- au avantajul diferenţierii dintre săruri anorganice şi organice(ponderal) pe baza mobilităţilor ionice specifice;
- elimină erorile datorate transformării speciilor decarbonaţi/bicarbonaţi prin evaporare la 105 0C (conform metodologiei dedeterminare gravitaţională a reziduului fix, în cazul bicarbonaţilor pierderilesunt de circa 30%).
- Concentra ţ ia ionilor de hidrogen
pH-ul apelor naturale este cuprins între 6,5 - 8 , abaterea de laaceste valori dând indicaţii asupra poluării cu compuşi anorganici .
pH-ul şi capacitatea de tamponare a acestuia constituie una din proprietăţile esenţiale ale apelor de suprafaţă şi subterane, pe această caleasigurându-se un grad de suportabilitate natural faţă de impactul cu acizi sau baze, sărurile de Na+, K +, Ca2+ şi Mg2+ jucând un rol esenţial în acest sens. Desubliniat că această capacitate de tamponare a pH–ului este deosebit deimportantă nu numai pentru echilibrele din faza apoasă, dar şi pentru cele de la
Concentraţia ionilor de hidrogen din apă, reprezintă un factorimportant care determină capacitatea de reactivitate a apei, agresivitateaacesteia, capacitatea apei de a constitui medii pentru dezvoltarea diferitelororganisme etc.
Între valoarea pH-ului apei şi aciditatea sau alcalinitatea acesteia
nu există o identitate. Creşterea alcalinităţii sau acidităţii nu sunt însoţite şi devariaţii corespunzătoare ale pH-ului, datorită capacităţii de tamponare de caredispun îndeosebi apele naturale. Principalul sistem tampon al apelor naturale îlreprezintă sistemul acid carbonic dizolvat/carbonaţi, pentru care pH-ul apei arevalori cuprinse între 6,5-8,5.
2.3.3.3. Indicatori chimici
A. Indicatori ai regimului de oxigenOxigenul este un gaz solubil şi se află dizolvat în apă sub formă
de molecule O2, prezenţa oxigenului în apă condiţionând existenţa mariimajorităţi a organismelor acvatice. Toate apele care se află în contact cu aerulatmosferic conţin oxigen dizolvat în timp ce apele subterane conţin foarte puţinoxigen. Solubilitatea oxigenului în apă depinde de presiunea atmosferică,temperatura aerului, temperatura şi salinitatea apei.
Conţinutul în oxigen al apei râurilor este rezultatul următoareloracţiuni antagoniste:
- reabsorbţia oxigenului din atmosfer ă la suprafaţa apei prindifuzie lentă sau prin contact energic, interfaţa apa-aer prezintând o importanţă deosebită în acest sens. Acest transfer este serios perturbat de prezenţa poluanţilor cum ar fi detergenţii şi hidrocarburile;
- fotosinteza, care poate asigura o importantă realimentare cuoxigen a apei, ajungându-se la valori care pot depăşi saturaţia;
- consumul biochimic de oxigen pentru biodegradarea materiilororganice poluante.Din această clasă de indicatori fac parte oxigenul dizolvat (OD),
consumul chimic de oxigen (CCO), consumul biochimic de oxigen (CBO) şicarbonul organic total (COT).
Oxigenul dizolvat (OD) Cel mai important parametru de
de oxigen din apele naturale trebuie să fie de cel puţin 2 mg/l, în timp ce înlacuri, în special în cele în care funcţionează crescătorii de peşte, conţinutul deoxigen dizolvat trebuie să fie de 8 – 15 mg/l.
Consumul biochimic de oxigen (CBO) reprezintă cantitatea deoxigen, în mg/l, necesar ă pentru oxidarea substanţelor organice din ape, cu
ajutorul bacteriilor. Mineralizarea biologică a substanţelor organice este un proces complex, care în apele bogate în oxigen se produce în două trepte. În prima treaptă se oxidează în special carbonul din substratul organic (faza decarbon ), iar în a doua fază se oxidează azotul (faza de nitrificare). Dindeterminările de laborator s-a tras concluzia că este suficient să se determineconsumul de oxigen după cinci zile de incubare a probelor (CBO5).
Consumul chimic de oxigen (CCO) Deoarece CBO5 necesită un timp de cinci zile pentru determinare, pentru a depăşi acest neajuns se
utilizează metode de oxidare chimică diferenţiate după natura oxidantului şi amodului de reacţie. Se cunosc două tipuri de indicatori:
- CCOMn care reprezintă consumul chimic de oxigen prinoxidare cu KMnO4 în mediu de H2SO4. Acest indicator se corelează cel mai bine cu CBO5, cu observaţia că sunt oxidate în plus şi cca 30-35% dinsubstanţele organice nebiodegradabile.
- CCOCr care reprezintă consumul chimic de oxigen prin oxidarecu K 2Cr 2O7 în mediu acid. Acest indicator determină în general 60-70% dinsubstanţele organice, inclusiv cele nebiodegradabile.
Prin aceste metode, prezentate anterior nu se pot determinasubstanţele organice volatile.
Carbonul organic total (COT) reprezintă cantitatea de carbonlegat în materii organice şi corespunde cantităţii de dioxid de carbonobţinut prin oxidarea totala a acestei materii organice . Se utilizează pentrudeterminarea unor compuşi organici aromatici, a căror randament de oxidare nu
depăşeşte 60% cu metodele prezentate anterior. Pentru determinarea acestorase utilizează oxidarea catalitică la temperaturi ridicate (800-11000C).
B. S ăruri dizolvate
În apele naturale se află, în mod obişnuit, cationii şi anionii prezentaţi în tabelul 2.18., ioni de care depind cele mai importante calităţi ale
se află, în mod obişnuit, în cantităţi nesemnificative, deşi câteodată influenţează esenţial asupra proprietăţilor apei. Clorurile pot fi prezente în apă într-oconcentraţie mare, datorită solubilităţii lor ridicate; astfel, solubilitatea cloruriide sodiu sau a celei de calciu la temperatura de 25 °C este în jur de 26%,respectiv de 46%.
În esenţă, se poate spune că apele naturale conţin elementefundamentale şi elemente caracteristice, dintre care 6 elemente fundamentalesunt cele care apar ţin tuturor apelor naturale, respectiv molecula de H2CO3 şiionii de HCO3
-, CO32-, H+, OH-, Ca2+, iar dintre elementele caracteristice se
pot cita ionii de SO42-, Cl-, Mg2+, Na+, K + etc.. Aceste elemente pot fi prezente
sau nu în apele naturale, într-o concentraţie mai mare sau mai mică, conferindapei un anumit caracter.
C. Reziduul fix reprezintă totalitatea substanţelor dizolvate înapă, stabile după evaporare la 1050C, marea majoritate a acestora fiind denatur ă anorganică. Valoarea reziduului fix în diferite ape naturale variază înfuncţie de caracteristicile rocilor cu care apele vin în contact. Informativ se dauîn continuare, câteva valori ale reziduului fix al diferitelor categorii de ape:
Ape din pânza de mare adâncime 100 – 300 mg/l;Ape de mare 20000 – 22000 mg/l;Ape din regiuni săr ăturoase 1100 – 5000 mg/l;Ape de ploaie 10 – 20 mg/l;
Ape minerale potabile 1000 – 3000 mg/l.
Conţinutul mineral al apelor naturale este strâns legat de factoriimeteorologici şi climatologici. Astfel, în perioadele cu precipitaţii sau în celede topire a ză pezilor, apele curgătoare îşi reduc mineralizarea, datorită diluăriilor cu ape cu conţinut mineral foarte sărac. În aceste situaţii, de exemplu, apelerâului Dâmboviţa au o mineralizare de 100 – 120 mg/l, iar cele ale Argeşului de80 – 100 mg/l. În perioada de iarnă, când apele de suprafaţă sunt alimentate în
special de izvoare subterane, mineralizarea acestora este mai crescută fiind de200 –250 mg/l. Apele subterane şi mai ales cele din pânze freatice de mareadâncime, se caracterizează printr-o mineralizare mai ridicată şi în acelaşi timpmai puţin variabilă, datorită contactului cu straturile minerale în carestaţionează.
D. Indicatori biogeni Compuşi ai azotului. Amoniacul, nitriţii şi nitraţii constituie
etape importante ale prezenţei azotului în ciclul său biogeochimic din natur ă şiimplicit din apă .Azotul este unul dintre elementele principale pentru susţinereavieţii, intervenind în diferite faze de existenţă a plantelor şi animalelor. Formelesub care apar compuşii azotului în apă sunt azot molecular (N2), azot legat îndiferite combinaţii organice (azot organic), amoniac (NH3), azotiţi (NO2
-) şiazotaţi (NO3
-). Amoniacul constituie o fază intermediar ă în ciclul biogeochimical azotului. Azotul amoniacal decelat în cursurile de apă poate proveni dintr-un
mare număr de surse:- din ploaie şi zapadă, care pot conţine urme de amoniac cevariază între 0,1 - 2,0 mg/l;
- în apele de profunzime, curate din punct de vedere biologic şiorganic, amoniacul poate apare prin reducerea nitriţilor de către bacteriile autotrofe sau de către ioni feroşi conţinuţi;
deşeurile vegetale şi animale conţinute în sol. Această cantitatede azot amoniacal este în cea mai mare parte complexată deelementele aflate în sol şi numai o mică cantitate ajunge înrâuri.
- un număr mare de industrii (industria chimică, cocserie, fabrici
de gheaţă, industria textilă etc.) sunt la originea alimentării cuazot amoniacal a cursurilor de apă.Prezenţa amoniacului în apele de alimentare este limitată de
normele recomandate de Organizaţia Mondială a Sănătăţii, la cantităţi foartemici (sub 0,05 mg/l) datorită efectelor nocive pe care le poate avea asupraconsumatorilor.
Nitriţii constituie o etapă importantă în metabolismulcompuşilor azotului, ei intervenind în ciclul biogeochimic al azotului ca fază
intermediar ă între amoniac şi nitraţi. Prezenţa lor se datoreşte fie oxidării bacteriene a amoniacului, fie reducerii nitraţilor.
Nitra ţii constituie stadiul final de oxidare a azotului organic.Azotul din nitraţi, la fel ca şi cel din nitriţi sau amoniac, constituie un elementnutritiv pentru plante şi, alături de fosfor, este folosit la cultura intensivă înagricultur ă. Prezenţa nitraţilor în apele naturale se poate explica prin contactulapei cu solul bazinului hidrografic.
Compuşi ai fosforului Conţinutul de fosfaţi în apele naturaleeste relativ redus (0,5-5 mg/l). Dacă apele str ă bat terenuri bogate în humus încare fosfatul este legat în compuşi organici, acestea se îmbogăţesc în fosfaţi. Deasemenea, o pondere importantă revine poluării difuze din agricultur ă datorată administr ării de îngr ăşăminte pe bază de azot şi fosfor. Fosfatul monocalcic poate proveni în apă mai ales prin mineralizarea resturilor vegetale sauanimale. Fosfatul monocalcic este solubil în apă şi reprezintă o formă de fosfor
asimilabil. Concentraţii mai mari de 0,5 mg/l P exprimat în PO4
3-
în apele desuprafaţă determină eutrofizarea progresivă a lacurilor, prin favorizareadezvoltării algelor. Conţinuturi mai mari de fosfaţi în apele subterane sau desuprafaţă pot să constituie un indiciu asupra poluării de origine animală, maiales dacă se corelează cu dezvoltarea faunei microbiene. Fosforul sub formă decombinaţii, poate fi prezent în apele de suprafaţă, fie dizolvat, fie în suspensii
E. Indicatori ai capacit ăţ ii de tamponare ai apei Aciditatea apei se datoreşte prezenţei în ape a dioxidului de
carbon liber, a acizilor minerali şi a sărurilor de acizi tari sau baze slabe,sărurile de fier şi de aluminiu, provenite de la exploatările miniere sau din apeleuzate industriale intrând în această din urmă categorie.
Aciditatea totală a unei ape exprimă atât aciditatea datorată acizilor minerali, cât şi cea datorată dioxidului de carbon liber, în timp ceaciditatea minerală exprimă numai aciditatea datorată acizilor minerali.
Diferenţierea acidităţii totale de aciditatea minerală se poate face,fie prin utilizarea schimbătorilor de ioni, fie prin titrarea cu NaOH 0,1 N până la puncte de echivalenţă diferite şi anume până la pH = 4,5 pentru titrareaacidului mineral şi pH = 8,3 pentru titrarea acidităţii totale.
Alcalinitatea apei este condiţionată de prezenţa ionilor
dicarbonat, carbonat, hidroxid şi, mai rar, borat, silicat şi fosfat. Din punct devedere valoric, alcalinitatea este concentraţia echivalentă a bazei titrabile şi semăsoar ă la anumite puncte de echivalenţă date de soluţii indicator. Utilizareafenolftaleinei duce la determinarea alcalinităţii (p) a apei datorată hidroxiduluişi carbonatului, iar utilizarea indicatorului metiloranj duce la determinareaalcalinităţii (m), datorată dicarbonatului.
Valoarea alcalinităţii (p) şi (m) indică raportul existent între ioniide carbonat, dicarbonat şi hidroxid în cadrul alcalinităţii totale, relaţiile dintreele fiind prezentate în tabelul 2.19.
Tabelul 2.19.Calculul relaţiilor de alcalinitate
Valoarea
alcalinităţii (p)
OH- CO32- HCO3
-
0 0 0 m
< m/2 0 2p m-2pm/2 0 2p 0>m/2 2p-m 2(m-p) 0
m m 0 0m = alcalinitatea faţă de metiloranj în ml HCl 0,1 Np = alcalinitatea faţă de fenolftaleină în ml HCl 0 1 N
Duritatea apei a fost inclusă la capacitatea de tamponare a apeidatorită ponderii carbonaţilor de calciu şi magneziu în apele naturale. Sedeosebesc următoarele tipuri de duritate:
- duritatea totală reprezintă totalitatea sărurilor de Ca2+ şi Mg2+ prezente în apă;
- duritatea temporară reprezintă conţinutul ionilor de Ca2+
şiMg2+ legaţi de anionul HCO-3, care prin fierberea apei se poate
înlătura deoarece dicarbonaţii se descompun în CO2 şi încarbonaţi care precipită;
- duritatea permanentă reprezintă diferenţa dintre duritateatotală şi duritatea temporar ă, fiind atribuită ionilor de Ca2+ şiMg2+ legaţi de anionii Cl-, SO4
2- şi NO3-.Acest tip de duritate
r ămâne în mod permanent în apă, chiar după fierbere.
În tabelul 2.20 este prezentată o clasificare a apelor după duritatea lor.
Tabelul 2.20Clasificarea apelor după duritate
Clasa de duritateUnităţi de
măsură 1 2 3 4
mg/l 0-55 56-100 101-200 200-500
m val/l 0-1.1 1,1-2,0 2,0-4,0 4,0-10Caracterizareaapei
Moale Slab dur ă Moderatdur ă
Foartedur ă
F.Indicatori biologici şi bacteriologiciAnaliza hidrobiologică constă în inventarierea microscopică a
fito şi zooplanctonului, organisme din masa apei, precum şi analiza
organismelor bentonice (situate pe fundul apei) şi a perifitonului (organismefixate pe diferite suporturi), din probele de apă prelevate în secţiunea de control.Stabilirea gradului de cur ăţenie, sau poluare a unui râu sau lac se face princompararea organismelor existente cu tabele standard cuprinzând grupefaunistice şi număr de unităţi sistematice de organisme indicatoare de apă curată sau murdară
Calitatea apei şi modificările datorate diverselor forme de poluare influentează compoziţia biocenozelor acvatice (tip şi număr deorganisme), iar acestea pot reprezenta un mijloc de a diagnostica calitatea apei.
Analiza bacteriologică. Apa destinată utilizării de către omtrebuie să fie cât mai puţin contaminată de bacterii sau viruşi patogeni, această
regulă fiind foarte strictă dacă apa este destinată consumului potabil sau estefolosită în industria alimentar ă; în acest caz, ea trebuie să fie complet lipsită degermeni patogeni.
Pe de altă parte, cantitatea mare de apă folosită în modcentralizat de populaţie prezintă pericolul că în condiţiile poluării, apa să constituie un factor important de îmbolnăvire. Bolile r ăspândite prin apă potcuprinde, în general, un număr mare de persoane, îmbr ăcând caracterul unor boli cu extindere în masă.
În analiza bacteriologică a apei au fost adoptaţi ca indicatori bacteriologici numărul total de germeni şi determinarea bacilului coli.
2.3.4. Specificul calităţii diferitelor surse naturale de apă
Fiecare tip de sursă prezintă caracteristici proprii, fizico-chimiceşi biologice, variind de la o regiune la alta în funcţie de compoziţiamineralogică a zonelor strabătute, de timpul de contact, de temperatur ă şi decondiţiile climatice. Pentru acelaşi tip de sursă se pot evidenţia anumitecaracteristici comune, după cum rezultă din cele de mai jos.
A. Apa de râuCursurile de apă, (râuri şi afluenţi), sunt caracterizate, în general,
printr-o mineralizare mai scăzută, suma sărurilor minerale dizolvate fiind sub400 mg/l. Aceasta este format
ă din dicarbona
ţi, cloruri
şi sulfa
ţi de sodiu,
potasiu, calciu şi magneziu. Duritatea totală este, în general, sub 15 grade, fiindformată în cea mai mare parte din duritate dicarbonatată.
Concentraţia ionilor de hidrogen (pH-ul) se situează în jurulvalorii neutre, fiind cu un pH = 6,8 - 7,8. Dintre gazele dizolvate sunt prezenteoxigenul dizolvat, cu saturaţie între 65 - 95% şi bioxidul de carbon liber, în
Caracteristica principală a cursurilor de apă o prezintă încărcareavariabilă cu materii în suspensie şi substanţe organice, încărcare legată direct propor ţional de condiţiile meteorologice şi climatice. Acestea cresc în perioada ploilor, ajungând la un maxim în perioada viiturilor mari de apă şi la un minimîn perioadele de îngheţ.
Deversarea unor efluenţi insuficient epuraţi a condus la alterareacalităţii cursurilor de apă şi la apariţia unei game largi de impurificatori:substanţe organice greu degradabile, compuşi ai azotului, fosforului, sulfului,microelemente (cupru, zinc, plumb), pesticide, insecticide organo-clorurate,detergenţi etc. De asemenea, în multe cazuri se remarcă impurificări accentuatede natur ă bacteriologică. O particularitate caracteristică a apei din râuri estecapacitatea de autoepurare datorată unor serii de procese naturale biochimice,favorizate de contactul aer-apă.
B. Apa de lacLacurile, formate, în general, prin bararea naturală sau artificială
a unui curs de apă, prezintă modificări ale indicatorilor de calitate comparativcu efluentul principal, datorită stagnării apei un anumit timp în lac, insolaţiei puternice şi fenomenelor de stratificare (vara şi iarna) şi destratificare(primavara şi toamna), termică şi minerală. Stagnarea apei în lac conduce la odecantare naturală a materiilor în suspensie, apa lacurilor fiind mai limpede şimai puţin sensibilă la condiţiile meteorologice. Stratificarea termică, combinată la lacurile adânci şi cu o stratificare minerală, conduce, în perioada de var ă şitoamnă, la excluderea aproape completă a circulaţiei apei pe verticală. Acestlucru atrage după sine scăderea concentraţiei oxigenului dizolvat în zona defund şi apariţia proceselor de oxidare anaerobă, având drept efect creştereaconţinutului în substanţe organice, în săruri de azot şi fosfor şi,uneori, apariţiahidrogenului sulfurat la fundul lacului. În perioadele de destratificare termică şiminerală (primavara şi toamna), are loc o circulaţie a apei pe verticală şi ouniformizare calitativă a apei lacului, conducând la îmbogăţirea cu substanţeorganice şi nutrienţi a apei din zona fotică. Conţinutul de substanţe organice şinutrienţi, combinat cu insolarea puternică, conduce la posibilitatea dezvoltăriiunei biomase fito şi zooplanctonice apreciabile.
Din cele prezentate mai sus rezultă că apa lacurilor se
nutrienţi şi biomasa planctonică, ce pot avea repercusiuni şi asupra unorindicatori organoleptici şi fizici cum ar fi gust, miros, culoare, turbiditate, pH.
Din punct de vedere al tratarii apei, acumulările au un efectfavorabil asupra calităţii apei prin reducerea conţinutului de suspensii,asigurarea unei temperaturi scăzute şi relativ constante, eliminarea pericolului
îngheţului şi formării zaiului. De multe ori apar şi influenţe defavorabile, dintrecare se pot cita dezvoltări masive de biomasă, apariţia coloraţiei apei,îmbogăţire în substanţe naturale.
Tratarea unei astfel de ape trebuie, pe de o parte, să folosească avantajele staţionării îndelungate a apei, iar pe de alta parte să rezolve şi problemele corectării indicatorilor menţionaţi mai sus.
C. Apa subterană
Apele subterane sunt caracterizate, în general, printr-omineralizare mai ridicată, conţinutul în săruri minerale dizolvate fiind peste400 mg/l şi format, în principal, din dicarbonaţi, cloruri şi sulfaţi de sodiu, potasiu, calciu şi magneziu. Duritatea totală este cuprinsă între 10-20 gradegermane şi este formată, în cea mai mare parte, din duritate dicarbonatată.
Concentraţia ionilor de hidrogen se situează în jurul valoriineutre, corespunzând unui pH = 6,5 - 7.
Dintre gazele dizolvate predomină dioxidul de carbon liber,
conţinutul în oxigen fiind foarte scăzut sub 3 mg O2/l.În funcţie de compoziţia mineralogică a zonelor str ă bătute, unele
surse subterane conţin cantităţi însemnate de fier, mangan, hidrogen sulfurat şisulfuri, compuşi ai azotului etc.
S-a considerat a fi sugestivă prezentarea centralizată în tabelul2.21, a indicatorilor de calitate pentru diferitele categorii de apă întâlnite curent,şi anume apă distilată, apă de râu, apă de lac, apă subterană, apă din reţeaua deapă potabilă şi apă minerală.
Compararea valorilor diferiţilor indici de calitate permite, chiarşi unui nespecialist, evidenţierea specificului diferitelor categorii de apă.