Druhy a typy vod
a zdroje jejich znečištění Martin Pivokonský
1. přednáška, kurz Znečišťování a ochrana vod
Ústav pro životní prostředí PřF UK Ústav pro hydrodynamiku AV ČR, v. v. i. Tel.: 221 951 909 E-mail: [email protected]
Druhy vod 1) podle původu
přírodní odpadní
splaškové průmyslové městské (směs splaškových a průmyslových vod)
Mezi odpadní vody patří i průsakové vody z odkališť nebo skládek odpadů.
2) podle výskytu
atmosférické podzemní povrchové
3) podle použití
voda pitná voda provozní voda odpadní
Důlní vody – všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubinných nebo povrchových důlních prostorů, a to až do jejich spojení s jinými stálými podzemními nebo povrchovými vodami.
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Atmosférické vody
Terminologie a geneze
Atmosférická depozice – přenos látek z atmosféry k zemskému povrchu
Atmosférická voda – veškerá voda v ovzduší bez ohledu na skupenství
Atmosférické srážky – voda padající k zemi (velký význam mají podkorunové srážky)
Geneze složení srážek
Chemické složení srážek se formuje dvojím způsobem:
rainout (vymývání látek z oblaků) x washout (výmývání látek pod oblakem)
přírodní faktory (vulkanická činnost, činnost organismů, částečky půdy, minerálů, pylu, živočišný a rostlinný detrit atd.)
antropogenní faktory (spalování fosilních paliv, průmysl, zemědělství atd.)
Přírodní vody
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Atmosférické vody
Chemické složení a vlastnosti srážek
Základní chemické složení srážek odpovídá z kvalitativního hlediska základnímu složení podzemních a povrchových vod.
Jsou určité rozdíly kvantitativní a rozdíly v poměrech mezi jednotlivými kationty a anionty (viz dále).
Celková mineralizace srážkové vody:
minimálně znečištěné antropogenní činností - jednotky mg l-1 (výjimkou jsou srážky v přímořských oblastech)
ovlivněné antropogenní činností - obvykle > 10 mg l-1 (v některých lokalitách dočasně až 100 mg l-1)
Složení závisí na lokalitě, čistotě ovzduší a meteorologických podmínkách.
Ve srážkách přítomna i řada kovů – Fe, Al, Mn, Pb, Zn, Cu, Cr, Cd, As, Be, Ni, V.
Podkorunové srážky (throughfall) – kyselejší než obvyklé srážky a koncentrace všech látek jsou u nich vyšší než u srážek na otevřené ploše (interakce se suchou depozicí zadrženou v korunách a na kmenech stromů)
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Atmosférické vody
Zastoupení kationtů (látková koncentrace):
Srážkové vody minimálně znečištěné antropogenní činností:
Sierra Nevada (USA) NH4+ > Na+ > Ca2+ > K+ > Mg2+
Srážkové vody ovlivněné antropogenní činností:
Praha-Libuš NH4+ > Ca2+ > Na+ > K+ > Mg2+
Praha-Podbaba Ca2+ > NH4+ > Na+ > K+ > Mg2+
Souš v Jizerských horách NH4+ > Na+ > Ca2+ > Mg2+> K+
Z kationtů obvykle podle látkové koncentrace dominují NH4
+ a Ca2+ (převládá NH4
+ na rozdíl od podzemních a povrchových vod). Pořadí ostatních kationtů (Na+, K+, Mg2+) se může lišit podle lokality (Mg2+ bývá na jednom z posledních míst). U kyselých srážek se na bilanci kationtů významně podílí H+.
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Atmosférické vody
Zastoupení aniontů (látková koncentrace):
Srážkové vody minimálně znečištěné antropogenní činností:
Sierra Nevada (USA)
1. podle hmotnostní koncentrace: Cl- > SO4- > F- > NO3
- > PO43-
2. podle látkové koncentrace: Cl- > F- > SO4- > NO3
- > PO43-
Srážkové vody ovlivněné antropogenní činností:
Praha-Libuš NO3- > SO4
- > Cl-
Praha-Podbaba Cl- > SO4- > NO3
-
Souš v Jizerských horách NO3- > Cl- > SO4
- U srážek znečištěných antropogenní činností dominují SO4
- a NO3- .
U srážek v přímořských oblastech převažují Cl- . Hydrogenuhličitany jsou ve srážkových vodách vždy v minoritním zastoupení a často nejsou vzhledem k nízkým hodnotám pH analyticky dokazatelné.
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Atmosférické vody
pH srážek
Hodnotu pH atmosférických srážek ovlivňuje:
1. oxid uhličitý a jeho iontové formy
2. další složky – oxidy dusíku a síry, amoniakální dusík
pH srážek v neznečištěných oblastech se pohybuje mezi 5,5-6
Kyselé srážky – z chemického hlediska lze definovat jako vodu, ve které byla vyčerpána tlumivá kapacita uhličitanového systému a na kyselosti se začínají podílet silné minerální kyseliny (cca při pH < 5)
Význam srážek
acidifikace půd (eluce K, Ca, Al a remobilizace ostatních kovů) acidifikace povrchových vod (poškozování flory a fauny) přísun nutrientů a kovů do půd a povrchových vod koroze stavebních materiálů (agresivní působení na omítky, kovové
konstrukce) poškozování vegetace (rozvoj škůdců, postupné druhové ochuzení)
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Terminologie a geneze
Podzemní voda voda přirozeně se vyskytující pod zemským povrchem v pásmu
nasycení, která je v přímém kontaktu s horninami voda v zemských dutinách a zvodnělých zemských vrstvách voda protékající drenážními systémy a voda ve studnách a vrtech
Podle chemického složení:
1. prosté vody – nízký obsah rozpuštěných látek
2. minerální vody – vysoký obsah rozpuštěných látek
Geneze
Zásoby podzemní vody se doplňují:
infiltrací srážkových a povrchových vod kondenzací vodních par v půdě vznikem a kondenzací vodních par z magmatu
Přírodní vody
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Tvorba chemického složení
Chemické složení podzemních vod závisí na:
složení půd a hornin složení podzemních a povrchových vod
Při formování složení podzemních vod se uplatňují tyto vlivy: 1. přímé rozpouštění – obvykle nestačí k vytvoření vyšších koncentrací
rozpuštěných látek ve vodě s výjimkou snadno rozpustných minerálů na bázi síranů a chloridů; přímým rozpouštěním se obohacují o huminové látky obsažené v půdě
2. chemické působení – pro vyšší mineralizaci nutná přítomnost CO2
nebo minerálních kyselin; málo rozpustné uhličitany Ca, Mg, Fe, Mn se převádějí na hydrogenuhličitany; voda se obohacuje o Ca, Mg, Na, K, HCO3
- a Si 3. vliv srážkových a povrchových vod – zejména u mělkých podzemních
vod, obohacení o běžné složky ale i o toxické kovy nebo uhlovodíky 4. modifikující přeměny – iontová výměny, chemická a biochemická
oxidace a redukce primárních komponentů (metamorfóza chemismu)
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Základní charakteristiky podzemních vod
teplota – pohybuje se kolem 10 °C (při T > 20 °C již voda minerální, termální), význam z hlediska geneze a využívání vody, denní změny jen do hloubky 0,5-1 m, v hloubce 20-30 m stálá a s hloubkou dále vzrůstá
hodnota pH – pohybuje se v rozmezí 5,5-7,5, mimořádně kyselé mohou být důlní vody a vody z okolí nalezišť a těžby sulfidických rud
celková mineralizace – u prostých vod obvykle > 100 mg l-1
koncentrace CO2 a jeho iontových forem – vyšší než u povrchových a srážkových vod (parciální tlak CO2 v půdním vzduchu a v horninovém prostředí je vyšší než v atmosféře, biogenní a hlubinný původ, C(H2CO3*) ≈ jednotky až desítky mg l-1
poměrné zastoupení aniontů – dominantní jsou HCO3-, méně často SO4
2- a Cl-, NO3- významné u mělkých vrtů nedostatečně chráněných před znečištěním a ve vodách na jižní Moravě
poměrné zastoupení kationtů – dominující je Ca2+, méně častý Na+, Mg2+ a K+, NH4+
v minoritním zastoupení (na rozdíl od srážkových vod)
koncentrace kovů – vyšší koncentrace Fe a Mn než u vod povrchových, mění se v závislosti na vertikální zonálnosti, velmi nízké koncentrace Al
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Horizontální a vertikální zonálnost
Chemické složení podzemních vod se mění v:
horizontálním směru
vertikálním směru – dáno horninovým prostředím a koncentrací kyslíku (oxidačně-redukční zonálnost):
1. oxidační (zvětrávací) zóna – přítomnost rozpuštěného kyslíku a jeho redukce na H2O2, která určuje hodnotu ORP; v neutrálním prostředí ORP 300-500 mV; převažují HCO3
-, SO42-, Ca, Mg; probíhá nitrifikace; nízká mineralizace
2. přechodná zóna – redukce FeIII na FeII, rovnováha mezi limonitem Fe(OH)3 a sideritem FeCO3 (stabilní v dolní hranici zóny); v neutrálním prostředí ORP 0-300 mV převažují Cl-; alkalické kovy; probíhá denitrifikace; vyšší mineralizace
3. redukční (hloubková) zóna – rovnováha mezi hematitem Fe2O3 a magnetitem Fe3O4; v neutrálním prostředí ORP < 0 mV (je-li ORP dán redukcí SO4
2- na S2-, pak ORP < -100 mV převažují Cl- a Na+; nízké koncentrace SO4
2-; vysoká mineralizace
Faktory: doba cirkulace, rychlost oběhu, parciální tlak CO2, parciální tlak kyslíku, teplota
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Krasové vody
Vznikají infiltrací vody vápenci (HCO3- -Ca) a dolomity (HCO3
- -Ca-Mg, HCO3- -
Mg-Ca, poměr Ca:Mg cca 1)
Nízká koncentrace Cl-, Na+, K+
Antropogenního původu silně znečištěné vody:
podzemní vody z extrakce uranových rud kyselinou sírovou – mimořádně vysoké koncentrace SO4
2- a Al
vody z okolí těžby sulfidických rud – vysoká celková mineralizace (24 g l-1), koncentrace SO4
2- (14 g l-1), Fe (1,8 g l-1), Cu (160 mg l-1) a Zn (60 mg l-1)
důlní vody na lokalitách po těžbě uranu
důlní vody z těžby hnědého uhlí – důlní vody z povrchových dolů znečištěny silněji než z dolů hlubinných – hodnoty pH 3-6, zvýšené koncentrace SO4
2- (500-3000 mg l-1) a Fe (až 200 mg l-1)
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Klasifikace podzemních vod
1. balneologická – především stupeň a charakter mineralizace, poměr jednotlivých složek, obsah plynů, teplota, radioaktivita
2. hydrochemická – charakterizuje chemický typ vody, rozlišují se dva základní principy:
1. klasifikace podle převládajících iontů
2. klasifikace podle charakteristických iontových kombinací (procentuální nebo látkové zastoupení)
např. voda hydrogenuhličitano-vápenatá (HCO3-Ca), voda sírano-vápenatá (SO4-Ca), voda hydrogenuhličitano-sírano-sodná (HCO3-SO4-Ca), voda chlorido-sodná (Cl-Na)
Hydrologický průzkum pitných vod podzemního původu v ČR ukázal tyto poznatky:
dominují HCO3-Ca nebo HCO3-SO4-Ca vody (73 %) podstatně méně zastoupené SO4-Ca, SO4-Ca-Mg nebo SO4-Mg-Ca (4,4 %) vody z podstatnějším zastoupením Na a K činí jen 11 % významné zastoupení Cl- jen u 10 % vod větší hmotnostní koncentrace Mg než Ca jen u 7 % vod vody s významnějším obsahem NO3
- jen 7 % vod
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Alekinova klasifikace
3 třídy podle převládajícího aniontu – vody hydrogenuhličitanové, síranové, chloridové
každá ze tříd dále členěna podle převládajícího kationtu na 3 skupiny – vody vápenaté, hořečnaté, sodné
Podle charakteristických iontových poměrů se rozlišují 4 typy vod (viz tabulka)
Gazdův třídící systém
základní (výrazný a nevýrazný) typ vod přechodný typ vod smíšený typ vod
Pivokonský, PřF UK, 2016/17
Typ vody Charakteristické iontové poměry
I c(HCO3) > 2 c(Ca + Mg)
II c(HCO3) < 2 c(Ca + Mg) < c(HCO3) + 2 c(SO4)
IIIa 2 c(Ca) < c(HCO3) + 2 c(SO4) < 2 c(Ca + Mg)
IIIb 2 c(Ca) > c(HCO3) + 2 c(SO4)
IV c(HCO3) = 0
1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Podzemní vody
Grafické metody znázorňování chemického složení vod
Základem grafických metod je geometrický obrazec (čtverec, trojúhelník, kruh), do něhož se znázorňuje body, liniemi nebo plochami složení vody
Plošné metody – sloupcové nebo kruhové grafy
Požadavky na jakost podzemní vody
Požadavky na hodnoty ukazatelů jakosti surové vody pro její úpravu na vodu pitnou – Vyhláška MZE č. 428/2001 Sb. ve znění pozdějších předpisů
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
h/m
8 8 4 4 0 600
400
200
0
Na + K
Ca
Mg
Cl-
HCO3
SO4
Cl-
HCO3
SO4 Cl-
HCO3
SO4
Na + K
Ca Mg
Na + K
Ca
Mg
c/mmol l-1
Na
K
Mg
Ca
NO3-
SO42-
HCO3-
Cl-
Graf hydrochemické vertikální zonálnosti
podzemní vody
Tickelův graf pro chemické složení vody
Minerální vody Zákon č. 164/2001 Sb., o přírodních léčivých zdrojích, zdrojích přírodních minerálních vod, přírodních
léčebných lázních a lázeňských místech Vyhláška MZ č. 423/2001 Sb., kterou se stanoví způsob a rozsah hodnocení přírodních léčivých zdrojů a
zdrojů přírodních minerálních vod
Definice a terminologie
Přírodní léčivý zdroj – přirozeně se vyskytující minerální voda, plyn nebo peloid (rašelina, slatina, bahno), které mají vlastnost vhodnou pro léčebné využití
Minerální voda pro léčebné využití – přirozeně se vyskytující podzemní voda původní čistoty:
s obsahem rozpuštěných tuhých látek nejméně 1 g l-1, nebo s obsahem rozpuštěného CO2 nejméně 1 g l-1, nebo s obsahem jiného pro zdraví významného chemického prvku, nebo s teplotou vyšší než 20 °C, nebo s radioaktivitou radonu > 1,5 kBq l-1
Zdroj přírodní minerální vody – přirozeně se vyskytující podzemní voda původní čistoty, stálého složení a vlastností, která má fyziologické účinky dané obsahem minerálních látek, stopových prvků nebo jiných součástí, které umožňují její použití jako potraviny a k výrobě balených minerálních vod
Přírodní vody
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Kritéria hodnocení přírodní minerální vody
1. podle celkové mineralizace:
vody velmi slabě mineralizované s celkovou mineralizací do 50 mg l-1
vody slabě mineralizované s celkovou mineralizací 50 mg l-1 až 500 mg l-1
vody středně mineralizované s celkovou mineralizací 500 mg l-1 až 1500 mg l-1
vody silně mineralizované s celkovou mineralizací 1500 mg l-1 až 5000 mg l-1
vody velmi silně mineralizované s celkovou mineralizací nad 5000 mg l-1
2. podle obsahu rozpuštěných plynů a obsahu významných složek:
vody uhličité (dříve kyselky) s koncentrací CO2 nad 1000 mg l-1
vody sirné s obsahem titrovatelné síry (sulfanu, sulfidů, a thiosíranů) nad 2 mg l-1 vody jodové s koncentrací jodidů nad 5 mg l-1
vody ostatní, např. se zvýšeným obsahem křemíku (si) nad 28 mg l-1
3. podle hodnoty pH:
vody silně kyselé s hodnotou pH pod 3,5
vody silně alkalické (zásadité) s hodnotou pH nad 8,5
4. podle radioaktivity se rozeznávají vody radonové s radioaktivitou nad 1500 Bq l-1
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Kritéria hodnocení přírodní minerální vody
5. podle přirozené teploty u vývěru:
vody studené s teplotou do 20 °C
vody termální s teplotou nad 20 °C; do 35 °C vody vlažné, do 42 °C vody teplé, nad 42 °C vody horké
6. podle osmotického tlaku:
vody hypotonické (s osmotickým tlakem pod 710 kPa)
vody izotonické (s osmotickým tlakem 710 kPa až 760 kPa)
vody hypertonické (s osmotickým tlakem nad 710 kPa)
7. podle využitelnosti se rozeznávají vody léčivé, pokud jich lze na základě odborného posudku využít k léčbě
vody silně kyselé s hodnotou pH pod 3,5
vody silně alkalické (zásadité) s hodnotou pH nad 8,5
8. podle dominujících aniontů a kationtů
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Složení minerálních vod
Závisí na podmínkách jejich formování (geologickém a hydrologickém oběhu).
Jde o vody vznikající interakcí srážkových vod s horninami obohacené o CO2 a další plyny.
Na jejich složení se mohou podílet také fosilní mořské a kontinentální vody, ropné vody, magmatogenní vody, vulkanické vody, metamorfní vody aj.
Termální vody (termy, geotermální vody)
v oblastech, které umožňují sestup podzemních vod do potřebné hloubky a následný rychlý výstup (nutný velký tlakový gradient)
Prostá termální voda – charakter minerální vody jen díky zvýšené teplotě nad 20 °C, obsahem rozpuštěných látek se neliší od prosté podzemní vody (Jánské Lázně, Teplice)
nízké koncentrace rozpuštěného CO2
Uhličitanové vody (kyselky)
nízká celková mineralizace
větší koncentrace CO2 většinou hlubinného původu
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Sirné vody (sirovodíkové, sulfanové) – pouze vody s redukčním prostředím, přítomností síranů, sulfátredukujících bakterií a malým množstvím organických látek nezbytných pro činnost těchto bakterií; mají typický zápach a bývají zakalené elementární sírou
Síranové vody – zdrojem rozpouštějící se sádrovec CaSO4 nebo oxidace sulfidů; koncentrace SO42- v jednotkách až desítkách g l-1
Fluorové vody – zvýšená koncentrace F- vázaná na hydrochemické typy vod HCO3-Na, resp. SO4-Na
Železnaté vody – po vývěru a provzdušnění charakteristické vznikem rezavých sraženin a povlaků hydratovaných oxidů železa; běžné koncentrace Fe v jednotkách mg l-1
Jodové vody – koncentrace I- 5 mg l-1 a vyšší
Arsenové vody – koncentrace As vyšší než 0,7 mg l-1
Radonové vody – radioaktivita způsobena radonem nebo jeho izotopy a je vyšší než 1500 Bq l-1
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Výskyt minerálních vod v ČR
Území ČR mimořádně bohaté na výskyt minerálních vod a jejich zdrojů.
Jihomoravský region – uhličité (Luhačovice, Březová), sirné (Napajedla, Vizovice, Petrov), síranové (Šaratice, Zaječice), chloridové (Hodonín, Josefov)
Středočeský a jihočeský region – nepříliš bohaté na minerální vody, vody s vysokou koncentrací Fe (Bechyně, Dobrá Voda), uhličité (Poděbrady, Sadská), chloridové (Slaný), vody se zvýšenou radioaktivitou (Prachatice, Český Krumlov)
Severomoravský region – uhličité (Karlova Studánka, Teplice nad Bečvou), sirné (Velké Losiny, Bludov), chloridové (Darkov)
Východočeský region – uhličité (Běloves, Ida, Lázně Bělohrad), termální vody (Jánské Lázně, Lázně Bohdaneč), radonové buněk (Krkonoše, Orlické hory)
Západočeský region – uhličité (Mariánské Lázně, Františkovy Lázně), uhličité se zvýšenou koncentrací Si (Karlovy Vary) nebo Fe (Mariánské Lázně)
Vlastnosti minerálních vod
při vývěru na povrch se mění chemické složení – únik rozpuštěných plynů (CO2 – porušení uhličitanové rovnováhy, vylučování CaCO3)
chybí kyslík – až při styku se vzduchem oxidace některých látek (Fe, S) vylučování zřídelních sedimentů – sintrování (např. CaCO3, Fe, S)
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Minerální vody
Požadavky na jakost minerální vody
Požadavky na jakost zdrojů minerálních vod - vztahuje se na zdroje přírodních minerálních vod určených k plnění do lahví a na přírodní léčivé zdroje minerálních vod – Vyhláška MZ č. 423/2001 Sb.
Požadavky na jakost balené přírodní minerální vody – Vyhláška MZ č. 275/2004 Sb., kterou se stanoví mikrobiologické, chemické a fyzikální požadavky na balené přírodní minerální vody a na způsob jejich úpravy, kontroly a hodnocení
balená přírodní minerální voda – zvláštní druh přírodní podzemní vody, získaný z přírodních nebo uměle navrtaných schválených zdrojů minerální vody původní čistoty, o obsahem rozpuštěných látek (celkovou mineralizací) 1 000 mg l-1 a více, a dalších fyziologicky významných složek, vhodný jako náboj
může být sycena nebo dosycována CO2
Co2 může být z vody odstraňován
mohou z ní být odstraňovány nežádoucí složky, např. As, Fe, Be, Ni
lze ji upravovat vzduchem obohaceným ozonem
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Více viz přednáška kurzu Úprava vody Hygienické zabezpečení.
Mořská voda
voda všech oceánů a moří
Přírodní vody
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Základní charakteristiky mořské vody
Průměrná hustota 25 °C
1025 kg m-3
Hustota ledu 860-920 kg m-3
Teplota tuhnutí
-1,91 °C
Teplota -1,91 až 30 °C
Barva dle dispergovaných nerozpuštěných látek
Hodnota pH 7,6-8,4
KNK4,5 2-3 mmol l-1
ORP Svrchní vrstvy: 200-400 mV; hloubky přes 1500 m: -150 mV
Celková mineralizace
35 g l-1 / 1,1 mol l-1
Složka c /mmol l-1 ρ / mg l-1
Na 456,7 10 500
Mg 55,54 1 350
Ca 9,98 400
K 9,72 380
Cl- 536,0 19 000
SO42- 28,23 2 7112
HCO3- 2,38 145
Br- 0,81 65
F- 0,068 1,3
Molární hydrochemický typ Cl-Na-Mg (kontinentální voda HCO3
- -Ca nebo SO42-
Ca)
Mořská voda
v dané oblasti má mořská voda téměř konstantní složení
sezónním změnám a vertikální zonaci podléhají koncentrace nutrientů (N a P), volného CO2 a hodnota pH
značná kumulace jódu
povrchové vrstvy mírně přesyceny vzhledem ke kalcitu, aragonitu, magnezitu, dolomitu
celková mineralizace různá x poměr mezi hlavními složkami dosti stálý (z koncentrace jednoho prvku lze přibližně spočítat koncentraci ostatních)
charakteristický poměr Cl-:Br- ≈ 300 (chlorbromový koeficient)
anorganické složky
většina kovů (s výjimkou alkalických kovů, Ca, Mg a Sr) ve formě komplexů
70-80 % Ca a Mg ve formě jednoduchých iontů
chlorokomplexy Ag, Au, Hg, Mn aj.
organické složky
nízké DOC, cca 0,4-2,5 mg l-1
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření, přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství a voda určená k péči o tělo, k čištění předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem, a k dalším účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob dodávání.
Zdroje pitné vody
podzemní
povrchové
Složení pitných vod v ČR a jejich hydrochemická klasifikace
celková mineralizace 313 mg l-1
nejvíce rozšířeny vody typu: HCO3-Ca, HCO3-Ca-Mg a HCO3-Mg-Ca (28 %) HCO3-SO4 (28 %)
SO4-HCO3 (11 %) SO4-Ca, SO4-Ca-Mg a SO4-Mg-Ca (6 %)
podzemní – převážně HCO3-SO4-Ca
povrchové – převážně SO4-HCO3-Ca
Pitná voda
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Složení pitných vod v ČR a jejich hydrochemická klasifikace
Někdy značná změna složení vody při dopravy ke spotřebiteli (změny v zákalu, barvě, hodnotě pH, konduktivitě, koncentraci Fe, anorg. forem N, aktivního chloru, CHSK, DOC,…) v důsledku chemických a biochemických procesů v potrubí:
tvorba halogenderivátů po dezinfekci chlorací
dobíhání neutralizačních, srážecích a oxidačně-redukčních reakcí z procesu úpravy vody
koroze ocelového a litinového potrubí
tvorba inkrustací
tvorba biofilmů na stěnách potrubí a vodojemů (biologická stabilita vody)
oxidace amoniakálního N (nitrifikace) – často hromadění dusitanů
transport korozních produktů a částí biofilmů z úseku s velkou rychlostí proudění do úseků se stagnující vodou
Pitná voda
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Jakost pitné vody
Dříve: hlavně hledisko možnosti fekálního znečištění Dnes: komplexní hledisko
pozornost věnována znečištění toxickými látkami, radionuklidy musí obsahovat látky nezbytné nebo prospěšné pro život musí vyhovovat i z hlediska organoleptického
Asi ¼ potřebných esenciálních minerálních látek ve využitelné formě získává člověk z vody!
1. hledisko zdravotní nezávadnosti – fekální, patogenní znečištění (specifické skupiny bakterií), hodnocení pomocí ukazatelů (indikátorů) fekálního znečištění – výsledek: počet kolonií tvořících jednotku (KTJ)
obecné mikrobiologické indikátory – psychrofilní bakterie, mezofilní bakterie mikrobiologické indikátory fekálního znečištění – koliformní bakterie, Escherichia
coli, enterokoky
biologické ukazatele – mikroskopická obraz některých organismů (např. řasy, prvoci, vířníci, mikromyceta, červi
chemické ukazatele fekálního znečištění – látky obsažené v moči a tuhých fekáliích, produkty jejich dalších přeměn ve vodě a půdě (amoniakální dusík, dusitanový dusík, fosforečnany, chloridy z moči) a specifické indikátory jako urochrom, steroidy, kys. močová
Pitná voda
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
2. hledisko organického znečištění – hodnocení podle:
sumárních stanovení (CHSKMn, TOC, PAU, THM, PCB, pesticidy) – často jen indikační charakter ukazující při překročení určitých limitů na nutnost podrobnějšího chemického rozbotu
stanovení řady vybraných toxických chemických individuí (benzen, benzo(a)pyren, vybraných chlorovaných uhlovodíků aj.)
Skupiny fyzikálních a chemických ukazatelů:
1. zdravotně významné anorganické ukazatele – antimon, As, Be, bromičnany, dusičnany, dusitany, fluoridy, chloritany, Cr, Kd, kyanidy, Cu, Ni, Pb, Hg, Se, Ag
2. zdravotně významné organické ukazatele – 1,2-dichlorethan, benzen, benzo(a)pyren, 1-chlor-2,3-epoxypropan, chlorethen, microcystin-LR, pesticidy, PAU (PAH), tetrachlorethen, THM, trichlorethen, trichlormethan
3. ukazatele, jejichž přítomnost ve vyšším množství může negativně ovlivnit jakost pitné vody – NH4+, barva, B, Al, Mg, volný aktivní Cl, chloridy, konduktivita, Mn, ozon, pach, pH, sírany, Na, zákal, Fe
4. ukazatele, jejichž přítomnost je ve vodě žádoucí – Ca, Mg, suma Ca+Mg
Pitná voda
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění
Hodnocení kvality pitné vody
místní ohledání zdroje – umístění ve vztahu k možným zdrojům znečištění, ke stavebnímu vybavení, k technice jímání vody, k zabezpečení proti znečištění, způsob dopravy ke spotřebiteli
mikrobiologický a biologický rozbor vody – přehled o okamžitém stavu vody, indikátor přímého i nepřímého fekálního znečištění; výskyt červů, sinic, řas; stanovují se živé i mrtvé organismy
chemický rozbor vody
radiologický rozbor vody
Legislativní požadavky na jakost pitné vody
1. Pitná voda musí vyhovovat mikrobiologickým, biologickým, chemickým, fyzikálním a radiologickým požadavkům.
Vyhláška č. 252/2004 Sb. ve znění pozdějších předpisů, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody (hodnoty ukazatelů stanoveny jako nejvyšší mezní hodnoty (NMH), mezní hodnoty (MH), doporučené hodnoty (DH))
2. Vody by neměla působit agresivně na materiály rozvodného systému
3. Radiologické požadavky
Pitná voda
Pivokonský, PřF UK, 2016/17 1. přednáška – Druhy a typy vod a zdroje jejich znečištění