Upload
others
View
13
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Tvorba chemismu podzemní vody
Přírodní vody
klima Infiltrované vody Hydrogeologické poměry
složení horniny
propustnost
Doba interakce
Atmosférické v.
Povrchové v.
Biochemické faktory
Geografické p.
Klima - srážky
kapalné
Déšť mrholení mlha rosa
tuhé
sníh kroupy námraza jinovatka
Klima - srážky
Srážková výška (mm)1 mm srážek = 1 litr vody
spadlé na plochu 1 m²(……m³ na km ²)(……m³ na km ²)
Ø srážkový úhrn za rok je v ČR cca 700 mm
Trvání dešt ěIntenzita dešt ě – (podíl úhrnu a trvání)
Přívalový déšť
Geneze složení srážek
Vymývání aerosolů a ostatních látek
v oblaku pod oblakem
Suchá a mokrá depoziceSuchá a mokrá depozice
Znečišťující látky plynné, kapalné a tuhé (aerosoly )
Přírodní – antropogenníSloučeniny síry, dusíku, uhlíku, chloridy
Chemické složení atmosférických vod (v hmotnostních koncentracích)
kationty
NH4+ Ca Mg K Na
anionty
SO4²¯NO3¯
PO4³¯
pokles
Cl¯
Chemické složení atmosférických vod
Celková mineralizace nízkázávisí na lokalitě, intenzitě a trvání deště
podkorunové srážky - vliv suché depozicepodkorunové srážky - vliv suché depozice
nízké pH a NK ( neutraliza ční kapacita )jsou hlavní p říčinou acidifikace
povrchových vod
Chemické složení povrchových vod
mořské - kontinentálnísložení je ovlivněno :
geologickou skladbou územísložením dnových sedimentůsložením dnových sedimentůhydrologicko-klimatickými poměrypůdně-botanickými poměrypříronem podzemních vodantropogenní činností
Chemické složení tekoucích povrchových vod
• základní kvalitativní složení se příliš neliší od podzemních vod (p.v.) v území
• Celková mineralizace 100-500 mg/l• rozdíly jsou v poměrném zastoupení jednotlivých
složeksložek• chemická rozmanitost je menší než u p.v.• nejčastější hydrochemický typ HCO3 – Ca, • (SO 4-Ca)• oproti p.v. mají vyšší obsah rozpuštěného
kyslíku,NL,sloučenin N a P, organ. látek• oproti p.v. mají nižší obsah CO2, Fe,Mn a Σ M
Chemické složení tekoucích povrchových vod
• hodnota pH neutrální – slabě alkalická• chem. složení se mění s délkou toku• časové zm ěny ch.složení v daném
profilu jsou větší než u p.v.profilu jsou větší než u p.v.• krátkodobé změny v ch.složení –
(průtokem)• dlouhodobé změny v ch. složení -
antropogenní
chem. složení se m ění s délkou toku
znečišťování povrchových vod
povrchové vody : zdrojem pitné a užitkové vodyrekreační využitíchov rybrecipientem odpadních (splaškových a průmyslových odpadních) voda průmyslových odpadních) vod
kontaminanty : působící toxickyovliv ňující kyslík. bilanci tokuzpůsobující organoleptické závadyinertní látky
Odpadní vody, které mohou nep říznivě ovlivnit vlastnosti povrch. vod
- v. silně kyselé nebo silně alkalické- v. s velkou koncentrací anorganických solí- v. s velkou koncentrací NL- vody s látkami ovlivňující přestup O2 do vody
( )- vody s látkami ovlivňující přestup O do vody
(tenzidy, uhlovodíky)- vody s velkým obsahem biologicky snadno
rozložitelných látek nebo anorganických látek spotřebovávajících kyslík(Fe" )
- v. s organ. látkami ovlivňujícími organoleptické vlastnosti vody
Odpadní vody, které mohou nep říznivě ovlivnit vlastnosti povrch. vod
- v. s toxickými látkami pro vodní organismy ( některé kovy, kyanidy, pesticidy.
- v. s patogenními zárodky (léčebny,koželužny)
- v. s větším obsahem nutrientů (P,N =eutrofizace )- v. s větším obsahem nutrientů (P,N =eutrofizace )- v. oteplené
hodnocení jakosti podle ukazatelů :
v závislosti na způsobu využití sledovaných povrchových vod a na předpokládaném znečištění
nejdůležit ější jsou ukazatele kyslíkového režimu
BSK5, CHSKCr, TOC, rozpuštěný kyslík, sulfidická síra, které zásadně ovlivňují samočisticí schopnost toku
5 tříd jakosti tekoucí povrchové vody
Hydrogeologické pom ěry – interakce mezi podzemní vodou a horninou
• význam chemického zv ětrávání zvláště živců a ostatních horninotvorných minerálů
= uvolnění kationtů alkalických kovů, křemíku, hydrogenuhličitanů
hydrolýzahydrolýzarozpouštění
oxidace-redukceiontová výměna
membránová filtrace sorpce
• k dosažení dynamické chemické rovnováhy
• mezi p.v. –horninou – p. atmosféroukterou porušuje proudění p.vodykterou porušuje proudění p.vody
změna hydrochemického typu vodyv horizontálním i vertikálním směru :
HCO3-Ca-Mg →HCO3-Na →SO4-Ca →Cl-Na
Chemické složení podzemních vod
• pH 5,5 – 7,5• celková mineralizace ve stovkách mg/l• vyšší koncentrace volného CO2 a jeho
iontových foremiontových forem• poměrné zastoupení kationtů: Ca-Mg-Na-K
• poměrné zastoupení aniontů: hydrogenuhličitany-sírany-chloridy –(dusičnany)
• stálá teplota (podle hloubky oběhu)
anomálie v chemismu p.v.
přírodního původu antropogenní(hydrochemická prospekce)(hydrochemická prospekce)důlní vody (§40 odst.1 horního zákona 44/1988 Sb.)
jsou všechny podzemní, povrchové a srážkové vody, které vnikly do hlubin. nebo povrch. důl.prostorů, a to až do jejich spojení s jinými povrchovými nebo podzemními vodami
Pitná voda (zákon 258/2000Sb. o ochran ě veřejného zdraví)
§3(1) Pitnou vodou je zdravotně nezávadná voda, která ani při trvalém požívání nevyvolá onemocnění nebo poruchy zdraví fyzických osob a jejich potomstva,
přítomností mikroorganismůlátekláteknebo svými jinými vlastnostmia jejíž smyslově postižitelné vlastnosti a jakost nebrání
jejímu požívání a užívání pro hygienické potřeby fyzických osob
Pitná voda musí vyhovovat mikrobiologickým, biologickým, chemickým, fyzikálním a radiologickým požadavkům
Stanovení jakosti pitné vody
(ČSN 75 7111, Vyhl.MZdr. 376/2000Sb.)vyhláška č.252/2004 Sb. MZdr.
stanoví hygienické limity jakosti pitné vody mikrobiol.,biolog.,fyzikál.,chemických a organoleptických ukazatelů
včetně vody pitné balené a teplé vodyrozsah a četnost kontroly dodržení jakosti
a požadavky na metody kontroly jakosti
zásobování pitnou vodou už takto nedefinuje(veřejné - individuální ( do10m³ /den nebo 50 osob)
mezní hodnota MHhodnota organoleptického ukazatele jakosti, jejich
přirozených součástí nebo provozních parametrů, jejíž překročení nepředstavuje akutní zdravotní riziko
nejvyšší mezní hodnota NMHnejvyšší mezní hodnota NMHhodnota zdravotně závažného ukazatele jakosti, v důsledku jejíhož překročení je vyloučeno použití vody jako pitné, neurčí-li orgán ochrany veřejného zdraví na
základě zákona 252/2004 jinak
úplný rozbor - krácený rozbor
Vápník a ho řčík
• Ca 30 mg/l MH Mg 10 mg/l MH• 40 - 80 mg/l DH 30 mg/l DH
Ca + Mg 0,9 – 5 mmol/l DHCa + Mg 2 - 3,5 mmol/l DH (zdravotní hledisko)
hmotnostní pom ěr Ca : Mg 4:1 - 2:1 4:1 - 2:1
Ca - lepší chu ťové vlastnostiinkrustace Ca > Mg
Mg působí agresivn ě na betonCa-HCO3-CO2 význam p ři posuzování agresivních nebo
inkrusta čních ú činkůAntropogenní zdroj –průmyslové odpadní vody z provozů,kde se
kyseliny neutralizují vápnemminerální vody s Na (HCO3) pro žaludeční choroby
„TVRDOST“ VODY
• … zelenina při vaření ve vodě s velkým obsahem Ca, Mg zůstává dlouho tvrdá…
• HCO-3 - Přechodná tvrdost
• sírany, chloridy a jiné silné kyseliny - Trvalá• sírany, chloridy a jiné silné kyseliny - Trvalá• Celková
• 1 mmol/l = 5,6 oN
se již nepoužívá
sodík a draslík
Na 200 mg/l MH(mg/l) Na : K 10:1 i více
nejsou hygienicky významnévýznam pro genezi vody
Na – voda pro závlahu (zasolení půd)Na – voda pro závlahu (zasolení půd)K – slabou radioaktivitu - β aktivitu
Antropogenní zdroj Na některé průmyslové odpadní vody (pov), výroba a aplikace hnojiv,solení silnic
Antropogenní zdroj K – škrobárny, pov – louhy Na+K živočišné výkaly
(člověk 5 g Na a 2,2 g K za den)
lithium Li – rubidium Rb – cesium Cs
doprovázejí Na,Knejsou limitovány v požadavcích na pitnou vodu
nízké koncentrace v p.v. (setiny-tisíciny mg/l)Li – kumulace v rostlinách (DH pro závlahu)
stroncium Sr, baryum Bastroncium Sr, baryum Baběžné v p.v. v nízkých koncentracích
Sr > Ba minerál. voda Vincentka 3,7 mg/l Sr, Poděbradka 4,9 mg/lSr
Ba toxické 0,7 mg/l NMH ? byl návrhAntropogenní zdroj Ba – výroba keramiky, skla,papíru,televizní
obrazovky,některé fungicidy,aditiva do paliv,používá se při čištění odpadních vod s obsahem Ra
hliník Al
Al 0,2 mg/l MHkoncentrace v setinách – desetinách mg/l
neurotoxicita , fytotoxicita
kyselé srážky zvyšují migraci Al v půděkyselé srážky zvyšují migraci Al v půdě
antropogenní zdroj : výroba papíru, kůže, barviva, povrchová úprava hliníku a jeho slitin
železo Fe
Fe 0,2 mg/l MHformy výskytu Fe závisí hodnotě pH,
oxidačně-redukčním potenciálu,komplexotvorných látkách ve vodě
oxidační stupeň II a IIIobvykle setiny – desetiny mg/l
v kyselých vodách vícezměna organoleptických vlastnostípodporují rozvoj železitých bakterií
důlní vody –oxidace sulfidů – nárůst Fe
mangan Mn
Mn 0,05 mg/l MHdo 0,2 mg/l způsobené geolog.prostř.
formy výskytu Mn závisí hodnotě pH,oxidačně-redukčním potenciálu,
komplexotvorných látkách ve voděkomplexotvorných látkách ve voděoxidační stupeň II , III a IV
Mn < Fevýrazná změna organoleptických vlastností
stopové – těžké ? – toxické ? kovy
původz horninového prostředí
podzemní vody – důlní vody – minerální vodyz průmyslového znečištění,z potrubíz průmyslového znečištění,z potrubí
adsorbce v sedimentech,čistírenských kalechremobilizace při poklesu pH
jednoduché iontové formy zpravidla více toxické než anorganické a organické komplexy
Hygienická závadnost kov ů a polokov ů
• toxické kovy a polokovy :Hg,Cd,Pb,As, Se, Be,V, Ni, Ba, Ag a Zn
karcinogenní a teratogenní účinky:As,Cd,Cr VI, Ni, BeAs,Cd,Cr VI, Ni, Bechronická toxicita
Hg,Cd,Pb,Asorganoleptické vlastnosti (chuť)
Fe, Mn, Cu, Zn
• Hg 0,001 mg/l NMH • Cd 0,005 mg/l NMH• Pb 0,001 mg/l NMH• As 0,01 mg/l NMH• Cu 1,0 mg/l NMH• Se 0,01 mg/l NMH• Be 0,002 mg/l NMH• Ni 0,02 mg/l NMH• Ag 0,05 mg/l NMH• Sb 0,005 mg/l NMH• B 1,0 mg/l NMH• Cr 0,05 mg/l NMH• Se 0,01 mg/l NMH
Sloučeniny chloru - chloridy
100 mg/l MH(250 mg/l geolog. původu)
jednotky – desítky mg/l
Jsou ve vodě chemicky a biochemicky stabilníJsou ve vodě chemicky a biochemicky stabilníDobrá rozpustnost Cl – nárůst s celkovou mineralizací na
úkor SO4 a HCO3
Antropogenní zdroj : splaškové vody(člověk cca 9 g Cl za den), živočišná výroba, solení silnic,z výroby organ. látek
Sloučeniny bromu a jodu
Bromidy a jodidy doprovázejí ve vodě chloridy V podzemní vodě (jednotky µg/l)
Koncentrace v pitné vodě není limitována, doporučováno svět. zdr. org. 0,025 mg/l
Minerální vody, mořská vodaMinerální vody, mořská voda
bromičnany 0,01 mg/l NMH při ozonizaci vody
Sloučeniny síry
Nejčastěji jako H2S sulfan a SO4 síranyBiochemické přeměny (redukce-oxidace)
Sulfan je důkazem redukčních pochodů,způsobuje korozi betonového zdiva kanalizačních stok
Sírany patří mezi hlavní anionty p.v 250 mg/l MH
při vyšším obsahu působí agresivnědominují v důlních vodách
sloučeniny dusíku
amoniakální dusík NH4, 0,5 mg/l MHdusitanový dusík 0,5 mg/l NMH NO2
dusičnanový dusík 50 mg/l NMH NO3
kyanidy CN celk. 0,05 mg/l NMHpatří spolu s fosorem mezi nejdůležitější makrobiogenní
prvky a do skupiny nutrientůprvky a do skupiny nutrientůvznikají ve vodách při biologických procesech
rozkladem organických dusíkatých látek rostlinného i živočišného původu
VE VODÁCH JSOU MÁLO STABILNÍsplaškové vody – specifická produkce celkového dusíku
12 g/l na obyvatele za den