Upload
dinhdiep
View
217
Download
4
Embed Size (px)
Citation preview
Operační program: Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Název projektu:
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské,
Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Chemický rozbor vody
Hydrobiologievýukové texty
Autor:
Mgr. Lenka Doláková
Mgr. Radka Janýšková
Recenzent: Mgr. Vendula Baarová
2012
Anotace
Tento učební text je určen pro studenty studijního oboru Ekologie a biologie (předmět
Monitorování a ekologické analýzy) a pro studenty studijního oboru Agropodnikání (předmět
chemie). Slouží jako pomocný materiál pro laboratorní cvičení a pro přípravu na projektové
dny.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Obsah:
Anotace.....................................................................................................................................................2
Obsah:.......................................................................................................................................................3
1. Druhy vod.........................................................................................................................................6
1.1. Přírodní vody............................................................................................................................6
1.1.1. Atmosférické vody...........................................................................................................6
1.1.2. Podzemní vody.................................................................................................................6
1.1.3. Povrchové vody................................................................................................................7
2. Druhy rozborů vod............................................................................................................................7
2.1. Rozbor a hodnocení pitných vod..............................................................................................8
2.2. Rozbor a hodnocení povrchových vod.....................................................................................8
3. Odběr a konzervace vzorků............................................................................................................10
3.1. Základní obecná pravidla odběru vzorků...............................................................................10
3.2. Místo a bod odběru.................................................................................................................10
3.3. Druhy odběru..........................................................................................................................10
3.4. Typy vzorků............................................................................................................................10
3.5. Vzorkovnice............................................................................................................................11
3.6. Způsob odběru a odběrová zařízení........................................................................................12
3.6.1. Odběr vzorků z řek a potoků..........................................................................................12
3.6.2. Odběr vzorku z nádrží, jezer a rybníků..........................................................................12
3.6.3. Odběr vzorků z pramene a studní...................................................................................13
3.6.4. Odběr vzorků pitné vody z vodovodního kohoutku.......................................................13
3.7. Konzervace, doprava a skladování vzorků.............................................................................14
3.7.1. Konzervace vzorků.........................................................................................................14
3.7.2. Doprava a skladování vzorků.........................................................................................17
4. Organoleptické a fyzikální vlastnosti.............................................................................................17
4.1. Barva.......................................................................................................................................17
4.2. Pach........................................................................................................................................18
4.3. Chuť........................................................................................................................................19
4.4. Průhlednost.............................................................................................................................20
4.5. Zákal.......................................................................................................................................21
4.6. Teplota....................................................................................................................................21
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
5. Souhrnné ukazatele jakosti vody....................................................................................................23
5.1. Veškeré, rozpuštěné a nerozpuštěné látky..............................................................................23
5.2. Konduktivita...........................................................................................................................23
5.3. pH...........................................................................................................................................24
5.4. Neutralizační kapacity............................................................................................................24
5.5. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK)......................................................................................26
5.6. Biochemická spotřeba kyslíku (BSK)....................................................................................27
6. Vybraná stanovení kovů ve vodách................................................................................................28
6.1. Vápník a hořčík (celková tvrdost vody).................................................................................28
6.2. Vápník....................................................................................................................................29
6.3. Hořčík.....................................................................................................................................30
6.4. Železo.....................................................................................................................................30
7. Vybraná stanovení nekovů ve vodách............................................................................................31
7.1. Dusík.......................................................................................................................................31
7.1.1. Amoniakální dusík..........................................................................................................31
7.1.2. Dusičnany NO3-..............................................................................................................33
7.1.3. Dusitany NO2-.................................................................................................................34
7.1.4. Celkový dusík.................................................................................................................34
7.2. Fosfor......................................................................................................................................35
7.3. Kyslík (rozpuštěný)................................................................................................................36
7.4. Chlor.......................................................................................................................................38
8. Ekologické dělení vod....................................................................................................................39
8.1. Základní typy vnitrozemských vod........................................................................................39
9. Tekoucí vody..................................................................................................................................41
9.1. Společenstva tekoucích vod....................................................................................................42
9.1.1. Plankton..........................................................................................................................42
9.1.2. Drift................................................................................................................................42
9.1.3. Bentos.............................................................................................................................43
9.2. Květena a vegetace tekoucích vod..........................................................................................48
9.2.1. Makrofytní vegetace vodních toků.................................................................................48
9.3. Samočistící schopnost tekoucích vod.....................................................................................49
9.4. Biologická indikace znečištění vod........................................................................................51
10. Stojaté vody................................................................................................................................54
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
10.1. Společenstva stojatých vod.................................................................................................54
10.2. Květena a vegetace stojatých vod.......................................................................................55
10.2.1. Makrofytní vegetace přirozeně eutrofních a mezotrofních stojatých vod......................55
10.2.2. Makrofytní vegetace mělkých stojatých vod..................................................................57
10.2.3. Makrofytní vegetace oligotrofních jezírek a tůní...........................................................58
11. Slovníček pojmů.........................................................................................................................59
Použitá literatura.....................................................................................................................................65
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Fyzikálně-chemický rozbor vody
1. Druhy vod
Vody lze rozlišovat podle původu, výskytu a použití:
Podle původu: přírodní a odpadní.
Podle výskytu se přírodní vody dělí na: atmosférické, povrchové a podzemní.
Podle použití: pitná, užitková, provozní a odpadní voda.
1.1. Přírodní vody
1.1.1. Atmosférické vody
Pod pojmem atmosférická voda se rozumí veškerá voda v ovzduší bez ohledu na skupenství.
Srážky jsou výsledkem kondenzace vodních par v ovzduší nebo na různých površích.
Rozeznávají se srážky kapalné (déšť, mrholení, mlha, rosa) a srážky tuhé (sníh, kroupy,
námraza, jinovatka). Srážkové vody patří mezi významné plošné zdroje znečištění
povrchových vod a jsou hlavní příčinou jejich acidifikace.
Základní chemické složení srážek odpovídá z kvalitativního hlediska základnímu složení
podzemních a povrchových vod. Jsou zde však určité rozdíly kvantitativní.
1.1.2. Podzemní vody
Podzemní vodou se rozumí voda přirozeně se vyskytující v horninovém prostředí, pokud není
vázána kapilárními silami.
Podle celkového chemického složení se dělí podzemní vody na prosté vody a minerální vody.
Prostá podzemní voda je voda o celkové mineralizaci nebo s koncentrací volného CO2 pod
1000 mg/l, nad tímto limitem jsou vody minerální.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
1.1.3. Povrchové vody
Povrchové vody jsou všechny vody přirozeně se vyskytující na zemském povrchu.
Dělí se na vody kontinentální a vodu mořskou.
Kontinentální povrchové vody jsou:
Tekoucí – vodní toky
Stojaté – jezera, nádrže, rybníky
2. Druhy rozborů vod
Chemický a fyzikální rozbor zahrnuje soubor stanovení jednotlivých chemických
a fyzikálních ukazatelů (tj. složek nebo vlastností) vody. Podle rozsahu tohoto souboru
stanovení se rozeznávají rozbory úplné nebo zkrácené nebo také základní, rozšířené, výběrové
a provozní.
Základní fyzikální a chemický rozbor vody zahrnuje:
Stanovení řady základních chemických a fyzikálních ukazatelů jakosti vody (např.
kyselinová a zásadová neutralizační kapacita, rozpuštěné a nerozpuštěné látky,
celková mineralizace, vodivost, pH).
Stanovení sumárních ukazatelů jakosti vody (organický uhlík, chemická
a biochemická spotřeba kyslíku, tenzidy, AOX).
Stanovení makrosložek vody (hydrogenuhličitany, sírany, chloridy, dusičnany, vápník,
hořčík, sodík, draslík).
Stanovení nutrientů (jednotlivé formy dusíku a fosforu).
Stanovení některých mikrosložek vody (Fe, Mn, Al).
Rozšířený fyzikální a chemický rozbor vody zahrnuje ještě speciální ukazatele:
Toxické kovy (Be, Cr, Cd, Hg atd).
Specifické organické látky (benzen, hexachlorbenzen, tetrachlormethan, PCB, PAU
atd.).
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
2.1. Rozbor a hodnocení pitných vod
Hygienické požadavky na jakost pitné vody jsou specifikovány ve Vyhlášce Ministerstva
zdravotnictví č. 252/2004 Sb.
Touto vyhláškou se stanoví hygienické limity mikrobiologických, biologických,
fyzikálních, chemických a organoleptických ukazatelů jakosti pitné vody, včetně pitné
vody balené a teplé vody užitkové.
Úplný chemický a fyzikální rozbor pitné vody by měl obsahovat 60 ukazatelů. V praxi
jsou často prováděny rozbory menšího rozsahu, a to buď tzv. základní rozbory (36
ukazatelů) nebo krácené rozbory (15 ukazatelů).
Základní pojmy uvedené ve vyhlášce:
o Mezní hodnota (MH) – limitní hodnota ukazatele pitné vody, jejímž
překročením ztrácí pitná voda vyhovující jakost v ukazateli, jehož hodnota
byla překročena. Ukazatel má funkci indikační a při jeho překročení je nutno
přijmout příslušná opatření.
o Nejvyšší mezní hodnota (NMH) – limitní hodnota ukazatele jakosti vody
s prahovým účinkem, jejíž překročení vylučuje užití vody jako pitné.
o Doporučená hodnota (DH) – hodnota ukazatele jakosti pitné vody, která
odpovídá optimální koncentraci dané látky z hlediska biologické hodnoty pitné
vody.
2.2. Rozbor a hodnocení povrchových vod
Rozbor povrchových vod se provádí za účelem:
Obecné klasifikace jakosti vod
Zjištění vhodnosti vody pro dané konkrétní užití
Systematické kontroly jakosti povrchových vod
Zjištění původce havárie
Kontrola jakosti povrchových vod a klasifikace jakosti povrchových vod se řídí celou řadou
norem. (ČSN 75 7220 Kontrola jakosti povrchových vod.10.1998., ČSN 75 7221 Klasifikace
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
jakosti povrchových vod.10.1998). Předepisuje mezní hodnoty pro 36 ukazatelů pro 5 tříd
jakosti povrchové vody:
I. třída: neznečištěná voda
II. třída: mírně znečištěná voda
III. třída: znečištěná voda
IV. třída: silně znečištěná voda
V. třída: velmi silně znečištěná voda
ČSN 75 7222 „Kontrola jakosti povrchových vod“ předepisuje minimální počet ukazatelů
(20) pro kontrolu jakosti povrchových vod: teplotu, pH, konduktivitu, nerozpuštěné látky,
rozpuštěný kyslík, BSK5, CHSKMn, CHSKCr, TOC, amoniakální dusík, dusičnanový dusík,
celkový fosfor, chloridy, sírany, mangan, železo, vápník, hořčík, termotolerantní koliformní
bakterie a saprobní index makrozoobentosu (viz kapitola hydrobiologie).
Vybrané ukazatele – mezní hodnoty tříd jakosti vody podle ČSN 75 7221 jsou uvedeny
v následující tabulce (pokud není uvedeno jinak, jsou hodnoty v mg/l):
Ukazatel třída třída třída třída třída
BSK5 < 2 < 4 < 8 < 15 ≥15
CHSKCr < 15 < 25 < 45 < 60 ≥ 60
Amoniakální dusík < 0,3 < 0,7 < 2 < 4 ≥ 4
Dusičnanový dusík < 3 < 6 < 10 < 13 ≥ 13
Celkový fosfor < 0,05 < 0,15 < 0,4 < 1,0 ≥ 1
Rozpuštěný kyslík > 7,5 > 6,5 > 5 > 3 ≤ 3
Konduktivita (mS/m) < 40 < 70 < 110 < 160 ≥ 160
Sírany < 80 < 150 < 250 < 400 ≥ 400
Chloridy < 100 < 200 < 300 < 450 ≥ 450
Vápník < 150 < 200 < 300 < 400 ≥ 400
Hořčík < 50 < 100 < 200 < 300 ≥ 300
Železo < 0,5 < 1 < 2 < 3 ≥ 3
CHSKMn < 6 < 9 < 14 < 20 ≥ 20
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Tabulka 1
3. Odběr a konzervace vzorků
3.1. Základní obecná pravidla odběru vzorků
Vzorek musí reprezentovat poměry v místě odběru (průměrný).
Odběr, skladování, doprava a zacházení se vorkem je takové, aby nedošlo ke
změnám jeho sledovaných složek (vlastností).
Objem vzorku k analýze musí být dostatečný (zkrácený rozbor – 1 litr vody, úplný
rozbor – 3 až 5 litrů vody).
K odběru musí být vypracován protokol. [3]
3.2. Místo a bod odběru
Místo odběru označuje lokalitu odběru (název obce, úpravny vody, …)
a podrobnější určení (přítok, odtok, levý břeh, …).
Bod odběru přesně určuje prostor ve vodním útvaru, odkud je vzorek odebírán
(proudnice, hloubka, střed studny, vodovodní kohoutek u spotřebitele,…). [2]
3.3. Druhy odběru
Jednorázové odběry – vzorek se odebere pouze jednou, analyzuje se pouze jednou,
analýza má jen informativní charakter (volí se tam, kde se kvalita vody moc
nemění).
Řadové odběry – odebírá se několik vzorků v různé časové a prostorové
návaznosti (volí se tam, kde jakost vody značně kolísá). [3]
3.4. Typy vzorků
Prostý vzorek – vznikne odebráním celého potřebného objemu k analýze
najednou, analýza charakterizuje zkoumanou vodu v jednom místě a v daném
okamžiku.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Směsný – vznikne smícháním několika prostých vzorků odebraných z téhož místa
v jistých časových intervalech nebo odebraných současně z různých míst
sledovaného toku. [3]
3.5. Vzorkovnice
Vzorek se odebírá do skleněných nebo plastových lahví – vzorkovnic.
Běžně užívané vzorkovnice jsou reagenční skleněné lahve, vyrobené z běžného
sodno-vápenato-křemičitého obalového skla. Ve speciálních případech je třeba užít
vzorkovnice ze skla borokřemičitého.
Z plastových materiálů se nejčastěji používá polyetylen (PE), polyethylentereftalát
(PET), polyvinylchlorid (PVC), polytetrafluorethylen (PTFE). Doporučený druh
vzorkovnic pro stanovení jednotlivých ukazatelů vody je uveden v následující tabulce:
[2]
Druh
vzorkovnice
Stanovovaný ukazatel
Skleněná
nebo plastová
pH, KNK, ZNK, konduktivita, BSK5, organický N, NO2-, NO3
-, Cl-, SO42-,
S2-, Ca, Σ(Ca + Mg), zákal, veškeré látky
Borokřemičité
sklo nebo
plastová
Těžké kovy (mimo Hg), stopové prvky, Fe, Mn
Skleněná Barva, chuť, pach, rozpuštěný O2 (speciální kyslíkové lahve), Cl2 (hnědé
sklo), AOX, sloučeniny fosforu, TOC, CHSKMn, CHSKCr, PAL (tenzidy),
uhlovodíky, tuky, oleje
Borokřemičité
sklo
Hg, fenoly, sloučeniny fosforu
Plastová Na, K, Al, B, F- (ne PTFE), Si, CN-
Tabulka 2
Vzorkovnice (i nové) je nutno před použitím vždy důkladně čistit. Běžné čistící
prostředky jsou kyselina chlorovodíková (zř. 1 : 3) a voda s detergentem. Pro
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
stanovení fosforečnanů, sloučenin křemíku, boru a tenzidů se k čištění nesmí používat
detergenty. Po čištění vzorkovnic musí následovat vypláchnutí destilovanou vodou.
[2]
Vzorkovnice musí být řádně označeny, je nutno provést záznam o odběru vzorku.
Záznam musí obsahovat:
o datum a čas odběru
o místo odběru
o typ odebrané vody (u pitné vody VZ, IZ)
o číslo a označení vzorku
o žadatele a odběratele
o požadované analýzy
o podmínky odběru (teplota, volný chlor, neobvyklé podmínky)
o podpis odběratele
3.6. Způsob odběru a odběrová zařízení
3.6.1. Odběr vzorků z řek a potoků
Reprezentativní vzorek tekoucí vody se získá v místech největšího proudění, v tzv.
proudnici, to znamená 20 až 30 cm pod hladinou, nejlépe v horní třetině celkové
hloubky. [3]
3.6.2. Odběr vzorku z nádrží, jezer a rybníků
Stojaté vody se vyznačují rozdílnou jakostí v různých polohách a hloubkách, proto je
nutné provádět zonační odběry z různých míst a hloubek z člunu hloubkovým
odběrovým zařízením.
Nejjednodušším zařízením je Mayerova láhev. Do zvolené hloubky se na závěsném
lanku spouští vzorkovnice zatížená závažím a uzavřená zátkou zavěšenou na
pobočném lanku, připojeném k hlavnímu závěsu. Po dosažení zvolené hloubky se
trhnutím za závěs uvolní zátka a láhev se naplní vodou. Vytáhne se hlavním závěsným
lankem. [3]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
3.6.3. Odběr vzorků z pramene a studní
Pramen: je-li u pramene vybudována umělá jímka, odebírá se vzorek pod hladinou
přímo do vzorkovnice, má-li pramen odtokovou trubku, vzorek se jímá do nádoby
přímo z výtoku. Nemá-li pramen umělou jímku ani odtokovou trubku, odebírá se
vzorek jako tekoucí voda.
Studna: při odběru vzorků se voda nejprve odčerpává. Byla-li málo používaná, tak se
voda odčerpává 20 minut i déle, až voda vykazuje stálou teplotu. Pokud se studna
dlouho nepoužívala, je nutné celý její obsah vyčerpat a nechat znovu naplnit. [3]
3.6.4. Odběr vzorků pitné vody z vodovodního kohoutku
Chemický rozbor:
o vzorek se odebírá do plastové vzorkovnice o objemu 1 litr
o před vlastním odběrem se voda nechá odtékat ustáleným proudem (ne prudce)
po dobu nejméně 2 – 5 minut
o vzorkovnice se vzorkem propláchne, naplní až po okraj a uzavře
Senzorická analýza:
o vzorek se odebírá do skleněné šroubovací vzorkovnice o objemu 250 ml
o vzorkovnice se naplní až po okraj a uzavře
Mikrobiologický rozbor:
o vzorek se odebírá do sterilní skleněné zábrusové vzorkovnice o objemu 250 ml
nebo 500 ml
o sterilní vzorkovnice se otevře až těsně před vlastním odběrem
o odtáhne se ze zátky alobal, ale nesundává - zátky a zabroušených částí hrdla
se nedotýkat
o vzorkovnice se nevyplachuje, naplní se asi do 90 % objemu (po rysku), ve
vzorkovnici zůstává asi 2 cm vzduchový prostor
o po naplnění se vzorkovnice uzavře a alobal se přitiskne zpět k hrdlu
vzorkovnice. [http://www.vodarenska.cz/technicka-divize/pracoviste-
laboratore]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
3.7. Konzervace, doprava a skladování vzorků
3.7.1. Konzervace vzorků
Konzervací se rozumí zachování stejných složek hodnot ukazatelů vzorků vody od
doby odběru až do začátku rozboru.
Změnám některých ukazatelů jakosti vody ve vzorku lze zabránit odběrem do vhodné
vzorkovnice, reakční rychlost změn snížit ochlazením vzorku ihned po odběru na
teplotu 2 – 5 ˚C, skladováním vzorku při této teplotě v temnu během dopravy a po
relativně krátkou dobu před analýzou.
Všeobecně platí, že doba mezi odběrem vzorku a analýzou má být co nejkratší. Ihned
při odběru se obvykle určuje pach, chuť, teplota, pH, neutralizační kapacity, vodivost
a obsah volného CO2.
Ve velmi krátké době se mění pH a teplota, plyny jako jsou O2, CO2, H2S, Cl2 mohou
unikat. Některé složky se mohou při delším stání vzorku adsorbovat na stěnách
vzorkovnice (Fe, Cu, Cd, Al, Mn, Cr, Zn, PO43- aj.), ze skla může docházet
k vyluhování prvků jako je Na, K.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
V tabulce jsou uvedeny doporučené časové intervaly mezi zahájením rozboru a odběrem
vzorku u vybraných ukazatelů vody v chemicky nekonzervovaném vzorku. [3]
Stanovení má být
provedeno:
Stanovovaný ukazatel Skladovat
ihned po odběru Barva, pach, teplota, konduktivita, pH, Fe, Cl2, KNK,
ZNK, formy CO2
bez úpravy teploty
do 24 hodin zákal
do 1 měsíce F-, Cl-, K, Na, B bez úpravy teploty
do 6 hodin Pach, pH, amoniakální N ochlazení na 2 - 5˚C
do 24 hodin Konduktivita, veškeré látky, barva, KNK, ZNK, BSK,
fenoly, dusitany, dusičnany, P rozpuštěný i celkový,
Ca, Σ(Ca+Mg)
ochlazení na 2 - 5˚C
do 1 týdne sírany ochlazení na 2 - 5˚C
do 1 měsíce CHSKMn, CHSKCr, TOC zmrazení na -20˚C
Tabulka 3 Doporučený časový interval mezi zahájením rozboru a odběrem vzorku [2]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Konzervace – chemický způsob úpravy odebraného vzorku – viz tabulka.
Způsob chemické konzervace Stanovovaný ukazatel Doporučený interval
mezi konzervací a
odběrem
Nelze chemicky konzervovat Všechny organoleptické vlastnosti, pH,
konduktivita, formy CO2, KNK, ZNK,
veškeré rozpuštěné a nerozpuštěné látky,
BSK5, Cl2, O2
Okyselení vzorku na hodnotu
pH<2:
kyselinou sírovou CHSKMn 2 dny
o CHSKCr 5 dnů
o TOC 1 týden
o NO3-, amoniakální a organický N 24 hodin
o Aniontové tenzidy 2 dny
kyselinou dusičnou AOX 3 dny
kyselinou
chlorovodíkovou
FeII 1 týden
výběr kyseliny podle
užité analytické
metody stanovení
Stopové prvky, těžýké kovy, Al, Mn,
celkové Fe, Ca, Σ(Ca+Mg)
1 měsíc
Speciální způsob konzervace Kyanidy, Hg, sulfidy
Způsob konzervace je součástí
analytického stanovení
Rozpuštěný O2
Tabulka 4 Rozdělení ukazatelů vody podle doporučeného způsobu chemické konzervace [2]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
3.7.2. Doprava a skladování vzorků
Vzorkovnice se pro přepravu ukládají do speciálních transportních beden nebo brašen,
opatřených přihrádkami nebo výstelkou proti rozbití. Při mrazivém počasí je nutno
zajistit, aby vzorek vody ve vzorkovnici nezmrznul.
Při přepravě vzorků s nestálými složkami a vlastnostmi je nutno zabránit zvýšení
teploty vzorku a styku vzorku se vzduchem. Pro tyto účely se přepravují zcela
naplněné vzorkovnice v tepelně izolovaných obalech, např. v chladících brašnách.
Vzorky se skladují většinou při teplotě 2 až 5˚C a teprve před rozborem se temperují
na požadovanou teplotu. Temperování se nesmí provádět rychlým ohřevem, při
obvykle požadované teplotě 20˚C je nejlépe ponořit nádobu se vzorkem do vodní
lázně s teplotou maximálně 25˚C. [2]
4. Organoleptické a fyzikální vlastnosti
Organoleptické vlastnosti vody – barva, pach, chuť, zákal a teplota.
4.1. Barva
Barva vody je optická vlastnost vyvolávající změnu spektrálního složení
procházejícího viditelného světla.
Při hodnocení vody se rozlišuje barva:
o Zdánlivá – je vyvolaná rozpuštěnými a nerozpuštěnými suspendovanými
látkami, je stanovována v původním nefiltrovaném a neodstřeďovaném
vzorku.
o Skutečná – je způsobená jen rozpuštěnými látkami, stanovuje se ve
zfiltrovaném vzorku vody
Přírodní vody jsou zbarveny především huminovými kyselinami, fulvokyselinami
(žlutohnědě), železem (červeně).
Přítomnost sinic a řas – zelená, zelenomodrá barva.
Antropogenní původ barvy – průmyslové odpadní vody, vody z výroby celulosy,
odpadní vody, vody z barvíren, vody z ČOV.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Odběr vzorků:
Vzorky se odebírají do průhledných skleněných vzorkovnic objemu nejméně 1 litr
(dokonale čisté).
Rozbor se provádí ihned nebo do 24 h (skladování při 4˚C).
Stanovení barvy:
Vizuální stanovení
o Hodnotí se slovně: sleduje se barva v rozptýleném světle proti bílému pozadí
o Intenzita se vyjadřuje: žádná, slabá, světlá, tmavá
o Odstín se vyjadřuje: žlutý, žlutohnědý, nazelenalý, ....
Srovnání odstínu se standardy
o Principem je srovnání barvy s kolorimetrickou škálou
o Škála se vytvoří různými koncentracemi směsi chloroplatičitanu draselného
K2[PtCl6] a hexahydrátu chloridu kobaltnatého CoCl2.6H20
o Vyhodnocení: výsledky se vyjadřují v miligramech platiny na litr vody (mg.l-1
Pt)
Objektivní metody (instrumentální)
o Měření absorbance v celé oblasti spektra viditelného záření
4.2. Pach
Většina látek, které způsobují pach vody, ovlivňuje také její chuť.
Látky způsobující pach mohou být přírodního původu z biologických procesů
(odumírání rostlin, řas, sinic, činnost mikroorganismů,...) – primární zdroje, nebo ze
sekundárních zdrojů (odpadní vody z průmyslu, měst, zemědělství, chlorace,...).
Mezi nejznámější pachově závadné látky patří produkty petrochemického průmyslu,
estery, alkoholy, ethery, alifatické kyseliny, chlorované uhlovodíky apod.
U pitných vod se pach stanovuje subjektivně smyslovou zkouškou co nejdříve po
odběru při teplotách 20˚C a 60˚C. Pro vyloučení subjektivní chyby se stanovení
účastní několik osob (8 – 12 osob zacvičených, 20 – 30 osob nezacvičených).
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Druh pachu: např. zemitý, fekální, hnilobný, travní, plísňový, zatuchlý, rašelinový, po
chemikáliích, po rostlinách apod.
Stupeň pachu pitné a povrchové vody je uveden v následující tabulce.
Stupeň pachu Slovní
charakteristika
Vnější projev pachu
0 Žádná nelze zjistit
1 Velmi slabý pouze odborník
2 Slabý Spotřebitel po upozornění
3 Znatelný spotřebitel
4 Zřetelný Nechuť k požití
5 Velmi silný Nelze pít vodu
Tabulka 5
Limit: pro pitnou vodu platí, že pach musí být přijatelný pro odběratele.
4.3. Chuť
Chuťové vlastnosti jsou podmíněny přítomností látek, které se do vody dostávají
přirozenou cestou nebo důsledkem znečištění. Subjektivně nelze oddělit pachový
a chuťový vjem.
Mezi hlavní anorganické látky s chuťovým účinkem patří sloučeniny Fe, Mn, Mg, Zn,
Cu, chloridy, hydrogenuhličitany, volný oxid uhličitý aj.
Výrazný vliv na chuť má hodnota pH, nejvhodnější hodnota je při pH = 6 až 7, nad pH
8 má voda chuť výrazně louhovito-mýdelnou.
Hodnotit lze pouze vzorky vody zdravotně a hygienicky nezávadné!
Stanovení:
Chuť se zjišťuje smyslově a vyjadřuje se popisem. Stanovuje se co nejdříve po odběru
vzorku při teplotě 20 - 23˚C.
Stanovení se zúčastní několik osob (8 – 12 zacvičených, 20 – 30 nezacvičených).
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Hodnotí se základní chuti: sladká, slaná, kyselá, hořká.
Přidávají se popisy dalších vjemů: svíravá, kovová, osvěžující, louhovitá, mdlá,
železitá, zatuchlá, zemitá, prázdná, mýdlovitá atd.
Vyhodnocení: vyhodnocuje se intenzita chuti – viz následující tabulka.
Stupnice Slovní charakteristika
0 Žádná intenzita
1 Sotva znatelná intenzita na jazyku po vyprázdnění úst
2 Znatelná intenzita bez doznívání po vyprázdnění úst
3 Dobře znatelná intenzita
4 Silná intenzita
5 Extrémní intenzita
Tabulka 6 Slovní hodnocení chuti
Limit: pro pitnou vodu platí, že chuť musí být přijatelná pro odběratele.
4.4. Průhlednost
Průhlednost vody je vlastnost vody, která je ovlivněna barvou a zákalem.
Poskytuje přibližnou informaci o kvalitě vody.
Měří se u povrchových a odpadních vod.
1. Stanovení průhlednosti zkušební deskou
Princip:
Měří se hloubka, v níž přestává být viditelná bílá deska, připevněná na závěsu
s vyznačenými hodnotami délky v cm.
Deska je vyrobená z bronzu, potažená bílým plastem a provrtaná 6 otvory.
Deska se spouští do vody tak hluboko, kdy je při pohledu shora právě postřehnutelná.
Výsledky měření:
Udávají se v cm s přesností na dvě platné číslice.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
2. Stanovení průhlednosti zkušební trubicí (laboratorní stanovení)
Princip:
Měří se výška sloupce vody, kdy začne být viditelné vzorové písmo nebo zkušební
značka.
Trubice se 60 cm dlouhá o průměru 2,5 cm s vyznačeným dělením po 1 cm.
Vzorové písmo nebo zkušební značka jsou černé na bílém podkladu.
Vzorek vody přiléváme, dokud je písmo nebo značka jasně patrné při pohledu shora.
Vyhodnocení: výsledky se udávají v cm s přesností na 1 cm.
4.5. Zákal
Zákal povrchových vod je způsoben suspendovanými nerozpuštěnými částicemi nebo
koloidními nerozpuštěnými anorganickými i organickými látkami.
Jedná se především o jílové částice, hydratované oxidy železa a hliníku, organické
koloidní látky, řasy, plankton a bakterie.
Měření zákalu se provádí u vod pitných, povrchových i odpadních.
Stanovení zákalu:
Turbidimetricky - měří se útlum zářivého toku procházející kapalinou
o Používá se suspenze formazinu (produkt reakce síranu hydrazinu
a hexamehylentetraminu).
o Výsledky se vyjadřují v tzv. turbidimetrických formazinových jednotkách ZF.
o Zákal se měří před filtrací i po filtraci vzorku.
Limit: pro pitnou vodu 5 ZF, pro kojeneckou vodu 2 ZF
4.6. Teplota
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Teplota vody patří mezi nejdůležitější organoleptické ukazatele.
Nejvhodnější teplota pro pitnou vodu je 8°C - 12°C, voda teplejší než 15°C
neosvěžuje, voda chladnější než 5°C může poškozovat trávicí trakt.
Teplota povrchových vod kolísá v průběhu roku podle počasí a ročního období a její
hodnota je důležitá zejména pro posouzení kyslíkových poměrů, rychlosti rozkladu
organických látek, vhodnosti prostředí pro výskyt ryb a jiných vodních organismů.
Stanovení teploty:
Teplota se měří rtuťovým nebo elektrickým teploměrem se stupnicí dělenou po
0,1 nebo 0,05°C.
Teplota se měří současně s odběrem vzorku.
Měření se provádí buď přímo pod hladinou vody, nebo ve vzorkovnici
(vytemperované na teplotu vzorku) ihned po odběru.
Vyjadřování výsledků: ve °C s přesností na 0,1°C.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
5. Souhrnné ukazatele jakosti vody
5.1. Veškeré, rozpuštěné a nerozpuštěné látky
Veškeré látky obsažené ve vodě lze rozdělit na rozpuštěné a nerozpuštěné.
Pitná voda nesmí nikdy obsahovat nerozpuštěné látky.
Rozpuštěné látky se stanovují odpařením známého objemu přefiltrované vody,
vysušením při 105˚C do konstantní hmotnosti. U odparku se zjišťuje zbytek po žíhání
při 550˚C, ztráta žíháním – rozdíl hmotností sušeného a žíhaného odparku.
Nerozpuštěné látky – látky pevné nebo koloidně suspendované, zachytí se na filtru,
který sušíme a následně žíháme při 550˚C do konstantní hmotnosti.
5.2. Konduktivita
Vodivost (konduktance) je základní vlastností roztoků elektrolytů. Je to převrácená
hodnota odporu. Jednotka vodivosti je S (siemens).
Pro srovnání schopnosti vodných roztoků vést elektrický proud byla zavedena měrná
vodivost (konduktivita) a udává se v jednotkách S/m nebo mS/m. Dříve užívaná
jednotka µS/cm se převádí podle vztahu: 1 µS/cm = 0,1 mS/m.
Konduktivita umožňuje bezprostřední odhad koncentrace iontově rozpuštěných látek
a celkové mineralizace vody.
Konduktivita roztoku je závislá na koncentraci iontů, jejich náboji, pohyblivosti
a teplotě.
Stanovení konduktivity:
Měříme co nejdříve po odběru.
K odběru vzorku nesmíme používat vzorkovnice za sodného skla, vhodné jsou PE
vzorkovnice.
Měření se provádí při 25 °C, jinak je potřeba provést korekci podle tabulek.
Měření provádíme pomocí konduktometru.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Vyjadřování výsledků: hodnoty v rozsahu do 100 mS/m zaokrouhlujeme na desetiny, nad
touto hodnotou na jednotky mS/m.
Limit pro pitnou vodu: 125 mS/m (MH).
5.3. pH
Definice: pH je záporná hodnota dekadického logaritmu aktivity vodíkových iontů,
vyjádřené v molech na litr (pH = - log aH+).
Aktivita vodíkových iontů je menší než jejich koncentrace, hodnotě koncentrace se
blíží pouze u velmi zředěných roztoků.
Stanovení pH:
1. kolorimetricky – pomocí acidobazických indikátorů
2. potenciometricky – pomocí pH-metru (pH-metr před měřením kalibrujeme pomocí
referenčních roztoků v oblasti blízké měřenému vzorku – pufry pH 4 a 7), měření
provádíme co nejdříve po odběru, vzorek vytemperujeme na 20°C nebo provedeme
korekci na teplotu
Vyjadřování výsledků:
Zaokrouhlení na 1 desetinné místo, teplota vody při měření na desetinu °C.
Limit pro pitnou vodu: pH 6,5 – 9,5 (MH).
5.4. Neutralizační kapacity
Neutralizační kapacita – schopnost vody vázat určité látkové množství jednosytné kyseliny
nebo jednosytné zásady do zvolené hodnoty pH. Volba pH závisí na účelu, ke kterému má
dané stanovení sloužit (např. u průmyslových odpadních vod je vhodné volit pH = 7, neboť
tak lze přibližně určit spotřebu kyseliny nebo zásady na neutralizaci odpadních vod).
Kyselinová neutralizační kapacita (KNK) – je dána spotřebou jednosytné kyseliny při
titraci 1 litru vody do zvolené hodnoty pH (KNK4,5 a KNK8,3).
Zásadová neutralizační kapacita (ZNK) je dána spotřebou jednosytné zásady při titraci
1 litru vody do zvolené hodnoty pH (ZNK4,5 a ZNK8,3)
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Odběr vzorků – do čisté PE láhve nebo vzorkovnice z borokřemičitanového skla, objem
nejméně 100 ml, naplní se až po hrdlo a uzavřou zátkou, bez vzduchové bubliny, analýzu je
nutno provést ihned po odběru nebo uchovávat vzorky v chladničce při 2°C - 5°C.
Stanovení KNK 4,5 a KNK8,3
KNK8,3 se stanovuje u vzorků vod, jejichž pH > 8,3 za předpokladu, že ve vzorku
převažuje uhličitanový systém.
Reakce: OH- + H+ → H2O,
CO32- + H+ → HCO3
-
Titrujeme silnou kyselinou, např. HCl (c = 0,1 mol/l nebo 0,01 mol/l), indikátor –
fenolftalein. Při hodnotě pH 8,3 odpovídá spotřeba kyseliny látkovému množství
přítomných uhličitanových aniontů, případně i volných hydroxidových aniontů
v roztoku.
Při titraci vzorku až do pH 4,5 probíhá kromě výše uvedených rovnic ještě reakce:
HCO3- + H+ → H2CO3, indikátor – methyloranž.
Výpočet: KNK=
V HCl⋅cHCl
V vz⋅1000
VHCl – objem HCl spotřebované při titraci v ml
CHCl – koncentrace HCl v mol/l
Vvz – objem titrovaného vzorku v ml
KNK – kyselinová neutralizační kapacita v mmol/l
Stanovení ZNK4,5 a ZNK8,3
Stanovujeme u vzorků vod, jejichž pH < 4,5
Reakce: H+ + OH- → H2O
Titrujeme silnou zásadou, např. NaOH (c = 0,1 mol/l nebo 0,01 mol/l),
indikátor – methyloranž (ZNK 4,5)
Při titraci vzorku až do pH 8,3 (ZNK8,3) navíc reakce:
CO2 + OH- → HCO3-
indikátor – fenolftalein
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Výpočet: ZNK=
cNaOH⋅V NaOH
V vz⋅1000
cNaOH – koncentrace NaOH v mol/l
VNaOH – objem NaOH spotřebovaný při titraci v ml
Vvz – objem vzorku v ml
ZNK – v mmol/l
5.5. Chemická spotřeba kyslíku (CHSK)
CHSK udává množství kyslíku, které se za přesně definovaných podmínek spotřebuje
na oxidaci organických látek ve vodě silným oxidačním činidlem.
CHSK je důležitým ukazatelem organického znečištění vody.
Je nedílnou součástí každého rozboru všech druhů vod.
Hodnota CHSK se udává jako hmotnostní koncentrace kyslíku, která je ekvivalentní
spotřebě silného oxidačního činidla na 1 litr vody v mg/l, u odpadních vod v g/l.
Stanovení CHSK Mn (Kubelova metoda)
Používá se u pitných a povrchových vod.
Je jednodušší než dichromanová metoda, ekonomičtější (méně činidel, energie,
netoxicita).
Je založena na oxidaci organických látek manganistanem draselným KMnO4
v prostředí zředěné kyseliny sírové při desetiminutovém varu.
Oxidace probíhá v přebytku odměrného roztoku KMnO4 a jeho úbytek se zjistí po
skončení oxidace přídavkem známého množství standardního roztoku kyseliny
šťavelové, která se zpětně titruje odměrným roztokem manganistanu.
Reakce probíhají podle rovnic:
MnO4- + 5e- + 8H+ → Mn2+ + 4H2O
5(COO)22- + 2 MnO4
- + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H20
Stanovení CHSKCr
Je použitelná u všech vod, ale používá se zejména u vod odpadních.
Je účinnější než manganistanová metoda (dochází i k oxidaci velmi stabilních látek),
ale používá vysoce toxické činidlo (dichroman draselný – T+).
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Oxidace dichromanem draselným probíhá v silně kyselém prostředí (kyselina sírová)
při dvouhodinovém varu, je katalyzována stříbrnými ionty.
Množství nespotřebovaného dichromanu draselného se zjistí titračně odměrným
roztokem železnaté soli na indikátor ferroin.
Reakce probíhají podle rovnic:
Cr2O72- + 6e- + 14H+ → 2Cr3+ + 7H2O
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H20
Limity:
CHSKMn: v pitných vodách 3 mg/l
CHSKCr: povrchové vody dělí podle hodnot do tříd čistoty
Třída čistoty I II III IV V
CHSKMn (mg/l) <5 <10 <15 <25 >25
CHSKCr (mg/l) <15 <25 <35 <55 >55
Tabulka 7
5.6. Biochemická spotřeba kyslíku (BSK)
BSK – množství kyslíku spotřebovaného mikroorganismy při biochemické oxidaci
organických, popř. anorganických látek (amoniakální dusík, dusitany) ve vodě za
aerobních podmínek.
Vyjadřuje se v mg/l.
Stanovuje se u vod povrchových a odpadních. Patří mezi základní ukazatele, které se
v těchto vodách stanovují.
Hodnota BSK závisí na teplotě při inkubaci, době inkubace, druhu mikroorganismů,
jejich počtu, přítomnosti biogenních prvků, přítomnosti toxických či inhibičních látek,
koncentraci kyslíku, pH prostředí.
Na celém světě se používá metoda pětidenní BSK5 (zřeďovací – standardizovaná
metoda).
Stanovení:
Stanovuje se obsah rozpuštěného kyslíku první a pátý den inkubace.
Vzorek vody se umístí do termostatu (20°C) v uzavřené lahvi.
Důležité je dostatečné množství kyslíku během inkubace.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Limity:
V povrchových vodách je imisní limit 6 mg/l, podle hodnot BSK5 se dělí povrchové
vody do 5 tříd čistoty.
Tabulka 8
6. Vybraná stanovení
kovů ve vodách
6.1. Vápník a hořčík (celková tvrdost vody)
Vápník s hořčíkem se v přírodních vodách vzájemně doprovázejí. Obvykle je
koncentrace vápníku vyšší než hořčíku.
Tvrdost vody způsobují hlavně ve vodě rozpuštěné vápenaté a hořečnaté soli, vázané
jako hydrogenuhličitany, sírany a chloridy.
Přechodná tvrdost vody (karbonátová) – je způsobena Ca(HCO3)2 nebo
Mg(HCO3)2, které jsou nestabilní, rozkládají se zahřátím podle rovnice:
o Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2
o Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2
Trvalá tvrdost vody (nekarbonátová) – je způsobena sírany a chloridy vápenatými
a hořečnatými. Lze ji odstranit přidáním změkčovadel (soda):
o CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
Celková tvrdost vody je součtem obou tvrdostí.
Výsledky:
Vyjadřují se v milimolech na litr (mmol/l) nebo ve stupních německých (°DH).
Převodní vztah: 1 mmol/l c(Ca + Mg) = 5,6°DH
Stanovení celkové tvrdosti vody chelatometricky:
Chelatometrie je druh odměrné analýzy, ve kterém používáme odměrné roztoky
chelatonů, jejichž reakcí s kationty kovů vznikají nedisociované komplexy, zvané
cheláty.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Třída čistoty I II III IV V
BSK5 (mg/l) <2 <5 <10 <15 >15
Titrace se provádí chelatonem III (EDTA) – disodná sůl kyseliny
ethylendiamintetraoctové. V rovnicích označení H2Y2-
Jeden mol chelatonu váže vždy 1 mol kationtu Ca2+ a Mg2+:
Ca2+ + H2Y2- → CaY2- + 2 H+
Mg2+ + H2Y2- → MgY2- + 2 H+
Při reakci vzniká velké množství H+, proto používáme tlumivý roztok (pufr) –
amoniakální pufr o pH = 10.
Pro určení konce titrace se používá metalochromní indikátor eriochromová čerň T,
který tvoří s vápenatými a hořečnatými ionty vínově červený komplex. Konec titrace
je dán přechodem do ocelově modré barvy.
Výpočet:
c ( Ca+Mg )=cCH 3⋅V CH 3
V vz⋅1000
C(Ca + Mg) ……celková látková koncentrace vápníku a hořčíku v mmol/l
CCH3…………látková koncentrace odměrného roztoku Chelatonu 3 v mol/l
VCH3………….objem odměrného roztoku Chelatonu 3 spotřebovaný při titraci v ml
Vvz……………objem vzorku vody v ml
Rozdělení pitné vody podle tvrdosti (ČSN 75 7111): [3]
Voda Tvrdost vody (mmol/l)
Měkká 0 – 1,25
Středně tvrdá 1,25 – 2,5
Tvrdá 2,5 – 3,75
Velmi tvrdá 3,75 a více
Tabulka 9
Limit pro pitnou vodu: Ca + Mg: 2 – 3,5 mmol/l (DH).
6.2. Vápník
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Vápník stanovujeme chelatometricky, titrujeme odměrným roztokem Chelatonu III
v alkalickém prostředí na murexid z červeného do modrofialového zbarvení.
Výsledky: udáváme v mg/l, zaokrouhlujeme na 3 platné číslice.
Výpočet: mCa=
cCH3⋅V CH 3⋅M Ca
V vz⋅1000
Limity pro pitnou vodu: 30 mg/l (MH), 40 – 80 mg/l (DH) – tato hodnota je stanovena
z hlediska zdravotního, nikoliv technického.
6.3. Hořčík
Obsah hořčíku se nestanovuje, ale počítá se z rozdílu spotřeb Chelatonu 3
spotřebovaných při stanovení celkové tvrdosti vody (Ca + Mg) a stanovení vápníku.
Výsledky: udáváme v mg/l, zaokrouhlujeme na 3 platné číslice.
Výpočet: mMg=
cCH 3⋅[V CH 3 (Ca+ Mg )−V CH 3 Ca ]⋅M Mg
V vz⋅1000
Limit pro pitnou vodu: 10 mg/l (MH), 20 – 30 mg/l (DH).
6.4. Železo
Železo se vyskytuje ve vodách v oxidačním stupni II nebo III. Formy výskytu železa
ve vodách závisí na hodnotě pH, oxidačně-redukčním potenciálu a komplexotvorných
látkách přítomných ve vodě.
V bezkyslíkatém redukčním prostředí podzemních vod a v povrchových vodách u dna
nádrží a jezer se vyskytuje železo v oxidačním stupni II.
Ve vodách obsahujících rozpuštěný kyslík je železo v oxidačním stupni III
nejstabilnější formou výskytu.
Železo přítomné ve vodách způsobuje především technické závady tím, že materiály,
se kterými přichází do styku (textilie, papír, potraviny) zbarvuje žlutě až hnědě.
Z hygienického hlediska ovlivňuje negativně organoleptické vlastnosti vody, a to
barvu, chuť a zákal. Negativně ovlivňovat chuť vody a způsobovat její zákal mohou
již koncentrace železa asi nad 0,5 mg/l. I malé koncentrace Fe+II mohou být příčinou
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
nadměrného rozvoje železitých bakterií, jež pak ucpávají potrubí a při jejichž
odumírání voda zapáchá.
Limity: pitná voda 0,2 mg/l (MH), vodárenské toky 0,5 mg/l, ostatní toky 2,0 mg/l, voda pro
závlahu 10 mg/l.
Stanovení celkového Fe: spektrofotometricky po rekci s 1,10-fenantrolinem.
7. Vybraná stanovení nekovů ve vodách
7.1. Dusík
Dusík spolu s fosforem patří mezi nejdůležitější makrobiogenní prvky. Patří do
skupiny tzv. nutrientů, které jsou nezbytné pro rozvoj mikroorganismů.
Dusík se vyskytuje ve vodách v různých oxidačních stupních, v iontové i neiontové
formě. Podle klesajícího oxidačního stupně lze seřadit dusíkaté sloučeniny obsažené
ve vodách takto: dusičnany, dusitany, amoniakální dusík (NH3 a NH4+) a sloučeniny,
obsahující organicky vázaný dusík (bílkoviny, peptidy, aminokyseliny, nukleové
kyseliny, močovina apod.).
Výskyt těchto jednotlivých forem dusíku je ovlivňován hlavně biologickými procesy
probíhajícími v povrchových, podzemních i odpadních vodách a při biologických
procesech čištění a úpravy vody.
Všechny výše uvedené dusíkaté sloučeniny patří mezi základní složky rozboru
prakticky většiny druhů vod.
7.1.1. Amoniakální dusík
Ve vodách se vyskytuje jako disociovaný NH4+ a nedisociovaný NH3 (NH3.H2O).
Poměr NH4+ a NH3 je závislý na pH a teplotě, při pH < 7 a teplotě 20°C se vyskytuje
pouze jako iont NH4+.
Amoniakální dusík se vyskytuje téměř ve všech druzích vod. V přírodních vodách
bývá koncentrace amoniakálního dusíku malá (desetiny mg/l, výjimečně jednotky
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
mg/l), splaškové vody obsahují desítky mg/l, některé odpadní průmyslové vody
a odpadní vody ze zemědělství mají stovky mg/l až jednotky g/l.
Je důležitým chemickým indikátorem znečištění podzemních vod živočišnými odpady
(fekální znečištění).
Amoniakální dusík je primárním produktem rozkladu organických dusíkatých látek
živočišného a rostlinného původu. Působí velmi toxicky na ryby, toxicita závisí na
hodnotě pH vody, protože toxický účinek má nedisociovaná molekula NH3.
Antropogenní zdroj AD organického původu: splaškové odpadní vody a odpady ze
zemědělských výrob, emise amoniaku v okolí závodů živočišné výroby.
Antropogenní zdroj AD anorganického původu: dusíkatá hnojiva.
Amoniakální dusík patří mezi parametry, podle nichž se člení povrchové vody do tříd
čistoty. Je indikátorem znečištění živočišnými odpady.
Odběr vzorků: do PE nebo skleněných lahví, analýza by měla proběhnout co nejrychleji, jinak
uschovat při teplotě 2°C až 5°C.
Stanovení: spektrofotometricky s Nesslerovým činidlem nebo indofenolová metoda.
Nesslerova metoda: stanovení je založeno na reakci amoniaku v alkalickém prostředí
s Nesslerovým činidlem (tetrajodidortuťnatan sodný nebo draselný) za vniku tzv.
Millonovy báze (oxidimerkuriaminjodid). Vzniklý produkt je žlutohnědá málo
rozpustná látka, která při malých koncentracích tvoří žlutohnědé koloidní roztoky,
jejichž barevná intenzita se stanovuje spektrofotometricky při vlnové délce 425 nm.
Indofenolová metoda: stanovení je založeno na reakci amoniaku, chlornanu
a salicylanu za vzniku sloučeniny indofenolového typu, která je v alkalickém
prostřední intenzivně modře zbarvena. Reakce je katalyzována nitroprussidem
sodným. Vzniklá látka se stanovuje spektrofotometricky při vlnové délce 655 nm.
Vyjadřování výsledků: v mg/l, zaokrouhlení na tři platné cifry.
Limity:
pitná voda: 0,50 mg/l NH4+
povrchová voda: 0,64 mg/l
Rozdělení povrchových vod do tříd čistoty podle obsahu amoniakálního dusíku uvádí
následující tabulka:
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Třída čistoty I II III IV V
Amoniakální dusík (mg/l) < 0,3 < 0,5 < 1,5 < 5,0 > 5,0
Přepočet na amoniak
(mg/l)
< 0,39 < 0,64 < 1,9 < 6,4 >6,4
Tabulka 10
7.1.2. Dusičnany NO3-
Dusičnany NO3- se vyskytují ve všech typech vod. V neznečištěných vodách jsou
obvykle v nízkých koncentracích (max. desítky mg/l).
Vznikají hlavně sekundárně při nitrifikaci amoniakálního dusíku.
Jsou konečným stupněm rozkladu dusíkatých organických látek v aerobních
podmínkách.
Zdroje znečištění: čistírny odpadních vod, zemědělství (dusíkatá hnojiva).
V povrchových vodách souvisí obsah dusičnanů se stupněm eutrofizace vod.
Dusičnany samy o sobě jsou málo škodlivé. Mohou se však v zažívacím traktu
redukovat bakteriální činností na toxičtější dusitany. Dusitany reagují s hemoglobinem
na methemoglobin, který v krvi nemá schopnost přenášet kyslík. Nejnebezpečnější
jsou pro kojence asi do 3 měsíců, jejichž krev obsahuje tzv. fetální hemoglobin. Ten je
přeměňován na methemoglobin snáze než hemoglobin A, obsažený v krvi starších dětí
a dospělých. Onemocnění kojenců se nazývá methemoglobinaemie, může dojít
k udušení.
Nepřímá toxicita dusičnanů spočívá v tom, že mohou být prekurzory dusitanů, které
reagují v zažívacím traktu s aminy za vzniku N-nitrosaminů (karcinogenní).
Stanovení: ihned po odběru nebo je nutné vzorky konzervovat. Nejčastějšími metodami jsou
spektrofotometrická stanovení a potenciometrie - použití iontově selektivní elektrody.
Přímé spektrofotometrické stanovení s kyselinou salicylovou:
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Je založeno na nitraci kyseliny salicylové dusičnany přítomnými ve vzorku v prostředí
kyseliny sírové. Vzniklé produkty jsou žluté, intenzita zbarvení roztoku je úměrná
obsahu dusičnanů. Měří se při vlnové délce 415 nm.
Tato metoda je vhodná pro stanovení dusičnanů v rozsahu koncentrací od 0,5 mg/l do
25 mg/l.
Limity: pitná voda 50 mg/l (NMH), kojenci 15 mg/l.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
7.1.3. Dusitany NO2-
Pokud jsou dusitany přítomny ve vodách, vznikají zejména biochemickou oxidací
amoniakálního dusíku (nitrifikací) nebo biochemickou redukcí dusičnanů.
Jsou velmi nestálé a v čistých přírodních vodách nebývají obsaženy vůbec nebo jen ve
stopových koncentracích.
V silněji znečištěných podzemních vodách, v povrchových vodách a v odpadních
vodách – řádově jednotky mg/l.
Jsou indikátorem fekálního znečištění vod.
Přítomnost v pitné vodě je nežádoucí, jsou toxické pro lidský organismus
(methemoglobinaemie, vznik N-nitrosaminů – viz dusičnany).
Stanovení dusitanů:
Ihned po odběru (nestálost), nejpozději do 24 hodin (uchovávat při teplotě 2 - 5°C).
Odběr do PE nebo skleněných lahví.
Nejčastěji se stanovují spektrofotometricky, reakcí s amidem kyseliny sulfanilové
v prostředí kyseliny fosforečné vznikají červená azobarviva, intenzita zabarvení se
měří při vlnové délce 540 nm a je úměrná koncentraci dusitanů ve vzorku vody.
Výsledky: udávají se mg/l NO2- nebo v mg/l N-NO2
-(dusitanový dusík).
Limity: u pitné vody 0,5 mg/l NO2-
7.1.4. Celkový dusík
Obsah celkového dusíku ve vodě je dán součtem koncentrací dusíku všech
anorganických dusíkatých sloučenin (NH3, NH4+, NO2
-, NO3-) a organických
dusíkatých sloučenin (s dusíkem N-III).
Důležitá hodnota při stanovování látkové dusíkové bilance povrchových vod
a biologických čistírenských zařízení odpadních vod.
V pitných vodách se nestanovuje.
Stanovení: veškeré dusíkaté látky ve vzorku jsou převedeny na amonné ionty, sumárně pak
stanoveny jako amoniakální dusík.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
7.2. Fosfor
Celkový fosfor se ve vodách vyskytuje ve formě buď anorganických sloučenin (Panorg)
nebo organických sloučenin (Porg).
Anorganické sloučeniny:
o Orthofosforečnany (Portho) – PO43-, HPO4
2-, H2PO4-, výskyt ovlivňuje hlavně pH
vody.
o Polyfosforečnany (Ppoly) – fosforečnany s řetězovou strukturou – součást
pracích prostředků.
Organicky vázaný fosfor:
o Fosfolipidy, fosfoproteiny, koenzymy.
o Produkt biologických procesů (rozklad vodní flóry a fauny, živočišné odpady,
procesy biologického čištění odpadních vod), součást pesticidů, herbicidů
a insekticidů, inhibitorů koroze.
Stanovení:
Jednotlivé formy fosforu se převedou na orthofosforečnany vhodnou předúpravou
vzorku – kyselá hydrolýza za varu, použití oxidačních činidel (např. směs kyseliny
dusičné a sírové)
Odběr vzorku – do plastových nebo skleněných lahví, které musí být před odběrem
důkladně omyty teplou zředěnou HCl (2M) a propláchnuty destilovanou vodou.
Ve vzorkovnicích nesmí zůstat stopy po případně použitém detergentu s obsahem
fosforu.
Analýza – do 4 hodin po odběru.
Spektrofotometrické stanovení: orthofosforečnany reagují v prostředí kyseliny
sírové s molybdenanem amonným za vzniku kyseliny molybdenatofosforečné (žluté
zbarvení), po redukci kyselinou askorbovou vzniká fosfomolybdenová modř. Intenzita
zbarvení je přímo úměrná koncentraci fosforečnanů.
Výsledky: vyjadřují se v mg/l
Limity:
Koncentrace fosforečnanů není ze zdravotního hlediska důležitá, ve vyhlášce MZd
č. 252/2004 Sb. není uvedeno hodnocení koncentrace jednotlivých forem fosforu.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Náhlý vzrůst koncentrace fosforečnanů může u pitných vod indikovat případné fekální
znečištění.
U povrchových vod je stanovení koncentrace fosforečnanů důležité pro posouzení
eutrofizace.
7.3. Kyslík (rozpuštěný)
Kyslík je nejvýznamnější z rozpuštěných plynů ve vodě. Do vody se dostává jednak
difúzí z atmosféry, jednak při fotosyntetické asimilaci vodních rostlin a řas.
Množství rozpuštěného kyslíku závisí na teplotě, tlaku a koncentraci rozpuštěných
látek.
Kyslík je nezbytný pro zajištění aerobních pochodů při samočištění povrchových vod
a při biologickém čištění odpadních vod.
Z hygienického hlediska kyslík nepřímo ovlivňuje chuťové vlastnosti vody, pro pitnou
vodu se doporučuje hodnota nasycení nad 50% (není součástí Vyhl. 252/2004 Sb.).
Patří k nejdůležitějším stanovením u povrchových vod jako ukazatel kyslíkového
režimu, je indikátorem čistoty toků, podle tohoto ukazatele se řadí povrchové vody do
tříd čistoty.
Je nezbytný pro stanovení BSK5.
Stanovení rozpuštěného kyslíku:
Vzorky se odebírají do zvláštních skleněných vzorkovnic se seříznutou zátkou
(kyslíkovky).
Před odběrem vzorku z povrchové vody se nasadí do hrdla lahve odběrný nástavec
a kyslíkovka se ponoří pod hladinu, kde se ponechá až do naplnění
Odběrný nástavec se vyjme z hrdla ještě pod hladinou, láhev se pak vytáhne a co
nejrychleji zazátkuje skleněnou zátkou.
Pod zátkou nesmí zůstat vzduchová bublina.
Pokud není možno kyslík stanovit na místě, musí se vzorek konzervovat.
Je nutno zaznamenat teplotu odebrané vody, teplotu okolí a tlak vzduchu.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Metody stanovení:
1. Jodometrické stanovení (Winklerova metoda)
Nepřímé stanovení kyslíku, založené na jeho oxidační schopnosti.
Kyslík rozpuštěný ve vodě reaguje s hydroxidem manganatým v alkalickém prostředí
za vzniku ekvivalentního množství hydroxidu manganitého podle rovnice:
2 Mn(OH)2 + ½ O2 + H2O → 2 Mn(OH)3
Ten po okyselení vzorku oxiduje přítomný jodid na jod a přechází zpět na ion
manganatý.
Vyloučený jod se pak stanoví titrací odměrným roztokem Na2S2O3 na indikátor
škrobový maz:
Mn(OH)3 + 3 H+ → Mn3+ + 3 H2O
2 Mn3+ + 2 I- → 2 Mn2+ + I2
I2 + 2 S2O32- → 2 I- + S4O6
2-
2. Elektrochemické stanovení s membránovou sondou
Sonda se skládá z elektrody indikační a referentní a vhodného elektrolytu.
Elektrody jsou od měřeného prostředí odděleny selektivní membránou z plastu, která
nepropouští vodu ani iontově rozpuštěné látky, ale pouze plyny, z nichž pouze kyslík
reaguje s elektrodami.
Kyslík difundující membránou je na katodě redukován na hydroxidové ionty a na
anodě vcházejí do roztoku kovové ionty.
Takto vznikající proud je přímo úměrný transportní rychlosti kyslíku ve vzorku vody
za dané teploty a daného atmosférického tlaku.
Metoda je přednostně použitelná tam, kde nelze použít jodometrickou metodu (u vod
silně zabarvených nebo zakalených).
Výsledky: uvádějí se v mg/l nebo v % nasycení.
Limity: u povrchových vod je limit nasycení min. 70% neboli > 6 mg/l
Rozdělení povrchových vod do tříd čistoty podle obsahu rozpuštěného kyslíku:
Třída čistoty I II III IV V
Rozpuštěný kyslík (mg/l) > 7 > 6 > 5 > 3 ≤ 3
Tabulka 11
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
7.4. Chlor
Formy výskytu chloru ve vodách: chloridy, elementární chlor, chlornany, kyselina
chlorná, chloraminy, chloritany, chlorečnany, oxid chloričitý a organické
chlorderiváty. Chloraminy (monochloramin, dichloramin, trichloramin) se tvoří při
chloraci vody oxidací za přítomnosti amoniakálního dusíku.
o Chloridy – nejrozšířenější forma výskytu chloru ve vodách.
o Elementární chlor – (a další složky tzv. „celkového aktivního chloru“,
tj. chlornany, kyselina chlorná a chloraminy) nepatří mezi běžné složky vod,
stanovení je důležité u vod, kde byla použita dezinfekce chlorací:
Cl2 + H2O → HClO + H+ + Cl-
V hydrochemii a technologii vody se rozlišují:
o Aktivní chlor – všechny formy chloru, které oxidují jodidy v kyselém prostředí
na jod - molekulární chlor, chlornany, chloraminy, oxid chloričitý
o Volný (aktivní) chlor – molekulární chlor, chlornany, oxid chloričitý
o Vázaný (aktivní) chlor – chloraminy
Stanovení celkového chloru:
1. Jodometrické stanovení: chlor uvolňuje v kyselém prostředí z roztoků ekvivalentní
množství jodu, které se stanoví titrací odměrným roztokem thiosíranu sodného na
indikátor škrobový maz až do odbarvení.
2. Spektrofotometrické stanovení: reakcí s o-tolidinem vzniká žlutě zbarvený reakční
produkt, který se měří při vlnové délce 435 nm.
Stanovení chloridů: Argentometricky podle Mohra
Chloridy se srážejí odměrným roztokem dusičnanu stříbrného v neutrálním nebo
mírně alkalickém prostředí za vzniku málo rozpustného chloridu stříbrného:
Cl- + Ag+ → AgCl
Konec titrace je indikován chromanem draselným, který tvoří s přebytečnými
stříbrnými kationty červenohnědou sraženinu chromanu stříbrného:
2 Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4
Limity pro pitnou vodu:
Chlor volný – 0,3 mg/l (MH), chloridy 100 mg/l (MH)
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Hydrobiologie
8. Ekologické dělení vod
8.1. Základní typy vnitrozemských vod
Charakter vnitrozemských vod je velmi rozmanitý. Dříve se rozdělovaly vody především
podle původu, podle geografických a podle geologických hledisek. V současné době se
přihlíží k jejich dalším vlastnostem, a to zejména biologickým a fyzikálně chemickým,
a přihlíží se k jejich stálosti.
Z těchto hledisek rozdělujeme vnitrozemské vody na tyto základní typy:
Povrchové vody
a) Stojaté vody - lenitické
Eustatické – jezera, vyznačující se vysokou stálostí životních podmínek
Astatické – rybníky:
- drobné vody, bažiny, slatiny, tůňky
- rašeliniště
b) Tekoucí vody - lotické
Eustatické – prameny a studánky:
- bystřiny a horní toky řek
- veletoky, dolní toky řek
Astatické – potoky a řeky:
- střední toky v nížinách
Podzemní vody
a) Podzemní vody a jeskynní jezírkab) Podzemní tokyc) Skalní a půdní vody
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Kromě těchto uvedených typů se mohou vyskytovat přechody mezi jednotlivými typy, nebo
mohou měnit svůj typologický charakter zásahem člověka, např. výstavbou vodních děl –
přehrad, kanálů. [2]
Obrázek 1
Obrázek 2
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9. Tekoucí vodyCharakteristickým rysem tekoucích vod je trvalé a jednosměrné proudění vody. Pro koloběh
látek má hlavní význam přísun anorganických a organických látek přítokem a splachy z okolí
a jejich ztráta odtokem. Tekoucí vody jsou součástí říčních systémů, které umožňují šíření
organismů. Spojení s mořem umožňuje i výměnu řady druhů živočichů mezi mořem
a sladkými vodami. Pro tekoucí vody je také charakteristický gradient morfologických,
fyzikálně chemických a biologických vlastností v podélném profilu. Od pramene k ústí roste
šířka a hloubka toku, teplota vody i její roční kolísání, klesá spád koryta a rychlost proudu,
mění se charakter dna, obsah kyslíku a v návaznosti na ně i složení biocenózy.
Z tohoto hlediska se tekoucí vody člení na následující úseky:
Krenon – prameny a pramenné stružky
Rhithron – potoky a horní toky řek
Potamon – střední a dolní toky řek a veletoky [2]
Podle fyziografické struktury toku rozlišujeme tři spolusouvisející, ale ve faktorech odlišné
subsystémy:
1. Volná tekoucí vody – reopelagiál
Blíží se charakteru stojatých vod, má různou rychlost, hloubku a průtok.
2. Bentál – povrchová vrstva dna koryta toku do hloubky několika centimetrů.
S různorodými sedimenty a granulometrií v závislosti na podloží, spádu, rychlosti
a množství vody.
3. Hyporeál – podříční dno
Hlubší vrstva dna s infiltrovanou říční vodou pod aktivním tokem, která je trvale
oživena bentickými organismy vlastního toku až do hloubky několika metrů.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9.1. Společenstva tekoucích vod
9.1.1. Plankton
Organismy pasivně se vznášející nebo omezeně plovoucí ve volné vodě.
Patří zde organismy z nárostů dna (řasy, houby, bakterie) i zástupci jezer, rybníků a slepých
ramen.
Z baktérií jmenujme v tocích chudých na živiny druhy řádu Eubacteriales, Pseudomonadales,
v eutrofizovanějších řekách čeledi Bacillaceae, Enterobacteriace.
Z řas jsou to nejčastěji rozsivky Diatoma, Synedra, Nitzschia, Navicula, Surirella. Dále prvoci
např. Testacea, Ciliata, Flagellata, Rotatoria.
Dále organismy např. Anabaena, Asterionella,, Fragilaria, Scenedesmus, Tabellaria,
Stephanodiscus, Cyclotella, Rotatoria (Brachionus, Keratella, Notholca, Polyarthra,
Euchlanis), Cladocera (Daphnia, Bosmina, Chydorus, Alona), Copepoda (Cyclops,
Thermocyclops, Eudiaptomus).
Plankton tekoucích vod podléhá denním a sezónním změnám a je variabilní v podélném
a příčném profilu toku. Plankton hořejších úseků toku je druhově a početně chudší než ve
středních úsecích a nížinných řekách. [7]
9.1.2. Drift
Proudem odtržený a pasivně unášený zoobentos. [2]
Rozdíl mezi planktonem a driftem spočívá v tom, že planktonní organismy se mohou
v proudící vodě rozmnožovat a cyklicky vyvíjet, kdežto driftující bentické organismy nikoli.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9.1.3. Bentos
Obyvatelé dna
Obrázek 3
9.1.3.1. Mikrobiální bentos
Houby Hyphomycetes na dřevní a listové hmotě, na semenech, kde vytvářejí často
makroskopicky viditelné povlaky. Baktérie Sphaerotilus a houby rodu Leptomitus.
9.1.3.2. Fytobentos
K nejčastějším patří ruduchy (Lemanea, Hildebrandia, Batrachospermum), zelené řasy
(Cladophora, Ulotrix, Oedogonium,) Chrysophyta (Vaucheria, Hydrurus), rozsivky (Diatoma,
Synedra, Achnathes, Meridion, Nitzschia), sinice (Oscillatoria, Phormidium, Rivularia).
Sinice a řasy, případně mechy spolu s dalšími organismy vytvářejí nárostová společenstva,
jejichž složení a umístění na povrchu podkladu se liší podle světelných, proudových,
teplotních a dalších existenčních nároků.
Další zástupci fytobentosu patří ke kořenujícím rostlinám, submerzní (ponořené) vegetaci,
emerzní (vynořené) vegetaci atd. Např. Fontinalis antipyretica, r. Ranunculus, Myriophyllum,
Potamogaton, Callitriche, Sparganium, Nuphar, Nymphaea, Lemna atd.
Většina bentické vegetace toků na konci vegetačního období snižuje svoji produkci nebo hyne
a její biomasa se stává součástí odumřelých organických látek. Jen málo přežívá aktivně přes
zimu. Vyšší rostliny mají produkční optimum v letním období, řasové nárosty na jaře
a podzim. [7]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9.1.3.3. Zoobentos
Horní části kamenů osídlují druhy vázané na potravní zdroje nárostů a z volné vody.
Nárosty obsahují četné prvoky, zvláště Testacea, Ciliata, ploštěnky (Rhabdocoela), háďatka
(Anguillulata), vířníky, některá Oligochaeta (Naididae), želvušky, břichobrvky. Dále zde žijí
některé druhy pakomárů, buchanek a plazivek.
Makrozoobentos povrchu kamenů patří především larvám jepic (Baetis, Oligoneuriella),
muchniček, pakomárů, chrostíků (Anabolis, Brachycentrus, Silo), plžům (Ancilus, Bythinia,
Lymnaea), přísalkám (Blepharicera, Liponeura), broukům (Elmidae). Na spodní části kamenů
žijí prvoci, ploché kolonie hub (Ephydatia fluviatilis), mechovky (Plumatella repens),
ploštěnky (Tricladida), pijavice, plži (Ancylus), korýši (Asselus aquaticus, Gammarus
fassarum, Gammarus roeselli), jepice (Ecdyonurus, Rhithrogena, Epeorus, Ephemerella),
pošvatky (Perlidae, Leuctridae, Nemouridae), chrostíci (Limnephilidae, Hydropsychidae,
Rhyacophilidae, Polycentropidae), ploštice (Aphelocheirus), vodule (Torrenticola, Sperchon,
Lebertia).
Některé druhy žijí na obou stranách kamenů, jiné přelézají na horní stranu jen v noci nebo za
snížené viditelnosti. K další změně úkrytů a typu podkladu dochází během vývoje nebo
v období reprodukce. Např. poslední instary larev pošvatek se stěhují ke břehům, vylézají
mimo vodu a metamorfují. Většina druhů chrostíků čeledi Limnephilidae se soustřeďuje
u břehů, kde se na velkých kamenech zakuklí v nápadných shlucích. Některé druhy
pakomárů, jepic a chrostíků se líhnou přímo z proudící vody. Parazitické druhy střídají
prostor dna a hostitelů (Nematomorpha).
Zoocenózy bahnitého a bahnitopísčitého dna se vyskytují v horských i nížinných tocích.
V horních úsecích řek je jejich množství a složení velmi chudé, protože vhodný sediment se
může vytvořit jen v úzké příbřežní části koryta. Bohatší usazeniny mohou být u břehů
a v tůňových úsecích středních částí toků, v meandrech a na soutocích řek, v řekách nížin
a v deltách. Přes značnou podobnost biotopu s vodami stojatými není struktura jejich
biocenóz zcela identická. Množství organických látek v bahně toků nezatěžovaných
znečištěním je malé vzhledem k neustálé výměně vody, koncentrace kyslíku je dostatečná pro
existenci širokého druhového spektra organismů. Probíhá zde aerobní bakteriální rozklad a na
zastoupené autotrofní organismy navazují další trofické stupně. Z prvoků jsou hojná
Amoebina, Testacea, Ciliata, běžná jsou Rhabdocoela, Nematoda, velmi hojná jsou Rotatoria,
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Oligochaeta. Z dvoukřídlých převládají pakomáři rodu Chironomus, Cryptochironomus,
Glyptotendipes a další. Hojné jsou některé druhy pakomárců (Ceratopogonidae). Z ostatních
řádů hmyzu jsou to zástupci jepic (Ephemera vulgata, Caenis horaria, Brachcercus), ploštic
(Micronecta, Nepa, Ranatra), chrostíků (převážně čeledi Limnephilidae), vážek
(Cordulegaster, Gomphus), střechatek (Sialis), některých brouků (Dytiscidae). Ve značném
množství bývají přítomni měkkýši (Valvata, Sphaerium, Pisidium, Unio, Anodonta), hojné
jsou také některé druhy buchanek (Paracyclops, Diacyclops), plazivek a perlooček
(Chydoridae, Macrothricidae).
Zoocenózy hlinitých břehů a dna řek jsou limitovány možností budování úkrytů (chodeb,
jamek, rourek) nebo využívají nějakého přichycovacího zařízení. Tyto možnosti mají
především hrabavé typy jepic (Ephoron, Palingenia, Ephemera), někteří pakomáři
(Glyptotendipes), raci a krabi. Opuštěných úkrytů těchto budovatelů využívají další bentonti –
pakomáři, pakomárci, různonožci, ryby. Přichycovací mechanismy se na hlinitém substrátu
uplatňují u larev chrostíků stavějících sítě, mechovek, některých různonožců (Corophium) a
měkkýšů (Dreissena, Viviparus). Struktura společenstva tohoto podloží je závislá také na jeho
vymývaní a odplavování, po němž dochází k nové kolonizaci podkladu. [7]
9.1.3.4. Hyporeos
Hyporeos neboli potamofreaton tvoří organismy obývající v různé míře části dna do hloubky
několika metrů pod aktivním tokem a do šířky až několik desítek metrů od okraje koryta.
Ve společnosti hyporeálu jsou zastoupeny všechny mikroorganismy, řasy, sinice, prvoci,
Rhabdocoela, volně žijící a parazitické Nematoda, Rotatoria, Nematomorpha, Hirudinea,
Tardigrada, Gastrotricha, Z korýšů jsou zde hojně buchanky (Acanthocyclops languidus, A.
crassicaudis), plazivky (Canthocamptus, Nitocrella hibrnica), perloočky ( Chydoridae),
Ostracoda, Isopoda, Amhipoda, Hydracarina (Acractides, Ljania) a bohatá škála hmyzu: jepic
(Baetis, Heptagenia, Ephemerella, Leptophlebia), pošvatek (Leuctra, Nemoura), dvoukřídlých
(Atherix, Dicranota, Cricotopus, Chelifera), brouků ( Elmis, Limnius). Podstatně méně jsou
zastoupeny larvy muchniček, plicnatí měkkýši a velké typy larev hmyzu. [7]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Obrázek 4
9.1.3.5. Nekton
Do této skupiny živočichů řadíme hydrobionty, kteří jsou schopni překonávat silné proudění
vody. Z globálního hlediska zahrnuje říční nekton nejen ryby (Osteichthyes) a kruhoústé
(Cyclostomata), ale také některé obojživelníky a plazy, kteří se v některých tocích běžně
vyskytují. Často se do nektonu počítají velké druhy korýšů (Decapoda), některých brouků
(Dytiscidae, Hydrophilidae) a další zástupci vodního hmyzu. [7]
9.1.3.5.1. Podélná zonace výskytu ryb v řekách
Pramenné stružky a potůčky mají malý průtok, který příliš nekolísá. Malé množství vody
nedovoluje trvalý výskyt ryb.
Pstruhové potoky mají značný spád, průtok vody ve stovkách litrů za sekundu a kamenité
dno, zřídka s rozsáhlejšími pískovými nánosy. V zimě nezamrzají úplně a letní teploty
zpravidla nepřekračují 16 °C. Jsou trvale dobře prokysličené. Charakteristickými rybami jsou
pstruzi a vranky, místy i střevle a mihule potoční.
V lipanovém pásmu je proud mohutnější a klidnější, objevují se častěji tůně a úseky
fluviatilní. Dno je kamenité, častější jsou písčité nánosy s organickým detritem. Hladina
v zimě téměř celá zamrzá, letní teploty pravidelně přesahují 20°C. Kyslíkové poměry jsou
vyrovnané, nasycení je blízké 100%. Typickými rybami tohoto pásma jsou lipan, střevle,
mřenka, tloušť, proudník, ouklejka pruhovaná. Zasahují zde i ryby pstruhového a parmového
pásma.
Řeky parmového pásma mají široké, poměrně mělké koryto pokryté menšími ohlazenými
kameny. Je zde větší podíl tůní a fluviatilních úseků, v nichž se usazuje písek i jemnější
detritus. Dno je při změnách průtoků značně pohyblivé. Maximální letní teploty mohou
přesahovat 25°C. Spolu s parmou obývá tento úsek většina našich ryb.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
V meandrujících nížinných tocích cejnového pásma převažují fluviatilní úseky. Velká část
dna je pokryta štěrkem a pískem, v pomalých částech toků jsou sedimenty bahnité. Změnou
koryta se vytvářejí mrtvá ramena částečně spojená s tokem, po úplném oddělení se z nich
stávají stará ramena. Teplota v těchto tocích dosahuje až 28°C, obsah kyslíku může silně
kolísat. K typickým rybám tohoto pásma patří cejn, bolen, sumec, candát, cejnek, ouklej,
karasi, lín, kapr, perlín, plotice, úhoř. [2]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9.2. Květena a vegetace tekoucích vod
Biotopy, se kterými se můžeme setkat na území České republiky.
9.2.1. Makrofytní vegetace vodních toků
Struktura
Jednovrstevné až dvouvrstevné, druhově chudé porosty ponořených nebo vzplývavých
vodních rostlin kořenujících ve dně. Horizontální rozložení vegetace je závislé na síle a směru
vodního proudu. Reliéf břehu, charakter říčního koryta a síla vodního proudu do značné míry
určují i druhové složení porostů.
Druhové složení
Lakušník okrouhlý
Lakušník vzplývavý
Lakušník štětičkový
Šmel okoličnatý
Hvězdoš háčkatý
Vodní mor kanadský
Stolístek střídavolistý
Rdest alpský
Rdest uzlinatý
Rdest prorostlý
Rdest rdesnolistý
Rdest dlouholistý
Šípatka vodní
Zevar jednoduchý
Pramenička obecná
Potěrka
Hildebrandia rivularis
Lemanea fluviatilis
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Ekologie
Střední až dolní, vzácněni horní úseky toků, případně průtočné kanály. Nejlépe vyvinuté
porosty se vyskytují v menších tocích, ve velkých řekách zcela chybějí. Vody jsou mezotrofní
až eutrofní. Dno je kamenité nebo štěrkovité, na dolních tocích s nánosy jemnozrnných
sedimentů. [4]
Obrázek 5
9.3. Samočistící schopnost tekoucích vod
Přirozené životní podmínky a jakost vody v tocích i ve vodních nádržích bývají narušovány
přítokem různých odpadních vod, splachy z povodí i hnilobnými látkami z odumřelých rostlin
a živočišných organismů.
Po určité vzdálenosti po proudu toku se znečištění vody zmírní nebo voda dosáhne původní
čistoty bez jakéhokoliv zásahu člověka a umělého zařízení. Přirozený proces, který toto
způsobuje, nazýváme samočištění. K samočištění vody a postupné likvidaci znečištění
dochází působením fyzikálních, chemických a především biologických pochodů.
Důležitou podmínkou odbourávání nečistot je dostatečný obsah ve vodě rozpuštěného
kyslíku, umožňující činnost aerobních mikroorganismů, zvláště bakterií, které mineralizují
organické látky ve znečištěné vodě.
Samočistící pochody urychluje také zřeďování vody z úseků vlastního koryta nad zdrojem
znečištění i z bočních přítoků. Přispívá k tomu i sedimentace unášených hrubších nečistot.
Okysličování vody je podporováno asimilací vodních rostlin, čeřením vody větrem,
v peřejích, přepadem přes kameny a jezy.
Rozklad organické hmoty je podporován oteplováním vody, které prospívá rozvoji četných
druhů bakterií. Nepříznivě však působí přítomnost toxických látek ve vodě, které omezují
činnost nebo způsobují zánik živých organismů.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Nejvýznamnější úlohu při samočištění mají bakterie, důležité jsou i některé druhy hub
a živočichové. Jejich počet se po ukončení procesu samočištění snižuje v důsledku vzniklého
poklesu obsahu živných látek.
Ponořené rostliny a některé druhy bažinných rostlin přispívají k samočištění vod, a to kromě
důležité produkce kyslíku také podporováním usazování nečistot místním tlumením rychlosti
proudu a odčerpáváním nadměrných živin i některých toxických látek z vody. Čistá voda
v přirozeném prostředí je stále vzácnější, její potřeba však stále naléhavější. Je proto třeba
podporovat samočistící schopnost toků a zabraňovat nadměrnému znečišťování vody, pečovat
o její doplňování ozdravujícími přítoky, provzdušňovat ji a okysličovat. [2]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
9.4. Biologická indikace znečištění vod
Společenstva bezobratlých jsou zvláště citlivá na změny svého prostředí a na přítomnost
organického znečištění. Bezobratlí se svou odolností vůči organickému znečištění značně liší.
Obecně lze říci, že na znečištěných místech žijí jen ti odolnější, tedy méně druhů než jinde.
Společenstva bezobratlých jsou výsledkem vývoje v čase, a proto z přítomnosti populací
můžeme usoudit, že v daném prostředí existovaly dobré podmínky. Tak bezobratlí slouží
k průběžnému monitorování fyzikálních a chemických podmínek v tocích, indikují dávné
i nedávné výkyvy kvality vody a biotopu. [9]
Významné úlohy hydrobiontů v samočistícím procesu si odborníci všimli již v sedmdesátých
letech předminulého století. Po nich další položili základy nového vědního oboru,
saprobiologie, nauky o životě v hnilobných vodách. Za její zakladatele jsou považováni
Kolkwitz a Marrson, kteří podle změn struktury společenstva v průběhu samočištění
splaškových vod rozlišili tři základní fáze a paralelně tři stupně čistoty vody (saprobita). [7]
Systém saprobity je založen na skutečnosti, že různé druhy živých organismů mají optimální
podmínky pro život ve vodě různou měrou znečištěné organickými látkami, od vody téměř
bez organických látek až po koncentrované odpadní vody. Svým výskytem tedy mohou
indikovat jakost vody v daném místě.
Ideální indikátory saprobity mají úzkou saprobní valenci. Špatné indikátory mají saprobní
valenci širokou, jejich výskyt není příliš ovlivněn mírou organického znečištění vody.
Saprobní index
Číselné hodnocení saprobity se udává prostřednictvím tzv. saprobního indexu společenstva.
Vypočítává se ze saprobních indexů jednotlivých druhů, jejich hojnosti a indikační váhy.
V tekoucích vodách je pro stanovení saprobity rozhodující makrozoobentos, často se
využívají i nárosty. Ve stojatých vodách je rozhodujícím společenstvem plankton.
Systém saprobity se dělí do jednotlivých stupňů, a to od nejčistších až po nejvíce znečištěnou
vodu.
I. Katarobita (K) – zahrnuje nejčistší vody, např. podzemní prameny a upravenou pitnou
vodu. Katarobní voda je velmi slabě nebo vůbec oživená. Saprobní index: -1.5 - -0.5
II. Limnosaprobita (L) – zahrnuje znečištěné podzemní a hlavně povrchové vody.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Dělí se na 5 stupňů:
1. Xenosaprobita (x) – zahrnuje nejčistší povrchové vody, prameny, pramenné
stružky, pstruhové potoky. K typickým druhům tohoto stupně patří z ryb vranka
a pstruh potoční. [2]
Charakteristickými bioindikátory jsou: ploštěnky (Crenobia alpina), plži
(Bithynella austriaca, Sadleriana pannonica), jepice (Ameletus inopinatus),
chrostíci (Apanatia fimbriata, Plectrocnemia conspersa, Agapetus fuscipes,
crunoecia irrorata). Rostlinné organismy: Hydrurus foetidus, Hildebrandia
rivulare, Lemanea. Druhová rozmanitost je nízká. [7]
2. Oligosaprobita (o) – zahrnuje velmi čisté vody neznečištěné člověkem. Patří do ní
pstruhové říčky a lipanové pásmo. K typickým rybám tohoto stupně patří maréna,
střevle, lipan. BSK5 bývá v tekoucích vodách v průměru pod 2,5 mg/l, ve stojatých
vodách pod 5 mg/l. Obsah kyslíku neklesá v tekoucích vodách pod 8 mg/l, ve
stojatých vodách je u hladiny v průměru 9 mg/l. Saprobní index je 0,5 – 1,5. [2]
Jako bioindikátory slouží: ploštěnky ( Dugesia gonocephala), jepice (Rhithrogena
semicolorata), pošvatka (Dinocras cephalotes), chrostíci (Glossosooma boltoni,
Micrasema minimum, Brachycentrus montanus). Z autotrofních organismů
Batrachospermum. [7]
3. Beta-mezosaprobita (b-m) – je to klimaxové stadium čistoty vody ve střední
Evropě. Zahrnuje pestře oživené vody pásma parmového a cejnového a většiny
rybníků. Typický je výskyt ryb kaprovitých, úhoře, štiky, okouna a sumce. BSK5
v tekoucích vodách je v průměru pod 5 mg/l a ve stojatých vodách pod 10 mg/l.
Obsah kyslíku v tekoucích vodách dosahuje minimální hodnoty 5 mg/l,
ve stojatých vodách u hladiny v průměru 8,5 mg/l. Saprobní index je 1,5 – 2,5. [2]
Bioindikátory: Gammarus roeselii, Potamanthus luteus, Oligoneuriella rhenana,
Heptagenia, vláknitá řasa Cladophora glomerata, Phormidium, Ulothrix,
Vaucheria. Relativně vysoká druhová rozmanitost. [7]
4. Alfamezosaprobita (a) – jedná se o vodu se zvýšeným obsahem organických látek
v důsledku antropogenního znečištění. BSK5 se pohybuje v tekoucích vodách
v průměru pod 10 mg/l, ve stojatých pod 15 mg/l. Intenzivní rozkladné procesy
způsobují kolísání obsahu kyslíku, jehož koncentrace v tekoucích vodách neklesá
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
pod 1,5 mg/l a ve stojatých je u hladiny v průměru 8 mg/l. Z ryb se zde vyskytuje
většina druhů typických pro betamezosaprobitu. [2]
Bioindikátory: pijavice (Herpobdella octoculata), pakomáři (Chironomus thummi,
Ch. plumosus), korýš (Asellus aquaticus), nárosty vláknitých bakterií
Sphaerotilus, Oscillatoria, Stigeoclonium, Ulothrix. [7]
5. Polysaprobita (p) – vody silně znečištěné organickými látkami, toky pod
vyústěním městských a průmyslových odpadních vod. BSK5 v tocích bývá do
50 mg/l, ve stojatých vodách do 100 mg/l. Často dochází ke kyslíkovým deficitům,
průměrný obsah kyslíku ve stojatých vodách je 3 mg/l. Z ryb se zde může
vyskytovat kapr, karas, lín. Saprobní index je 3,5 – 4,5. [2]
Bioindikátory: bakteriální nárosty (Begiatoa, Streptococcus, Spirilum, Sphaerotilus
natans), řas (Euglena, Phormidium), prvoků (Colpidium, Colpoda, Vorticella),
nitěnky, pakomáři. Druhová rozmanitost nízká, velké populace některých
organismů – nitěnky). [7]
III. Eusaprobita (E) - zahrnuje odpadní vody s velkým množstvím biologicky
rozložitelných organických látek, jejichž rozklad probíhá anaerobně.
IV. Transsaprobita (T) – zahrnuje odpadní vody, v nichž mají rozhodující roli nesaprobní
faktory např. toxické látky, radioaktivní látky, vody s uhelným prachem apod. [2]
Výpočet saprobního indexu
S=∑ Si⋅hi⋅I i
∑ hi⋅Ii
Si saprobní index druhu
Ii indikační váha druhu
hi hojnost druhu ve vzorku
i pořadové číslo druhu ve vzorku
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Saprobní indexy a indikační váhy jednotlivých druhů jsou publikovány např. v Komentáři
k ČSN 83 0532.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
10. Stojaté vody
10.1. Společenstva stojatých vod
Fyziograficky se životní prostor každé nádrže člení na oblast volné vody – pelagiál a na oblast
dna – bentál.
Pelagiál je obýván jednak planktonem a jednak nektonem. Součástí sladkovodního planktonu
je široký soubor primárních hydrobiontů - od bakterií a jednobuněčných řas a prvoků po
mnohobuněčné řasy a různé bezobratlé, zejména vířníky (Rotatoria), klanonožce (Copepoda)
a perloočky (Cladocera). Ze sekundárních hydrobiontů sem patří larvy koreter (Chaoborus)
a vodule rodu Atax. Výjimečně mohou být součástí sladkovodního planktonu larvy mlžů
(Dreissena polymorpha), medúzka sladkovodní (Craspedocusta sowerbyi).
Bentál představuje celý areál dna, který se dělí na dvě oblasti – litorál a profundál.
Litorál - příbřežní prosvětlená zóna bentálu je charakterizována velmi proměnlivými
podmínkami prostředí s bohatým osídlením. Člení se horizontálně i vertikálně na několik
stupňů. Horní vnější stupeň, epilitorál, není pod přímým vlivem vody nádrže. Blíže k vodní
hladině je supralitorál – postřikované pásmo, které je omýváno pouze při vlnobití. Následuje
eulitorál, který je zatopen trvale, ale je pod vlivem intenzivního pohybu vody. To znamená, že
dno tohoto pásma, pokud není zarostlé vegetací, je neustále vymýváno a ekologické
podmínky jsou zde podobné jako v tekoucích vodách. Významnou složku fytocenóz
a zoocenóz litorálu tvoří nárosty, perifyton. Nárosty jsou vedle baktérií tvořeny rozsivkami,
zelenými řasami a přisedlými nálevníky a prvoky, z mnohobuněčných jsou to zejména
Rotatoria, Nematoda, larvy a kukly komárů (Chironomidae). Žije zde i řada druhů ploštěnek
(Turbellaria), perlooček (Cladocera), buchanek (Copepoda), lasturnatek (Ostracoda), vodulí
(Hydracarina), měkkýšů (Molusca) a larev hmyzu. Podle typů podkladu můžeme nárost členit
na čtyři hlavní skupiny: epifyton – žijící na rostlinách, epizoon – žijících na živočiších,
epiliton – na skalnatém podkladu, epixylon - na dřevěných předmětech.
Profundál – začíná v pásmu, kde se vyrovnává fotosyntetická bilance s respirací. Cenózy
profundálu jsou tvořeny konzumenty, kteří jsou troficky závislí na primární produkci litorálu
a epipelagiálu. Zoocenózy profundálu různých nádrží, jejich druhové složení a kvantitativní
rozvoj populací jsou podstatnou měrou regulovány dvěma faktory:
1. Množstvím a kvalitou potravy dopadající na dno ve formě ,,deště“ pocházejícího
z uhynulého planktonu a rozložených zbytků makrovegetace
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
2. Kyslíkovým režimem v profundálu, který je limitován přísunem organické hmoty
z vodního sloupce na dno.
Důležitou skupinou profundálu bentosu jsou larvy pakomárů, které jsou i dobrým indikátorem
kyslíkového režimu u dna vodních nádrží. Charakteristickými obyvateli dna oligotrofních vod
jsou larvy pakomárů rodu Tanytarsus, u eutrofních nádrží jsou to larvy pakomárů rodu
Chironomus, z ostatních skupin jsou početně zastoupeni máloštětinatci rodu Tubifex
a Limnodrilus. Typickým představitelem bentosu dystrofních nádrží jsou migrující larvy
komárů koreter (Chaoborus). [7]
10.2. Květena a vegetace stojatých vod
Biotopy, s kterými se můžeme setkat na území České republiky.
10.2.1. Makrofytní vegetace přirozeně eutrofních a mezotrofních
stojatých vod
Struktura
Vegetace ponořených nebo na hladině plovoucích vodních rostlin, kořenujících nebo
nekořenujících v substrátu dna. Podle účasti jednotlivých druhů mohou být porosty
jednovrstevné nebo dvouvrstevné, vzácně, je-li vytvořena vrstva nad vodní hladinou,
i trojvrstevné.
Druhové složení
Aldrovandka měchýřkatá
Lakušník vodní
Lakušník okrouhlý
Růžkatec ostnitý
Vodní mor kanadský
Rdest hustolistý
Voďanka žabí
Okřehek hrbatý
Okřehek menší
Okřehek trojbrázdý
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Stolístek klasnatý
Stulík žlutý
Stulík malý
Leknín bílý
Leknín bělostný
Rdesno obojživelné
Rdest ostrolistý
Rdest kadeřavý
Rdest vzplývavý
Rdest světlý
Rdest tupolistý
Nepukalka plovoucí
Závitka mnohokořenná
Řezan pilolistý
Kotvice plovoucí
Bublinatka jižní
Bublinatka obecná
Obrázek 6
Ekologie
Přirozeně eutrofní a mezotrofní stojaté až mírně tekoucí vody nížin a pahorkatin. Zčásti jde
o vody přirozeného původu, zejména mrtvá ramena řek, aluviální tůně a klidné úseky toků,
ale i o rybníky s vyvinutou zonací jednotlivých typů vodní vegetace. Vodní režim je
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
vyrovnanější než u následujících jednotek, nedochází k periodickému vysychání. Minerální
substrát na dně, štěrk, písek, jíl, je často pokryt silnou vrstvou organického bahna
a rozloženého odpadu, což ukazuje na pokročilejší fázi zazemňovacího procesu.
10.2.2. Makrofytní vegetace mělkých stojatých vod
Struktura
Vodní vegetace s jednovrstevnou až dvouvrstevnou, vzácně trojvrstevnou strukturou.
Druhové složení
Žabník kopinatý
Žabník jitrocelový
Lakušník vodní
Lakušník okrouhlý
Lakušník štítnatý
Šmel okoličnatý
Hvězdoš mnohotvarý
Hvězdoš háčkatý
Hvězdoš jarní
Žebratka bahenní
Okřehek hrbatý
Okřehek menší
Halucha vodní
Rdest maličký
Rdest vláskovitý
Rukev obojživelná
Šípatka vodní
Zevar jednoduchý
Závitka mnohokořenná
Ekologie
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Mělké vodní nádrže v nížinách a pahorkatinách, vzácněji až v podhorském stupni, zejména
aluviální tůně a mrtvá ramena, mělké okrajové zóny rybníků, pískovny, příkopy a kanály.
Voda je přirozeně eutrofní.
Substrát dna je písčitý, jílovitý nebo štěrkovitý, většinou s vrstvou organogenního bahna.
Výška vodního sloupce může výrazně kolísat, v létě často dochází k úplnému vysychání.
10.2.3. Makrofytní vegetace oligotrofních jezírek a tůní
Struktura
Druhově chudá vegetace rašeliništních tůněk s jednoduchou vertikální strukturou.
Druhové složení
Ostřice zobánkatá
Rdest vzplývavý
Rdest rdesnolistý
Zábělník bahenní
Zevar nejmenší
Bublinatka Bremova
Bublinatka prostřední
Bublinatka menší
Bublinatka bledožlutá
Rašeliník bodlavý
Rašeliník křivolistý
Ekologie
Tůňky v rašeliništích na okrajích oligotrofních až dystrofních vodních nádrží, nejčastěji při
pobřeží rybníků. Voda může být podle typů minerálního podloží kyselá až neutrální. [4]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
11. Slovníček pojmůAbundance početnost, množství jedinců téhož druhu na jednotku plochy nebo
objemu
Abysál prostředí existující na mořském dně v hlubinách 3000 – 6000 m
Afotická vrstva spodní vrstva vody, kam již neproniká sluneční světlo, neprobíhá zde
asimilační činnost zelených rostlin
Akvatický vodní, žijící dočasně nebo trvale ve vodě
Aluviální území vytvořené akumulační činností říčního toku v poledové době
Batyál prostředí mořského dna v hloubkách 200 - 3000 m
Bentál prostředí na dně vodních toků, nádrží a moří
Bentický týkající se dna vodních toků a nádrží
Bentos soubor organismů žijících na dně ve sladkých vodách (limnobentos),
nebo v mořích (halobentos)
Bioindikátory živé organismy, jejichž výskyt svědčí o přítomnosti některého faktoru
na stanovišti
Biont organismus výrazně přizpůsobený určitému prostředí, v němž žije,
nejčastěji ve složených termínech jako např. edafobiont (v půdě),
hydrobiont (ve vodě)
Břehové porosty zbytky původně lužních lesů podél vodních toků (vrby, olše, topoly,
jasany, javory), zpevňují břehy, chrání před záplavami, zlepšují
mikroklima, snižují výpar vody apod.
Dendrotelma drobná periodická vodní nádrž, vzniklá v dutině nebo rozsoše stromu,
bývá osídlena drobnými živočichy např. larvami komárů
Drift v limnologii organický materiál, zejména drobní živočichové, strhávaní
a odnášení vodou
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Dystrofní vodní nádrže s malým obsahem minerálních látek, naopak bohaté na
humusové látky rozpuštěné v koloidním stavu, zbarvující vodu do
žlutohněda
Epilimnion horní vrstva vody v jezerech, rybnících a jiných stojatých vodách,
prozářená slunečními paprsky, v létě zřetelně teplejší než spodní vrstvy
vody
Epineuston soubor živočichů, kteří využívají povrchovou blanku na vodě jako
podklad, na kterém pobíhají nebo kloužou (vodoměrky)
Epipelagiál horní vrstva volné mořské vody do hloubky asi 200 m
Eutrofizace nadměrný přísun minerálních živin, zejména dusičnanů a fosforu do
vodních ekosystémů, způsobuje rozvoj zelených řas ,,vodní květ“
Fotická vrstva horní vrstva vody při hladině prosvětlená Sluncem
Fytoplankton drobné, převážně mikroskopické druhy rostlin vznášející se pasivně ve
vodě (bakterie, sinice, zelené řasy)
Fytotelma drobná vodní nádržka, vznikající periodicky po deštích na rostlinách
v úžlabí listů, přízemních růžicích apod.
Halobentos soubor slanomilných živočichů, žijících na dně slaných vod
Hydrobiocenóza společenstvo organismů žijících ve vodě
Hydrofyty vodní rostliny (s výjimkou planktonu), jejichž obnovovací pletiva
a orgány přetrvávají nepříznivé období ponořené ve vodě nebo na dně
(leknín)
Hygrofilní vlhkomilný organismus
Hygrofyty vlhkomilné rostliny, terestrické rostliny s vysokými požadavky na
vlhkost
Hypolimnion spodní vrstva vody v jezerech a jiných nádržích, nalézající se pod
skočnou vrstvou (s náhlou změnou teploty), má nižší teplotu než horní
vrstva vody (epilimnion)
Hyponeuston vodní živočichové, kteří se při čerpání vzduchu zavěšují nebo opírají o
povrchovou vodní blanku zespodu (larvy komárů, potápníci)
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Ichtyologie nauka o rybách
Imago dospělec, konečné stadium individuálního vývoje jedince u hmyzu,
vyvíjí se z kukly nebo dospělé nymfy
Inundace záplavové pásmo kolem řek a potoků
přechodné záplavy, dostavující se pravidelně na jaře při tání sněhu,
bouřkových přívalech kolem toků nejčastěji v nížinách
Katadromní migrace tahy ryb z řek do moře, kde se v určité oblasti rozmnožují (úhoř)
Koloidy látky s jemně rozptýlenými nerozpustnými částečkami hmoty
Krenál prameniště a jeho nejbližší okolí, často zamokřené, s výtokem pramene
Lenitický (lentický) biotop stojatých sladkých vod
Limnický sladkovodní, jezerní, mající vztah ke sladké vodě
Limnion ekologické prostředí sladkých vod se specifickými životními
podmínkami
Limnobentos organismy žijící na dně sladkovodních nádrží nebo toků
Limnofyty rostliny kořenující ve dně sladkovodních nádrží nebo toků, jsou buď
zcela ponořené (submerzní) nebo vyčnívají z vody (emerzní)
Limnologie nauka o životním prostředí a organismech ve sladkých vodách
Litorál pobřežní část vodních nádrží, která leží v rozmezí asi do hloubky 10 m
a břehovou vegetací, jeho hranice je podmíněna morfologií pobřeží
a kolísáním stavu vody
Litorální pobřežní pásmo na okrajích vodních nádrží, obvykle zarostlé vyššími
vodními rostlinami. Je vymezeno hloubkou vody prosvětlené slunečním
zářením. Dělí se na:
Sublitorál, vymezený nízkou hladinou vody
Eulitorál, v němž dochází k velkému kolísání vodní hladiny během roku
Epilitorál, kde půda již není přeplavována vodou, nejvyšší pásmo
Lotický biotop a jeho prostředí v proudící sladké vodě
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Marinní mořský
Meandr zakřivenost vodního toku v rovinatém terénu
Nárost povlaky a obaly nižších rostlin i živočichů, narůstající ve vodě na
ponořených částech vyšších rostlin nebo neživých substrátů
Nekton soubor statnějších vodních živočichů, kteří ve vodě plavou vlastním
aktivním pohybem a jsou schopni překonávat i silné proudění vody
Neuston drobné vodní organismy zdržující se na povrchové vodní blance nebo
pod ní (do hloubky asi 5 cm)
Oligosaprobní vody velmi čisté bez antropogenního znečištění
Opalizace odraz a rozptyl světla na vodní hladině, způsobený různými druhy řas,
prvoků a baktérií, usazujících se na povrchové blance vody
Pelagiál životní prostor v oblasti volné vody v oceánech i vodních nádržích
Pelagiální pelagický příslušející volné vodě
Plankton vodní organismy většinou mikroskopických rozměrů, vznášející se
pasivně ve vodě, neschopné samostatného pohybu na větší vzdálenosti
Planktonofágní živočichové živící se planktonem
Pleuston soubor organismů žijících na hladině, na povrchové blance vody
Polder přirozeně nebo uměle ohraničený prostor v blízkosti vodního toku,
který je za sucha využíván zemědělsky apod., za povodní slouží
k zachycení části povodňové vlny
Polysaprobní typ vodního prostředí se silným stupněm rozkladu organické hmoty
a malým množstvím nebo nepřítomností kyslíku
Potamal sladkovodní ekosystém dolní části vodního toku
Profundál životní prostor a podmínky nejhlubší části dna ve sladkovodních
nádržích
Recipient vodní tok, kanál, nádrž, jezero, moře, jímž je přijímána voda z určitého
povodí nebo jeho části
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Rheobentos společenstvo vodních živočichů žijících na dně v bystře tekoucích
úsecích toků, výrazně přizpůsobené vodnímu proudu
Rheofilní proudomilní živočichové
Rhitral vodní životní prostředí u prameniště toku a v jeho odtoku
Rhizobentos rostliny kořenující ve dně vodních toků a nádrží
Ripikolní organismy žijící ve vodních březích a na nich
Rivikolní organismy žijící v tekoucích vodách, zejm. řekách
Rozvodí část krajiny, jejíž geomorfologie vytváří rozhraní mezi povodími
Ruderální rumištní, organismy rostoucí nebo žijící na rumištích
Rybník umělá a regulovaná vodní nádrž vytvořená zejména pro odvodnění části
krajiny, následně užívaná především pro chov ryb
Průtočný – zásobovaný vodou z potoka nebo řeky
Nebeský – zásobovaný pouze dešťovou vodou
Řetězec potravní přenos potravní energie z rostlin jako pramene přes sérii organismů
Salina vodní nádrž s vysokým obsahem solí, zpravidla na mořském pobřeží,
využívaná k těžbě soli
Samočištění probíhá postupnou likvidací nečistot jednak abiotickými faktory
prostředí, jednak životní činností organismů, které tam žijí
Saprobie saprobity, stupeň znečištění vody rozkládajícími se organickými
látkami
Saprobionti organismy žijící ve vodách různě znečištěných organickými látkami
Saprofágové živočichové konzumující částečně rozloženou a odumřelou organickou
hmotu rostlinného nebo živočišného původu
Skočná vrstva termoklina, poměrně tenká vrstva vody v nádržích mezi horní teplou
a promíchávanou vrstvou vody u hladiny a spodní studenou vrstvou
u dna. Vytváří se v létě v období bezvětří a stagnace vodních vrstev.
Ve skočné vrstvě poklesem hloubky o 1 m prudce klesá teplota vody
o několik stupňů.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Soutok hydrografický útvar, kde se stýkají dva vodní toky zhruba stejné síly.
Naopak slabší tok ústí, vtéká do silnějšího
Stygobiont živočichové vázaní a výrazně přizpůsobeni k životu v podzemních
vodách
Sublitorál v pobřežních vodách pásmo dna, ležící pod břehovým pásmem
(litorálem)
Substrát podklad, podloží, dno vodního prostředí
Trdliště místo tření kruhoústých, ryb a obojživelníků, často aktivně vyhloubená
jamka ve dně, kde samice vypouští z těla jikry a samec je svým mlíčím
oplodňuje
Tůně malé nádrže vody, trvalé nebo periodické, se specializovanými
rostlinami a živočichy
Ústí prostor, kde vodní tok vtéká do toku vyššího řádu, vodní nádrže nebo
moře
Vodní květ zelené zbarvení vody způsobené masovým rozmnožením sinic během
vegetační sezóny a jejich hromaděním v povrchových vrstvách vody
Vývěr výtok podzemní vody nebo podzemního vodního toku na povrch země
Vzdutí technické nebo přírodní (ledové kry) zvýšení hladiny vodního toku
Zápoj pokryvnost stromového patra, vyjadřuje se v % projekce plochy korun
k celkové analyzované ploše
Zazemňování proces přetváření otevřené vody v pevninu. Probíhá zanášením břehů
organickými i anorganickými sedimenty. U stojatých vod se účastní
zejména rostliny, které produkují mnohem větší biomasy, než se stačí
rozložit.
Zooplankton živočišná složka planktonu, drobnohlední vodní živočichové, kteří
potravně navazují na fytoplankton. [5]
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Použitá literatura
1. Cvičení z ekologie živočichů. Vyd. 1. Editor Bohumil Losos. Brno: Masarykova univerzita, 1992,
229 s. ISBN 80-210-0518-1.
2. HARTMAN, Pavel, Ivo PŘIKRYL a Eduard ŠTĚDRONSKÝ. Hydrobiologie. 3., přeprac. vyd.
Praha: Informatorium, 2005, 359 s., [8] s. barev. obr. příl. ISBN 80-733-3046-6.
3. HORÁKOVÁ, Marta. Analytika vody. 2. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2007. ISBN
978-80-7080-520-6.
4. CHYTRÝ, Milan. Katalog biotopů České republiky: interpretační příručka k evropským
programům Natura 2000 a Smaragd. Vyd. 1. Editor Milan Chytrý, Tomáš Kučera, Martin Kočí.
Praha: Agentura ochrany přírody a krajiny ČR ve spolupráci s katedrou botaniky Přírodovědecké
fakulty Masarykovy univerzity v Brně a Botanickým ústavem Akademie věd České republiky,
2001, 304 s. ISBN 80-860-6455-7.
5. JAKRLOVÁ, Jana. Ekologický slovník terminologický a výkladový. Vyd. 1. Praha: Fortuna,
1999, 144 s. ISBN 80-716-8644-1.
6. KALIČINSKÁ, Jitka. Monitorování životního prostředí. 1. vyd. Ostrava: Pavel Klouda, 2006, 88
s. ISBN 80-863-6913-7.
7. LELLÁK, Jan. Hydrobiologie. 1. vyd. Praha: Univerzita Karlova, 1992, 257 s. ISBN 80-706-
6530-0.
8. PITTER, Pavel. Hydrochemie. 2. - přepracované. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 1999. ISBN 80-
7080-340-1.
9. Řeky pro život: revitalizace řek a péče o nivní biotopy. Brno: Veronica, 2001, 439 s. ISBN 80-
238-8939-7.
10. ŠRÁMEK, Vratislav a Ludvík KOSINA. Analytická chemie. 1. vyd. Olomouc: FIN, 1996, 120 s.
ISBN 80-718-2005-9.
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Seznam obrázků
Obrázek 1................................................................................................................................................40
Obrázek 2................................................................................................................................................40
Obrázek 3................................................................................................................................................43
Obrázek 4................................................................................................................................................46
Obrázek 5................................................................................................................................................49
Obrázek 6................................................................................................................................................56
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci
Seznam tabulek
Tabulka 1..................................................................................................................................................9
Tabulka 2................................................................................................................................................11
Tabulka 3 Doporučený časový interval mezi zahájením rozboru a odběrem vzorku [2].......................15
Tabulka 4 Rozdělení ukazatelů vody podle doporučeného způsobu chemické konzervace [2]............16
Tabulka 5................................................................................................................................................19
Tabulka 6 Slovní hodnocení chuti..........................................................................................................20
Tabulka 7................................................................................................................................................27
Tabulka 8................................................................................................................................................27
Tabulka 9................................................................................................................................................29
Tabulka 10..............................................................................................................................................32
Tabulka 11..............................................................................................................................................37
Zvýšení kvality přírodovědného vzdělávání na Střední škole přírodovědné a zemědělské, Nový Jičín, příspěvkové organizaci