VIZEK VÉDELME

Download Report

Transcript VIZEK VÉDELME

Vizek védelme

5.előadás

A víz tulajdonságai

• A

víz

(lat.

aqua

) a hidrogén és az oxigén vegyülete, • kémiai képlete H 2 O (dihidrogén monoxid) • Olvadáspontja: 0 °C, • forráspontja: 100 °C • A „

víz

” megnevezés általában a szobahőmérsékleten folyékony állapotra vonatkozik, • szilárd halmazállapotban

jég

nek, • légnemű halmazállapotban

gőz

nek nevezik • Dipólusmolekula

A vízmolekula felfedezése

• A természettudósok a vizet sokáig az egyszerű anyagok közé sorolták • • Szerkezeti felépítését csak a XVIII. sz. második felében sikerült tisztázni

Henry Cavendish

angol kémikus megfigyelte, hogy hidrogén (

gyúlékony levegő

) és levegő (

közönséges levegő

) robbantásakor a hidrogén és a levegő 1/5-e egyesül (a levegő 21%-a oxigén) és

páraként csapódik le

• Cavendish a későbbiekben a térfogati viszonyokat is vizsgálta, s azt kapta, hogy

két egység hidrogénből

és

egy egység oxigénből

keletkezik a

víz

• Kísérleteit a francia származású

Antoine Lavoisier

összegezte, • 1783-ban bejelentette, hogy a víz két egység hidrogénből és egy egység oxigénből áll

Cavendish Lavoisier

Hiába borítja a Föld felszínének több, mint kétharmadát víz, használatra alkalmas

édesvíz mennyisége

csekély, a

Föld vízkészletének ~ 2%-a

. A világ több pontját ma is komoly vízhiány van, a jó minőségű ivóvíz stratégiai fontosságú a jövőben minden országban .

Vízigények

• • • • • • •

A víz a földi életet lehetővé tevő anyag

alkotóeleme : a víz a bioszféra egyik lényeges hőmérsékletszabályozója és a sejtekben lejátszódó biokémiai folyamatok fontos A

víz számunkra nélkülözhetetlen

Táplálkozásunk

alapvető eleme ivóvízként, szilárd táplálékunk nagy része is víz,

Higiéniai szempontból

: tisztálkodásra, mosásra, szennyeződések eltávolítására,

Egészségügyi szempontból Közlekedés

: hajók, kompok, tengeralattjárók

Mezőgazdasági felhasználás (

növénytermesztés, állattenyésztés: 1kg rizshez 5m 3 , 1kg marhahúshoz 15 m 3 víz szükséges)

, Ipari felhasználás (

1t papír előállításához 200 m 3

Energiatermelés

: pihenés (vízi sportok), gyógy és hévizek (pl: Oktatóreaktorban 9m 3 víz szükséges) víz a reaktortartályban)

Vízhiány 2012.02.27 10:30 Vízhiány 2013.03.05 11:21 Forrás: http://www.worldometers.info/

• • Az ENSZ 1972. évi Stockholmi Környezetvédelmi Konferenciáján az alábbi határozatot hozta

: A Föld természeti készleteit, beleértve a levegőt, a vizet , a szárazföldet, a flórát és a faunát, meg kell őrizni a jelen és jövő nemzedék javára, előrelátó tervezés és megfelelő kezelés, gondozás útján

• Ugyanakkor a víz romboló erejével (árvizek, belvizek), szennyezettségével

veszélyeztetheti a társadalmat.

• • A vízgazdálkodásnak ezért nemcsak a

víz szükséges mennyiségben és minőségben való biztosításáról

, hanem a

vízkárok elhárításáról

is gondoskodnia kell.

Megelőzés

: árvízmentesítés, folyószabályozás, duzzasztóművek

vízkár:

a vizek többletéből vagy hiányából származó kár

Árvizek

• Két típusa van, a tél végén kialakuló

jeges ár

és a nyár eleji

zöldár

• •

Jeges ár

: csapadékos tél után, Nyugat felől hirtelen jön az enyhülés Az olvadással keletkezett víz, felszakadó jég a felső Dunáról zúdul le

A zöldár

: esőzésekkel kísért olvadás a 3000 m feletti hegyekben • Az árvízvédelemhez az is hozzátartozik, hogy a

vasútvonalak

töltései is védőműként szolgálnak

Árvizek

• 1744.márc. jeges árvíze:

812 cm

, 50 ház pusztult el Pesten.

• 1775. feb. jeges árvíz

864 cm

, 611 ház pusztult el Pesten.

• 1799. márc. jeges,

830 cm

, romba dőlt a Ferencváros.

• A legnagyobb árvíz Budapesten, az 1838-as Pest-budai nagy árvíz volt,

940 cm

• A 19. sz.-ban még kétszer emelkedett 8 m fölé a Duna vízállása, 1850, és 1876. febr.-ban

Az 1838-as árvíz szintjét jelző tábla a Nemzeti Múzeum kerítésén a Bródy Sándor utcában

2010. Június árvíz

Budapesti tetőzés 2010.06.08 827 cm

Duna vízállása 2013.02.12-2013.03.04 között

Forrás:http://www.vizugy.hu/

Az árvízmentesítés évszázados munkái során kiépült 4220 km árvízvédelmi vonal, melynek túlnyomó része földtöltés

Víz előfordulási formái

A Föld vízkészletének eloszlása

óceánok 97 %; jégtakaró 2 %; édesvíz 0,6 % A víz a bioszféra körülményei között

főleg cseppfolyós halmazállapotban

fordul elő, de megtalálható gáznemű (vízpára) és szilárd halmazállapotban (gleccserek, hótakarók) is

Jéghegy tetőtől talpig

A Föld vízkészletének eloszlása

• A

Föld felületének 70%-t víz borítja

• A földi vízkészlet ~1300 millió km 3 , • melynek

98%-a tenger, óceán

• Ezekből az édesvíz 33 millió km 3

Víz világnapja: március 22.

A Föld vízkészletének eloszlása

A víz élettani hatásai

• A víz élettani szerepe rendkívül sokrétű az ember szervezetében • biztosítja a

vérkeringést

, • szabályozza a

vérnyomást

, • lehetővé teszi a

szállítását; tápanyagok oldását, felszívódását és

• • befolyásolja a

vér összetételét

;

hőszabályozó

szerepével biztosítja a szervezet állandó belső hőmérsékletét • Az emberi szervezet vízháztartását idegi és hormonális mechanizmusok szabályozzák

A víz élettani hatásai

• A napi vízleadás és vízfelvétel mérlegének mindkét oldalán átlagosan

2,4 liter

szerepel: • ennyi víz távozik a szervezetünkből a verejtékezés, a légzés, a kiválasztás folyamán • Napi folyadékszükségletünk mintegy felét a táplálékokkal, másik felét víz formájában vesszük magunkhoz • Az elfogyasztott víz bejárja az egész szervezetet • Az emésztőrendszerből

felszívódik a vérbe

, majd az egész szervezetben szétáramlik és a

különböző szervekben és szövetekben átmenetileg tárolódik

, ahol

leadja

az általa szállított anyagokat • A szervezeten belüli körforgása során a víz az

anyagcseretermékeket is felveszi

és tovább viszi,

méregtelenítve

ezzel a szervezetet

A víz körforgása

A víz körforgása

• A

napsugárzás ereje elpárologtatja

tavak és a vegetáció vizeit. A

felhőket képez

, és

eső, jégeső vízpára

vagy a világtengerek, folyók, felszáll az atmoszférába,

hó

formájában ismét visszahullik a Földre • A víz már az

atmoszférában szennyezőanyagokat

, többek között port

vesz fel

. A savtartalmú ipari gázok, elsősorban azonban a levegőben lévő széndioxid

savas

sá teszik az

eső

t • A

csapadék

először

átfolyik

felső földrétegen

, humuszanyagokat, rothadási termékeket és szénsavat vesz fel. A talaj szerkezetétől függően ezt követően különböző

ásványi anyagok oldódnak ki

magnézium (mész), nitrátok, vas, mangán, stb.

• Ezt a talajvizet a és kerülnek a vízbe, így pl. kalcium,

vízművek kútjai

a mélyből szállítják a felszínre • Ezen kívül

természetes forrásvíz

kerül. formájában is napvilágra

Forrás: Dr. Pátzay György: Vízkémiai technológia ea.

Víz jellemzői

• A víz az egyik stratégiai fontosságú, korlátozottan rendelkezésre álló,

sérülékeny és jelentős gazdasági értékkel rendelkező erőforrás

, • az élet, az egészség fenntartója, a gazdasági fejlődés előfeltétele • A

Föld globális vízkészlete közel állandó

• A teljes vízkészlet mintegy

2,5 %-a édesvíz

, ezen belül a

hasznosítható hányad csupán 0,6 %

. • A globális vízigény a megújuló készletnek töredéke, azaz

az fő gondot

térben és időben roppant egyenlőtlen elosztás

jelenti.

Vízforrások jellemzői

• Kémiai értelemben vett tiszta víz a természetben nem található, a desztillált víz minőségét a csapadékvíz közelíti meg a legjobban • A vízben lévő idegen anyagokat három csoportra osztjuk: – oldott gázok, – oldott sók, – lebegő szennyezések

A víz jellemzői

• A természetes vizek fajtái: –

Légköri csapadék

–

Felszíni vizek

• óceán • tenger, • patak, • folyó, • tó, • tározó –

Felszín alatti vizek

• talajvíz, • rétegvíz, • karsztvíz, • forrásvíz

Vízforrások

•

Csapadékvíz

jól oldódó CO : összetételét tekintve a legközelebb áll a desztillált vízhez (keménységi foka alacsony), de keletkezése közben gázokat old ki a levegőből, ezért a 2 ill. SO 2 tartalma jelentős lehet, ezzel a talaj savanyodását idézheti elő • Főleg a felszíni vízkészletet gyarapítja, de a felszíni alatti vizek utánpótlásában is szerepe van • Vízszegény területeken mosásra, főzésre használják, bakteriális szempontból nem kifogástalan, ezért

ivásra közvetlenül nem alkalmas

, csak csírátlanítás után

Vízfelhasználási adatok

• Hazai lakos egyenérték: 150

A háztartások átlagos vízfelhasználása

Miért érdemes az esővizet hasznosítani?

• Ha a személyenként és naponta átlagosan elfogyasztott 150 liter ivóvíz megoszlását megnézzük, látható, hogy a

víz 34%-át könnyen lehetne csapadékvízzel helyettesíteni

• Az esővíz használható a • WC-öblítésre • takarításra • kert öntözésre • Ez összesen a 150 l *0,34=

51 l

Felszíni vizek

• • A földkéreg mélyedéseiben található vizek összefoglaló neve

állóvizek és áramló

stb. vizek pl. folyók, patakok •

természetesek és mesterségesek

tározó, csatorna pl. halastó, • A felszíni víz kémiai és biológiai összetevőket tartalmazó

élettér

a növényi és állati szervezetek számára

Felszíni vizek

•

Patak és folyóvizek

: felszínen összegyűlő csapadékból • Átlag 200-500 mg/l oldott sót tartalmaznak, található még bennük szerves anyag, és oxigén • • • Baktériumok: szerves szennyezők oxidálására képesek,

öntisztulást

képesek tesznek lehetővé, a rendszerint lúgos kémhatású meder ezenkívül a savak semlegesítésére is • Szűrők beiktatásával ipari célra közvetlenül fel lehet használni

Átfolyásos tavak

folyóvizekéhez (pl. Balaton) vize hasonló a

Lefolyástalan tavak

: (Kaszpi tó) a víz csak párolgás útján távozik, ezért jelentős só felhalmozódás következhet be.

Tengerek

• nagy sótartalmuk (óceánok kb.

3,5 m/m% sót

miatt felhasználásuk korlátozott tartalmaznak) • A tengervíz sótalanítása igen drága (desztilláció, kifagyasztás, ioncsere), de néhány országban csak így lehet vizet előállítani (Kuvait ily módon fedezi vízigényének zömét) • Édesvizeinkben a

Ca 2+

Mg 2+ ,

és

HCO 3 -

ionok dominálnak, • addig a tengervízre a

csökkenő sorrendjében:

+ ,K + ,Cl ,SO 4 2-

, ionok a jellemzőek • Az oldott állapotban lévő sókat alkotó elemek a gyakoriság

Cl, Na, Mg, S, Ca, K, Br, C

Tengerek

• Az oldott anyag a legtöbb esetben kation-anion komplexeket alkot • A

Na és Cl hosszú tartózkodási idejű

, gyakorlatilag az óceánok tárolják • A

C és a Si viszont rövid tartózkodási idejű

, mert beépül az élő szervezetek vázába, s így mindig kikerül a tengervízből. • rövid tartózkodási idejűek a Cl , szulfát ionos komplexben oldhatatlan

fémionok

(pl

Ag, Pb

) vagy a

Mn, Fe

• A legtöbb nehézfém és szerves szennyeződést agyagásványok abszorbeálják .

Tápanyagok és az eutrofizáció problémája a part menti vizekben

• A

világ népességének több mint 60 %-a a partok 100 km es körzetében él

, és a jövőben a tengerparti területeken a népesség növekedése várhatóan magasabb lesz, mint bárhol máshol a Földön • A part azonban nemcsak élőhely, hanem kereskedelmi tevékenység színtere is, mint például szennyvíz és az ipari hulladékok lerakása, halászat és turizmus. •

A nagy népsűrűség és az intenzív ipari tevékenység a part menti területen károsítja a természetes ökoszisztémát

Tápanyagok és az eutrofizáció problémája a part menti vizekben

• Az érintett part menti vizek egyik fő problémája a

nitrogén és a foszfor szennyezés

• Ezek a szennyező anyagok magukban foglalják a mezőgazdaságból, iparból és a közlekedésből származó szennyezéseket is • Ezek közül sokat a

fitoplanktonok tápanyagként hasznosítanak

•A nagymennyiségű

fitoplankton-növekedést virágzásnak

nevezzük és ezeknek a nagy virágzásoknak nemkívánatos hatásaik lehetnek

Amikor a

fitoplanktonok elpusztulnak, a baktériumok megeszik

(remineralizálják) őket. Ez a folyamat a vízben lévő

oxigént felhasználja

. Amikor igazán nagy a virágzás, a bakteriális bomlás olyan sok oxigént használ el a mélyebb rétegekben, hogy

nem marad elegendő a halaknak a lélegzésre, elpusztulhatnak

A többlet tápanyagok néha hozzájárulhatnak

méreganyagokat termelnek

. Ezek a mérgek

olyan fitoplankton fajok növekedéséhez, amelyek káros más fajok, pusztulását is okozhatják

, a kagylókban, rákokban a méreg felhalmozódik, A kép egy tengerparti figyelmeztetést mutat, arra intve az embereket, hogy ne egyék meg a rákokat, kagylókat, mert bénító kagylóméreggel fertőzöttek.

Felszín alatti vizek

Talajvíz

:felszín alatti vízkészlet azon része, amely az

első vízzáró réteg fölött

helyezkedik el Eredetét tekintve a felszínről leszivárgó csapadékvíz vagy a felszíni vizek vízáteresztő rétegben tovahaladó része A

talaj szennyeződése nagyon veszélyes

a talajvízben évtizedekig megmaradhat , mert míg a folyóvízzel a szennyezés levonul, addig

Felszín alatti vizek

Rétegvíz

(artézi v. mélységi víz): általában

két vízzáró réteg között

20 métertől több km-ig terjedő mélységben helyezkedik el. A rétegvíz többnyire csaknem teljesen kitölti a víztartó kőzet pólusait. A rétegvizek szennyezőanyagoktól és mikroorganizmusoktól mentesek, oxigént nem,

vasat

és

szén-dioxidot

csaknem mindig tartalmaznak .

Felszín alatti vizek

Karsztvíz

: a mészkő és dolomithegységek repedéshálózatába a beszivárgó szén dioxidtartalmú csapadékvizek oldó hatásának következtében helyenként

üregekké, barlangokká bővül

, és nagy mennyiségű vizet képes befogadni és tárolni. A karsztvizek keménysége nagy (15-25 nk 0 )

Felszín alatti vizek

A vizek minősége

• Vízminősítés a víz

fizikai, kémiai és biológiai tulajdonságainak összessége

• Meghatározása szakszerű

mintavételből

, vmint

helyszíni és laboratóriumi vizsgálatok

fizikai, kémiai, biológiai és bakterológiai elvégzéséből áll • Vizsgálati adatok rendszerezése: – Sótartalom mennyisége és minősége – Szerves anyagokkal szennyezettség (pl. oxigén-fogyasztás, öntisztuló képesség) – Mérgezőanyag-tartalom (pl. nehézfémek, cianidok) – Egészségügyi szempontok (fertőzöttség, radioaktivitás)

A vizek minősége

A vízminőség meghatározására

általános módszer nem lehetséges

kifejezhető. A tiszta és a szennyezett víz, valamint a közbülső nem határozhatók meg. A vizeket a

minőségi követelményei alapján

– ivóvízellátásra – ipari vízellátásra – gyógyászati, üdülési célra – öntözésre

gyakorlati felhasználás

célszerű osztályozni: – egyéb vízhasználatra való alkalmasság , nincsenek olyan mutatószámok, amelyekkel a vízminőség általában fokozatok emberi kategóriák, amelyek a vízhasználat célja nélkül A gyakorlatban a felhasználási területet tovább kell szűkíteni, mert pl. az élelmiszeriparban megfelelő vizet a fényképészeti ipar nem tudja használni és az ivóvíznél még megtűrt 0.5mg/l vas ill. 0.2 mg/l mangánkoncentráció a textiliparban megengedhetetlen.

SZENNYEZŐDÉS VÍZBE VALÓ KERÜLÉSE

•pontszerű és •nem pontszerű, vagy diffúz A szennyezés a szennyező anyag vízbe jutásával kezdődik (

emisszió

), majd a vízben terjedve (

transzmisszió

) kisebb-nagyobb víztömeg szennyeződhet (

immisszió

A szennyezőanyag továbbterjedésének mértékétől, a szennyeződés kiterjedésétől függően •

lokális (helyi)

•

vízgyűjtőre kiterjedő (fluviális)

•

regionális és

•

kontinentális lehet.

Ha a szennyezés váratlanul, hirtelen valamely baleset, műszaki meghibásodás, mulasztás hatására helyi jelentősséggel, erőteljesen következik be, akkor

havária

szennyezésről beszélünk.

Hidrológiai vízminősítés

• • Vizek

hidrodinamikai tulajdonságainak

ismeretéhez , azok térbeli és időbeli változásainak ismerete szükséges a többi vízminőségi adat – pl.

vízhozam

mérése szükséges a

szennyező anyagáramának

meghatározásához

Sebesség

: vizek áramlási sebessége lényeges hatással van a

szennyezésprofil

meghatározására – pl. felsőbb folyószakaszon bejutott szennyezés meghatározása az alsóbb folyószakaszon – vagy szennyezők terjedése a talajvízben

Vízsebesség

naponta vagy szezonálisan is változhat (éghajlati tényezők), ezért is fontos a mérés idejének megadása

Sebesség

• • •

Folyók

: 0,1-1 m/s közti, egyirányú és időben változó áramlási sebesség, függőleges irányú keveredés alapos, oldalirányú csak az összefolyástól messze következik be

Tavak

:0,001-0,01 m/s értékű

tartózkodási időt felületi sebesség

jellemzi, itt az anyagmozgás jellemzésére a használják (hónap-100 év)

felszín alatti vizek

: állandó irányú és sebességű áramlás 10 -10 -10 -3 m/s áramlási sebességet a

vízzáró réteg porozitása és permeabilitása

keveredés kismértékű szabályozza, a

Vízhozam és vízszint

• •

Vízhozam

: folyóvizek térfogatárama, m 3 /s vagy m 3 /év

Vizek lebegő és oldott árama

: koncentráció*vízhozam • Vizekben mintavételkor mérni kell:

vízállást

és a

vízszintet

is • A

vízállás

a föld felszínén levő állóvizek és vízfolyások

vízmagassága

, amely időszakos változásának mérésére a

vízmérce

szolgál. A vízmércén az adott felszíni víz áradását és apadását – a

vízjárását

– lehet nyomon követni

A vízállások elnevezése a mederkitöltési tényező figyelembe vételével a következők

• 0 – 20% igen alacsony • 21 – 40% alacsony • 41 – 60% közepes • 61 – 80% magas • 81 – 100% igen magas Hazánkban az első vízmércéket a 18. században állították fel. A vízállások feljegyzését a Dunán már 1823-ban Pozsonyban és Budán, 1830 Komáromban kezdték el. A Tisza első mércéjét Szegeden állították fel 1833-ban.

Vízmérce a Lánchíd budai pillérének lábán

Fizikai vízminősítés

• • •

Hőmérséklet Lebegőanyag (zavarosság,átlátszóság) Vezetőképesség

•

Szín

• A víz különböző célokra való alkalmasságát a fizikai jellemzők közül a

hőmérséklet

határozza meg. • Az

organoleptikus tulajdonságok

alatt a víz érzékszervileg észlelhető tulajdonságainak összefoglaló nevét értjük. Ide soroljuk a víz színét, ízét, szagát (primer és szekunder szaghatások)

Hőmérséklet

• Felszín alatti vizek hőmérséklete közel állandó • Felszíni vizek hőmérséklete évszakok szerint jelentős ingadozást mutat: téli 1-2 ° C-tól nyári 18-23 ° C • Egyensúly megborítása: felmelegedett hűtővizek folyókba engedésével, uis a

hőm. emelkedéssel az oxigén oldhatóság csökken

, ez megnehezíti a biológiai lebontást, a folyók öntisztulását •

Hőszennyezés

: víz hőm-ének mesterséges megváltoztatásával kárt okozó vízszennyezés, amelynek jelentősége hőerőművek különösen az atomerőművek nagy hűtővízigénye miatt egyre nő • Felmelegedés előnyös hatását is kihasználják: hűtőtavakban halakat tenyésztenek (uis magasabb hőmérsékleten fokozódik a vízi élőlények anyagcseréje pl. az oxigén felvétel gyorsabb és a mérgező anyagokra is érzékenyebbek)

Lebegő anyagok

• Szervetlen és szerves anyagok,planktonok, egyéb mikroszkópikus méretű élőlényekből álló lebegő anyag részecskéinek mérete

10 nm

és

0,1 mm közt

változik • De általában lebegő anyagon a 0,45 µm pórusátmérőjű szűrőn fennmaradó frakciót értik •

Zavarosság

mérésével ( : lebegő anyag részecskéi a beeső fényt szórják és elnyelik • Mérhető a lebegő részecskék által szórt fény

nefelométerrel

) • Mértékegysége: NTU-

Nephelometric Turbidity Unit

• Átlátszóság: vízben a láthatóság határa

Fajlagos vezetőképesség(µS/cm)

• Oldott anyag, főként az oldott ásványi sók, és főbb ionok határozzák meg • Összes oldott anyag(mg/l)=f*fajlagos vezetőképesség (µS/cm) • Legtöbb víz fajlagos vezetőképessége 10 és 1000 µS/cm, de különösen szennyezett vizeknél meg is haladhatja ezt az értéket • Különösen alkalmas pl. a szennyvíz beömlése körül szennyezett zónák kiterjedésének feltérképezésére Forrás: Dr. Pátzay György: Vízkémiai technológia ea.

Víz színe

• • A zavarosság mellett a víz színe határozza meg a fény behatolásának mélységét, algaszaporulat fotoszintézissel tehát csak eddig a mélységig lehetséges

Víz valódi színét

a vízben oldott anyagok (huminsavak, színes ionok festékek) idézik elő, ez csak a szűrés vagy centrifugálás utáni mintában mérhető •

Látszólagos színét

pedig a színes lebegő anyagoktól kapja, ezt szennyezés illetve fito- és zooplanktonok is okozhatják • Valódi szín mértékegysége fényelnyeléssel határozzák meg 465 nm-nél • Kálium-kloroplatinát és kobalt-klorid hígítási szorzattal hasonlítják össze és platina-kobalt egységekben (1mg Pt-Co) fejezik ki

TCU

(True Color Unit) • 5-300 nagyon tiszta- sötét tőzeges tartomány

Kémiai vízminősítés

•

Sótartalom:

• Az oldott sók a vízben ionok formájában fordulnak elő: • Kationok: Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , Al3 + , Fe 2+ , NH 4 + , K + … • Anionok: Cl (ozmózis). , SO 4 2 , HCO 3 , SiO 3 2 , NO 3 , NO 2 … • A desztillált víz ’mérgező’ az élőlények számára • A víz kémiai elemzésének adatait úgy szokták összeállítani, hogy az 1 liter vízben jelenlévő ionok mennyiségét adják meg mg-ban (vagy μg-ban)

A víz keménysége

• • • Az ipari és gyakorlati célokra használt víz Ca- és Mg-tartalmát külön is megadják számszerűen keménységi fokokban. Erre azért van szükség, mert Ca és Mg vegyületek (karbonátok, szilikátok stb.) formájában rakódnak le a kazánokban és egyéb ’vizes’ berendezésekben, amit

vízkő

nek neveznek.

1 német keménységi fok (vagy nk°) = 10mg CaO-dal egyenérték

Ca- és Mg-só 1 liter vízben.

ÖSSZES KEMÉNYSÉG = ÁLLANDÓ KEMÉNYSÉG + VÁLTOZÓ KEMÉNYSÉG

A víz keménysége

•

Változó, vagy karbonát-keménység

: a vízben lévő hidrogén-karbonát ionokkal egyenértékű Ca- és Mg- ionok összessége. • Forralással szén-dioxid fejlődése mellett megszüntethető. Meghatározása: sav-bázis titrálással fenolftalein (pH=8,3) és metilnarancs (pH=3,9) indikátor jelenlétében (pH 3,9 és 8,4 közt fogyott savval egyenértékű a víz HCO 3 – tartalma) Metilnarancs indikátor átcsapási tartománya: 3,1-4,4 pH:3,1 vagy alatt: piros, pH:4,4 vagy felett: sárga

A víz keménysége

•

Állandó keménység

összessége. : a vízben lévő egyéb anionokkal egyenértékű Ca- és Mg-ionok • Meghatározható komplexometriás titrálással eriokrómfekete-T indikátor jelenlétében Eriokrómfekete-T indikátor átcsapási tartománya

: lila →kék

A vizek minősítése keménység szerint

• •

Oldott oxigén

: az élőlények pusztulását okozhatja, ha 1-2 mg/l-nél alacsonyabb, de a pisztrángok 6 mg/l fölött élnek csak meg. Oxigén szükséges a szennyvízzel bejutó anyagok lebontásához is. A vizekben az oxigéntartalom fordítottan arányos a hőmérséklettel. 20 º C-on, normál légköri nyomáson 8 mg/l körüli érték

Oxigén telítettség

: A felszíni vizek oxigén telítettségét %-ban fejezik ki. Az előbbi példához visszatérve az oldott oxigén tartalom 20 º C-on, normál légköri nyomáson 8 mg/l körüli érték, ez 100 %-os telítettséget jelent

• • • • •

BOI:Biológiai Oxigénigény

: a vízben levő szerves anyagok aerob úton történő lebontásához meghatározott idő alatt (ált. 5 nap) szükséges oxigén mennyisége

Kémiai Oxigénigény:

mg/liter] A vízben lévő oxidálható anyagok (szerves anyagok) mennyiségével arányos (KOI, angol megfelelője COD) [O 2 K 2 CrO 7 -tal és KMnO visszamérésével 4 -tal oxidáció tömény kénsavas közegben 150°C-on, 2 órás forralást követően a reagens

TOC

(összes szerves szén) gyűjtő paraméter szintén a vizek szerves szennyezettségének jellemzésére alkalmazzák

KOI/TOC

hányados: szerves vegyületek oxigéntartalmára lehet következtetni

KOI/BOI

hányados: a szerves szennyezés biológiai tisztíthatóságát jelzi

•

Nitrogénvegyületek

: • Öt formában fordulhat elő: elemi-, szerves-, nitrogén, nitrit és nitrát-, ammónia.

• A nitrogénvegyületek a vizekbe többféle forrásból juthatnak:

műtrágyából, szerves trágyából, szerves anyagok bomlása révén, és a szennyvízkezelő berendezésekből

• ezek közül a fehérjék bomlása során keletkező ammónia a legveszélyesebb (egyrészt zavarja a vízelőkészítést, mert a klórozás során ízrontó

klóraminok

keletkeznek, • Az ammónia a sejtmembránon áthatoló koncentráció-értéktől toxikus

sejtméreg

. Mérgező hatása egyéb vízjellemzők függvénye is, 0,2-2 mg/l • A magas nitrát tartalom csecsemőkre és felnőttekre egyaránt veszélyes.

Foszforvegyületek

: • A foszfor

nem mérgező, de fölös mennyisége a természetet károsan deformálhatja "terhelő" összetevő

túlburjánzását -

eutrofizációt

. A vizek nagy aktív foszfortartalma ugyanis a növények, algák eredményez és ezért káros • A természetes emberi tevékenység is okoz foszfor szennyezést. Az

emberi kiválasztás

naponta, személyenként 2g foszfort, ezen felül a hagyományos

mosószerek

további 2 g foszfort visznek a vizekbe • Szerves és szervetlen foszfátok formájában • Emberi források: – mosószerek, – műtrágyák, – ipari szennyvizek

Mikroszennyezők:

- szervetlen mikro szennyezők

: Ivóvíz esetén a Fe, Mn, Zn ízrontó hatásúak, a Cd, a Hg , Pb és a réz mérgezők.

szerves mikro szennyezők

során nem távolítható el.

: a különféle emberi tevékenységek miatt a vizekben különösen a szerves mikro szennyezők száma és koncentrációja nőtt meg, veszélyességüket fokozza, hogy többségük a hagyományos szennyvíztisztítás ill. vízelőkészítés

Nehezen lebomló szerves szennyező anyagok

• A szerves szennyező anyagok nagy többsége nagy koncentrációban a vizek oxigéntartalmának csökkentésével fejti ki káros hatását. Kis hányaduk nehezen bomlik és már kis - μg/l - koncentrációban is káros,

mérgező, rákkeltő, vagy felhalmozódó

tulajdonságú. Ezek, a

szerves mikroszennyezők

néven is számon tartott vegyületek: – Növényvédő szerek, rovarölő szerek, – kőolajok és származékaik, – szintetikus mosószerek, – poliklórozott bifenilek (PCB-k), – fenolok.

• Valamennyien speciális szennyező hatást okoznak. Jelenlétük speciális megítélést, eltávolításuk

speciális technikákat

igényel.

• • • •

Mikroszennyezők

Kőolaj származékok

: kisebb koncentrációban is mérgezők, ízrontó hatásúak, az olajhártya pedig elzárja a vízfelszínt a légköri oxigéntől, az aromás szénhidrogének emellett rákkeltő hatásúak.

Szintetikus mosószerek

: a felszíni vizek habzását okozzák, ami az oxigénfelvételt nehezíti, emulgeáló hatásuk miatt más káros anyagok kicsapódását, kiülepedését akadályozzák.

Növényvédő szerek

észterek) : a rovarirtók, a gombairtók és a gyomirtók táplálékláncban való feldúsulásuk miatt hatásuk esetleg csak évek múlva jelentkezik, lebomlásuk lassú, hazánkban a DDT használatát betiltották. Ma a növényvédelem más szerek használatára tér át, ezek víz hatására gyorsan lebomlanak (ilyenek a szerves foszforsav

Radioaktivitás

igen alacsony : a háttér a kőzetek oldódása és a K-40 jelenléte miatt változó, a tengerekben a magas sótartalom miatt magasabb. A felszíni robbantások idején jelentősen emelkedett a szint, majd Csernobil okozott gondot, napjainkban az atomerőművek és az izotóp felhasználó laboratóriumok szigorú ellenőrzésével a szint

•

Toxikus fémek

• Egyes fémek kis mennyiségben szükségesek az élővilág számára (

esszenciális fémek

). Ezek a bór, cink, króm, kobalt, mangán, molibdén, ón, réz és vas.

• Más fémek - arzén, kadmium, ezüst, higany, ólom, berilium az élő szervezeteket mérgezik, dózisú mérgező hatás éri.

toxikusak

koncentrációban fokozottan mérgezőek.

. • Az esszenciális fémek optimálist jóval meghaladó koncentrációban, valamint a nem-esszenciálisak növekvő • Mérgező hatást csak az oldott fémszennyezők okoznak, az oldhatatlan fémvegyületek biológiailag inaktívak. • Szennyvizeink általában igen kis koncentrációban tartalmaznak fémszennyezőket, de a biológiai folyamatok során megkötődnek, és a képződött biomasszában felhalmozódnak, így sok ezerszeres koncentrációt is elérhetnek. Előfordulhat, hogy a tápláléklánc végén levő állatot, vagy embert már a felhalmozódásból adódó nagy

Cianidok

• Mindenhol, ahol élet- vagy ipari tevékenység van, előfordulnak cianidok. Ezért a

cianidokat szennyezettséget jelző vegyületnek

is tekintik.

• A cianid ion könnyen megkötődik az állati szervezetekben és gyors mérgezést okoz.

• Már 50-60 mg halált is okozhat embereknél.

Blokkolja

a citokróm rendszert, és az

oxidációs folyamatokat

mert a . Természetes vizekben cianid nincsen, vagy csak 0,1 mg/l alatti koncentrációban fordul elő.

• Cianid tartalmú vizeket közvetlenül a képződésük helyén kell tisztítani a fokozott mérgezési veszély miatt, valamint azért is,

0,2 mg/l

feletti koncentráció a biológiai tisztítást gátolja. • A megengedett cianidion koncentráció: 0,2 mg/l.

Biológiai vízminősítés:

• •

Halobitás

: a víz biológiailag fontos

szervetlen kémiai

tulajdonságainak összessége (összes sótartalom, ionösszetétel).

Trofitás

: a vízi ökoszisztéma elsődleges

szervesanyag-termelésének

mértéke, alapja a fotoszintézis biokémiai folyamata, amelyhez

fémek, szervetlen növényi tápanyagok

megfelelő hőmérséklet és klorofill tartalmú növényzet

(alga, hínár) szükségesek. Ha a fontos tápanyagok (C, O, H, N, P, S) közül csak egy is hiányzik, akkor ez gátolja a folyamatot. • A trofitás fokának meghatározására a vízben élő algák számát ill. azok klorofill tartalmát mérik.

• • • •

A trofitási skála fokozatai és azok értelmezése:

Oligotróf:

víz szűken termő – szervetlen növényi tápanyagban szegény, kevés szerves anyagot termelő

Mezotróf:

közepesen termő

Eutróf:

bőven termő – nagy trofitású, szervetlen növényi tápanyagokkal jól ellátott, szerves anyagot elsődlegesen bőven termő

Hipertróf:

túltermő vizek, melyekben olyan növényi tápanyagfelesleg van, aminek kihasználására a fényenergia mennyisége nem elég.

Biológiai vízminősítés:

•

Szaprobitás

: a vízben lévő holt

lebontásának szerves anyagok

mértéke, mely a biokémiailag hozzáférhető szerves anyagok mennyiségétől függ • Mértékét az élővilág

faji összetételének mikroszkópos vizsgálatával

(a szaprobitás fokának növekedésével a fajok száma csökken, de az egyedszám nő) és az

oxigénfogyasztás mérésével határozzák meg.

•

Toxicitás

: a víz mérgezőképessége, olyan mérgek jelenléte, amelyek a vízi élőlényeket veszélyeztetik, a vizek öntisztuló képességét csökkentik, a víz ivóvízként történő vízfelhasználását korlátozzák. • Mértékét azzal a hígítással jellemzik, ami mellett a kísérleti élőlények fele adott idő alatt életben marad LD 50

Bakteriológiai vízminősítés:

A háztartási hulladékokkal olyan kórokozó baktériumok is kerülnek a vízfolyásokba, amelyek közegészségügyi ártalmakhoz, járványokhoz vezethetnek. A felszíni és az ivóvizek kórokozó baktériumokat nem tartalmazhatnak. Meghatározásuk megfelelő táptalajon történő tenyésztéssel valósítható meg. A vizeket a amiből a kólibaktérium kitenyészthető.

Kóliszám kóliliterrel

: 100 ml vízből kitenyészthető baktériumtelepek száma. Határértékek: jellemzik: az a legkisebb vízmennyiség, Klórozott vezetékes víz: 0,4 Vezetékes vagy ásványvíz: 2 Fúrt kút 4 Ásott kút 20

Külön nehézséget okoz a vírusok jelenléte, mert azok a baktériumoknál is nehezebben irthatók ki.

Vízminőségi osztályok

A víz minősítése minden esetben az elérni kívánt célnak megfelelően történik (ivóvíz, hűtővíz, strandolásra, öntözésre alkalmas vizek…), a felszíni vizeket integrált követelményrendszer alapján minősítjük.

A betegséget okozó ágensek

Kórokozók Baktériumok, vírusok, protozoák, bélférgek stb.

Betegség tífusz kolera dizentéria enteritis fertőző májgyulladás gyermekparalízis Hatás hasmenés, hányás, lép megnagyobbodás, bélgyulladás hasmenés, erős hányás, kiszáradás hasmenés erős gyomorfájás, émelygés, hányás láz, fejfájás, étvágytalanság, hasi fájdalom, sárgaság, májnagyobbodás, permanens májkárosodás magas láz, erős fejfájás, torokfájás, nyakmerevedés, mély izomfájdalom, remegés, a lábak, karok test bénulása

A vízminőségi jellemzők és határértékek Mérték egység Oxigénháztartás jellemzői Oldott oxigén Oxigéntelítettség mg/l % Biokémiai oxigénigény (BOI5) Kémiai oxigénigény (KOIps) Kémiai oxigénigény (KOIk) Szaprobítási (Pantle Buck) index mg/l mg/l mg/l Tápanyagháztartás jellemzői Ammónium (NH 4 -N) Nitrit (NO 2 -N) Nitrát (NO 3 -N) Összes-foszfor Összes-foszfor* Ortofoszfát (PO 4 -P) Klorofill-a mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Mikrobiológiai jellemzők Coliformszám i/ml Mikroszennyezők és toxicítás I.

7 80-100 4 5 12 1,8 1 0,2 0,01 1 100 40 50 10 Határérték osztály II.

6 70-80 100-120 6 8 22 2,3 III.

4 50-70 120-150 10 15 40 2,8 IV.

3 20-50 150-200 15 20 60 3,3 V.

 3   20 200  15  20  60  3,3 0,5 0,03 5 200 100 100 25 10 1,0 0,1 10 400 200 200 75 100 2,0 0,3 25 1000 500 500 250 1000  2,0  0,3  25  1000  500  500  500  500  1000

Szervetlen mikroszennyezők

Alumínium Arzén Cink mg/l mg/l mg/l Higany Kadmium Króm Króm(VI) Nikkel Ólom Réz mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

Szerves mikroszennyezők

Fenolok (fenolindex) Anionaktív detergensek Kőolaj és termékei Radioaktív anyagok mg/l mg/l mg/l Összes β-aktivítás

Egyéb jellemzők

Bq/l pH 2 100 20 0,17 6,5-8 20 10 50 0,10 0,5 10 5 15 5 5 Fajlagos vezetőképesség (20 °C-on) Vas Mangán µS/cm mg/l mg/l 500 0,1 0,05 50 20 75 0,2 1 20 10 30 20 10 5 200 50 200 50 100 0,5 2 50 20 50 50 50 500 100 300 1 5 100 50 200 100 100  500  500  100  300  1  5   100 50  200  100  100 10 300 100 20 500 250  20  500  250 0,35 0,55 1,1  1,1 8-8,5 700 0,2 0,1 6,0-6,5 8,5-9 1000 0,5 0,2 5,5-6,0 9,0-9,5 2000 1 00,5   5,5 9,5  2000  1  0,5