Transcript 2_vizminoseg

VÍZMINŐSÉGI
JELLEMZŐK
MEGHATÁROZÁSA,
VÍZMINŐSÍTÉS
Hogyan mérhető a vízminőség?
1. FIZIKAI JELLEMZŐK
1.1 Hőmérséklet

Oldhatóságot befolyásolja

Biológiai folyamatok meghatározója

Felszíni vizek: szezonális ingadozás

Hőrétegzettség (mély tavak)

Felszín alatti vizek: viszonylag állandó hőmérséklet

Termálvizek (> 20 ºC)
Oldott és lebegőanyag tartalom (a víz komplex keverék)
1 nm
Valódi oldat
200 nm
Kolloid r.
Nem ülepedő
Diszperz rendszer
Ülepedő
1.2 Összes oldott anyag

0.45 µm szűrőpapíron átszűrt mintából bepárlás, majd 105 ºC-on
súlyállandóságig szárítva
1.3 Lebegőanyag

Szűrőn fennmaradt rész

Szervetlen anyagok (hordalék) és élő szervezetek (plankton)
1.4 Zavarosság

Szerves és szervetlen lebegőanyagok, kolloid részecskék
okozzák

Meghatározás: a lebegõ részecskék által szórt fény
mérésével (nefelométerrel, NTU – ”Nephelometric
Turbidity Unit”)
1.5 Átlátszóság

Fény elnyelése

Szín és zavarosság határozza meg

Fotikus zóna (eutrofizálódás)

Mérés: fotocella, Secchi korong (m)
1.6 Szín
 Vízben oldott anyagok (huminsavak, szennyvizekkel bekerülő
festékanyagok, mikroorganizmusok anyagcsere termékei)
 Mérés: fényelnyeléssel - TCU („True Color Unit”)
1.7 Íz és szag
 Szennyvíz, szerves anyagok bomlástermékei, (pl. kénhidrogén)
 Ipari (fenol, merkaptán, kátrány, acetilén stb.)
 Mikroorganizmusok (vasbaktériumok, szulfátredukáló
kénbaktérium, bizonyos algák)
 Szervetlen anyagok (oldott sók)
1.8 Fajlagos vezetőképesség

Oldott ásványi sók (anionok és kationok)
koncentrációjával arányos

Mérés: platinalemezek közötti ellenállás (µS/cm)

Előnyök: automatizálható, vízminőség (ionösszetétel)
változását, szennyezést jelzi
2. KÉMIAI JELLEMZŐK
2.1 Leggyakoribb anionok és kationok („természetes” állapot)

Na+, K+, Ca2+, Mg2+

HCO3-, CO32-, SO42-, ClMaucha diagram
Balaton ~ 700 µS/cm
Fertő tó ~ 2500 µS/cm
2.2 Keménység

Ca és Mg ionok okozzák (pl. Ca(HCO3)2; (nk – CaO eé)

Változó keménység: forralással eltávolítható HCO3- mennyiségével
egyenértékű

Állandó keménység: összes – változó
2.4 pH

pH = - log(H+), semleges víz: 0.0000001 mol H+ (proton)/l  pH 7

Természetes vizek: pH 6.5 – 8.5 (csapadékvíz pH 5.5)

Befolyásolja: mész-szénsav egyensúly, humin- és fulvinsavak, biológiai
aktivitás

Biokémiai folyamatok lejátszódása pH érzékeny
2.5 Savasság, lúgosság

Puffer kapacitás (semlegesítő képesség) a savas, lúgos behatással
szemben

Természetes puffer: hidrokarbonát ionok (hazai adottságok)
2.6 Oldott CO2 – szervetlen C formák (pH függésük)
CO2, H2CO3, HCO3-, CO32pH 4.5 pH 8.3
Oxigén háztartás
2.7 Oldott oxigén, oxigén telítettség

Hőmérséklet, nyomás függő

Befolyásoló tényezők (források és nyelők): diffúzió, lebontás,
fotoszintézis, légzés stb.
2.8 Szervesanyag tartalom

Meghatározás oxigén fogyasztásból (oxidáció)

Biokémiai oxigénigény: BOI5 bakteriális lebontáshoz szükséges
oxigén mennyisége
BOI

Kémiai oxigénigény (KOIp  KOIcr)

TOC - Összes szerves szén
5
100%
0%
BOI5
BOI20
KOI
TOC
20 nap
Elméleti oxigénigény
Tápanyag háztartás
2.9 Nitrogénvegyületek

Nitrát és nitrátosodás: methemoglobinemia

Szervetlen N formák (NH4+, NO2-, NO3-): eutrofizálódás
(növényi tápanyagok)
BOI

O2 fogyasztás: Kjeldahl N (szerves + NH4-N)
BOIN
BOIC
Hidrolízis,
ammonifikáció
Nitrogénkötés Szerves N
Atmoszférikus
N
Denitrifikáció
(proteinek,
aminósavak, karbamid)
Asszimiláció
Nitrifikáció
(Nitrobakter)
Ammónium
Nitrát
redukció
Nitrit
Nitrát
5
20 nap
Redukált
állapotok
Nitrifikáció
(Nitrosomonas)
Oxidált
állapotok
2.10 Foszforvegyületek

Eutrofizálódás: limitáló elem (Liebig elv)

Oldott realtív P: főként ortofoszfát (PO43-) - növények által felvehető

Partikulált P: szervetlen (lebegőanyahoz kötött) és szerves (alga,
detritusz)

Mérés: Összes P és PO4-P

Biológiailag hozzáférhető P: közvetlenül nem mérhető (frakcionálás)

Nincs gáz halmazállapot
Deszorpció
Oldódás
Foszfát
ásványok
Adszorbeált P
Csapadékképződés
Ortofoszfát
Adszorpció
Asszimiláció
Csapadékképződés Foszfát
Oldódás
Mineralizáció
Szerves P
(biomassza)
ásványok
Hidrolízis
Szerves P
(detritusz)
2.11 Kénvegyületek

Szulfidok (redukált forma): H2S, szerves szulfidok,
fémszulfidok (Fe, Zn, Cu stb.)

Szulfát (SO42-)

Anaerob biokémiai folyamatok: SO42-  H2S

Biokémiai oxidáció: H2S  H2SO4

Bűzhatás
2.12 Vas- és mangánvegyületek

Oldott állapotban (Fe2+): felszín alatti
vizekben tározók fenékiszapjában
(hidrogén-karbonátos, szulfátos,
huminsavas kötésben)

Oxigén jelenlétében: Fe(OH)3
(vashidroxid, oldhatatlan)

A vas és a mangán közegészségügyi
szempontból nem ártalmas, de
esztétikailag kifogásolható
2.13 Mikroszennyezők







Kis koncentrációk (μg/l, ng/l) – analitika nehézségek!
Íz és szagrontó hatás, gyakran mérgezőek (önmagukban vagy más
anyagokkal képzett komplexeikben)
Bioakkumulációs hajlam, karcinogén hatás és mutagenitás
Szervetlen mikroszennyezők:
 nehézfémek (Hg, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, Zn), As, cianid, Al
 Oldhatóságtól függ a veszélyesség (pH, redox)
 esszenciális elemek is!
Szerves mikroszennyezők:
 Ásványolaj, olajszármazékok, PAH vegyületek, klórozott
szénhidrogének, PCB-k (benzol, fenol, kloroform, ...)
 növényvédőszerek (DDT, lindán, atrazin...)
 Felületaktív anyagok, detergensek, oldószerek
 Trihalometán prekurzorok (fertőtlenítés mellékterméke)
EU direktívák: VKI – elsőbbségi anyagok, WHO: veszélyes anyagok listája
Természetes eredetűek is lehetnek (humin- és fulvinsavak az elhalt
növények lebomlásából, fenol a korhadó falevelekből, As és más
fémionok a kőzetek oldódásából, algatoxinok)
3. BAKTERIOLÓGIAI (MIKROBIOLÓGIAI) JELLEMZŐK
Baktériumok:
Patogének (Vibrio cholerae - kolera, Shigella - vérhas, Esherichia coli vastagbél, véd/de gyulladást is okoz, Salmonella - tífusz,
Staphylococcus,
Cyanobaktériumok stb.)
Mérés: indikátor (patogének jelenlétére utaló) baktérium csoportok
•
Összes coliform (TC) – talajban, üledékben található nem spórás, pálcika
alakú baktériumok
•
Fekál coliform (FC) – emberek és melegvérű állatok bélrendszeréből
származó coli baktériumok (44.5 C-on tenyésztik, ahol a nem fekális
eredetűek növekedése már gátolt)
•
Fekál streptococcus (FS) – az emberi és állati zsigerekben élő baktériumok
•
FC/FS > 4 emberi eredetű, FC/FS < 1 állati eredetű szennyezés
•
Csíratesztek: telepszám meghatározás
Kép forrása:
http://www.sze.hu/~radicsa/VIZ
BIOLOGIA/vizbiol_dia.pdf
4. VÍZBIOLÓGIAI MONITORING
• Élőlény csoportok
– Bakterioplankton
– Fitoplankton
– Élőbevonat algák
– Makrofita
– Zooplankton
– Makroszkópikus gerinctelenek
– Halak
• Minőségi és mennyiségi mutatók
– Faji összetétel
– Gyakoriság (biomassza)
– Korösszetétel (halak)
VKI-BIOLÓGIAI ELEMEK
Gerinctelen fauna
egyedsűrűség
összetétel
érzékeny állomány jelenléte
diverzitás
Halak
egyedsűrűség
összetétel
életciklus/korszerkezet
érzékeny állomány jelenléte
Perifiton
egyedsűrűség
összetétel
érzékeny állomány jelenléte
Makrofiton
Egyedsűrűség
összetétel
érzékeny állomány jelenléte
Fitoplankton
egyedsűrűség
összetétel
virágzási gyakoriság/intenzivitás
biomassza
VKI MINŐSÍTÉS: VÍZTEREK ÁLLAPOTÁNAK JELLEMZÉSE
Állapotjellemzők
biológiai elemek
hidrológiai és
morfológiai
elemek
fizikai és
általános kémiai
elemek
Specifikus
szennyezők
Kémiai
paraméterek
Besorolás
5 osztály
5 osztály
5 osztály
2 osztály
biológiai
állapot
hidrológiai
morfológiai
állapot
Az ökológiai
állapotot
befolyásoló
kémiai
állapot
2 osztály
ökológiai
állapot
A FELSZÍNI
VÍZTÉR
ÁLLAPOTA
kémiai állapot