VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA, VÍZMINŐSÍTÉS

Az előadások a következő témára: "VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA, VÍZMINŐSÍTÉS"— Előadás másolata:

1 VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA, VÍZMINŐSÍTÉS

2 Hogyan mérhető a vízminőség?

3 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)

4 Oldott és lebegőanyag tartalom (a víz komplex keverék)
1 nm 200 nm Valódi oldat Kolloid r. Diszperz rendszer Nem ülepedő 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)

5 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)

6 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

7 2. KÉMIAI JELLEMZŐK 2.1 Leggyakoribb anionok és kationok („természetes” állapot) Na+, K+, Ca2+, Mg2+ HCO3-, CO32-, SO42-, Cl- 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 Maucha diagram Balaton ~ 700 µS/cm Fertő tó ~ 2500 µS/cm

8 2.4 pH pH = - log(H+), semleges víz: 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-, CO32- pH pH 8.3

9 BOI 5 20 nap 100% 0% 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 Kémiai oxigénigény (KOIp  KOIcr) TOC - Összes szerves szén nap BOI 5 20 100% 0% Elméleti oxigénigény TOC KOI BOI20 BOI5

10 Hidrolízis, ammonifikáció Nitrogén- kötés
Tápanyag háztartás 2.9 Nitrogénvegyületek Nitrát és nitrátosodás: methemoglobinemia Szervetlen N formák (NH4+, NO2-, NO3-): eutrofizálódás (növényi tápanyagok) O2 fogyasztás: Kjeldahl N (szerves + NH4-N) 5 20 nap BOI BOIN BOIC Hidrolízis, ammonifikáció Nitrogén- kötés Atmoszférikus N Szerves N (proteinek, aminósavak, karbamid) Ammónium Redukált állapotok Asszimiláció Nitrát redukció Denitrifikáció Nitrifikáció (Nitrosomonas) Nitrát Nitrit Oxidált állapotok Nitrifikáció (Nitrobakter)

11 Deszorpció Oldódás Csapadék-képződés Adszorpció Oldódás
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 Oldódás Deszorpció Csapadék-képződés Foszfát ásványok Adszor- beált P Orto- foszfát Foszfát ásványok Adszorpció Oldódás Csapadék-képződés Asszimiláció Mineralizáció Szerves P (biomassza) Hidrolízis Szerves P (detritusz)

12 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

13 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)

14 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:

15 4. VÍZBIOLÓGIAI MONITORING
Élőlény csoportok Bakterioplankton Fitoplankton Élőbevonat algák Makrofita Zooplankton Makroszkópikus gerinctelenek Halak Minőségi és mennyiségi mutatók Faji összetétel Gyakoriság (biomassza) Korösszetétel (halak)

16 VKI-BIOLÓGIAI ELEMEK Gerinctelen fauna egyedsűrűség összetétel érzékeny állomány jelenléte diverzitás Halak életciklus/korszerkezet Perifiton Makrofiton Egyedsűrűség Fitoplankton virágzási gyakoriság/intenzivitás biomassza

17 VKI MINŐSÍTÉS: VÍZTEREK ÁLLAPOTÁNAK JELLEMZÉSE
Kémiai paraméterek Besorolás biológiai elemek hidrológiai és morfológiai elemek fizikai és általános kémiai elemek Specifikus szennyezők Állapotjellemzők 5 osztály biológiai állapot hidrológiai morfológiai állapot Az ökológiai állapotot befolyásoló kémiai állapot ökológiai állapot 2 osztály A FELSZÍNI VÍZTÉR ÁLLAPOTA