CC BY
31
st. kpt. mgr inz. Joanna RAKOWSKA mgr inz. Tomasz WILCZYNSKI
Zaklad-Laboratorium Badan Chemicznych i Pozarowych CNBOP
JAKOSC PIAN GASNICZYCH WYTWARZANYCH Z WÔD POWIERZCHNIOWYCH SILNIE ZANIECZYSZCZONYCH
Czçsc I - Zanieczyszczenia wod powierzchniowych
Streszczenie
W artykule przedstawiono zrodla i rodzaje zanieczyszczen wod powierzchniowych oraz klasyfikacjç czystosci wod. Summary
This article describes sources and kind of contaminations in surface waters and classification of water clearness.
Wstçp
Woda jest powszechnie stosowanym srodkiem gasniczym. Swoj^. popularnosc zawdziçcza skutecznemu chlodzeniu pal^cych siç materialow, rozcienczaniu przez parç wodn^. gazow w strefie spalania oraz niekiedy rowniez dzialaniu izoluj^cemu. Zwiçkszenie efektywnosci wykorzystania wody wymaga stosowania odpowiednich technik podawania oraz modyfikacji skladu chemicznego wody poprzez dodawanie srodkow gasniczych [1]. Nalezy jednak pamiçtac, ze woda stosowana do dzialan gasniczych ma rozny sklad zwi^zany ze zrodlem jej pochodzenia. Zanieczyszczenia mog^. poprawiac parametry wody lub dzialac przeciwnie, np. zmniejszac trwalosc piany.
Woda jest jednym z najwazniejszych i najbardziej rozpowszechnionych zwi^zkow chemicznych na kuli ziemskiej, znajduje siç w stalym obiegu w przyrodzie, stanowi jedn^. z geosfer (hydrosferç), zajmuje ponad 2/3 powierzchni Ziemi. Wystçpuje rowniez w skalach skorupy ziemskiej (wody glebowe) oraz w postaci pary wodnej w atmosferze. Jednak woda wystçpuj^ca w przyrodzie nie jest czystym zwi^zkiem chemicznym, poniewaz s^. w niej
rozpuszczone nieznaczne ilosci gazow i cial stalych, na ktore skladaj^. si§ kationy wapnia, sodu, magnezu i potasu oraz aniony w^glanowe, chlorkowe i siarczanowe.
Zanieczyszczenia wod to substancje chemiczne, bakterie i inne mikroorganizmy obecne w wodach naturalnych w zwi^kszonej ilosci.
1. Podzial zanieczyszczen wod
Zanieczyszczenia mozna klasyfikowac wedlug roznych kryteriow. Jednak niezaleznie od tego, jaki podzial zostanie dokonany, zanieczyszczenia s^. tak samo szkodliwe dla srodowiska i powinna byc prowadzona jak najwi^ksza ich redukcja.
Ze wzgl^du na pochodzenie zanieczyszczenia dzieli si§ na naturalne i antropogeniczne. Ze wzgl^du na miejsce powstawania rozroznia si§ zanieczyszczenia punktowe (glownie scieki), liniowe i obszarowe.
1.1 Zanieczyszczenia naturalne, czyli domieszki
Domieszki wody
Woda, z ktor^ mamy do czynienia, jest rozcienczonym roztworem rozmaitych domieszek. Domieszkami wody s^.:
• sole,
• gazy,
• substancje organiczne,
• drobnoustroje.
W przyrodzie najmniej domieszek zawiera woda pochodz^ca z opadow atmosferycznych. Jednak wbrew potocznym przekonaniom woda opadowa nie jest czysta, gdyz przechodz^c przez "chmury" pylow i gazow przemyslowych, ulega zanieczyszczeniu (st^d obecnosc w niej lotnych zwi^zkow organicznych lub kwasu siarkowego i azotowego). Do tego dochodzi skazenie w wyniku wymywania z powierzchni np. dachu dalszych zanieczyszczen (odchody ptakow, skladniki pokrycia - zwi^zki miedzi, azbest itd.).
Najwi^cej domieszek zawiera woda morska i wody podziemne. Domieszki wody morskiej s^. szkodliwe dla zdrowia i woda ta nadaje si§ do picia dopiero po ich usuni^ciu. Wody podziemne
mogq zawieraé szkodliwe domieszki pochodzqce ze zlóz naturalnych (np. arsen) lub z powierzchni ziemi.
Dobrej jakosci naturalna woda mineralna nie zawiera szkodliwych domieszek z powierzchni ziemi, ani tez ze scieków odprowadzanych do ziemi, gdyz naturalna woda mineralna z definicji moze pochodzié tylko z dobrze izolowanych geologicznie zbiorników podziemnych powstalych we wczesniejszych okresach rozwoju naszej planety [2]. Domieszki wody wodociqgowej Substancje nieorganiczne:
amoniak, chlorki, mangan, srebro, antymon, chrom (+3), miedz, tal, arsen, cyjanki, molibden, tytan, azotany, cynk, nikiel, uran, azotyny, fluorki, olów, wanad, bar, fosfor, rtçé, zelazo, beryl, glin, selen (+4), bor, kadm, siarczany, magnez, sód Substancje organiczne:
chlorowane alkany - dichlorometan, l, l, l-trichloroetan, l, l-dichloroetan, tetrachlorek wçgla, l,2-dichloroetan, tetrachloroetan
chlorowane eteny - chlorek winylu, trichloroeten, l, l-dichloroeten, tetrachloroeten, l, 2-dichloroeten
wqglowodory aromatyczne - benzen, benzo(k)fluoranten, styren, benzo(a)piren, etylobenzen, toluen, benzo(b)fluoranten, fluoranten, benzo(ghi)perylen, indeno(l,2,3-cd)piren, ksyleny chlorobenzeny - chlorobenzen, l, 4-dichlorobenzen, l, 2-dichlorobenzen, trichlorobenzeny, l, 3-dichlorobenzen
inne - akryloamid, kwas nitrylotrójoctowy, dialkilocyna, epichlorohydryna, polichlorobifenyle, adypinian, heksachlorobutadien, tributylowy tlenek cyny Srodki dezynfekujqce i produkty towarzyszqce¿
srodki dezynfekujqce - monochloramina, jod, di-i trichloramina, dwutlenek chloru, chlor
1.2 Zanieczyszczenia antropogeniczne
Rolnictwo
Wody opadowe mogq z terenów uzytkowanych rolniczo zmywaé róznego rodzaju zwiqzki, bçdqce pozostalosciq po stosowanych nawozach sztucznych oraz srodkach ochrony roslin. W ten sposób dostaje siç do wody wiele bardzo szkodliwych i trudnych do usuniçcia
zanieczyszczen. Pestycydy zawieraj^ duzo zwi^zkow posiadaj^cych wlasciwosci silnie toksyczne, mutagenne lub teratogenne. Zwi^zki te czçsto kumuluj^ siç w srodowisku i stanowi^ duze zagrozenie dla zwierz^t oraz czlowieka.
Azotany i fosforany pochodz3.ce z nawozow sztucznych s^. odpowiedzialne za powstawanie deficytu tlenowego w wodzie poprzez nadmierny rozwoj glonow. Wzrost glonow w wodach bogatych w azotany i fosforany moze bye wprost proporcjonalny do ilosci promieniowania slonecznego, jakie otrzymuje woda. Intensywny wzrost glonow prowadzi do eutrofizacji zbiornikow wodnych. Eutrofizacja, czyli nadmierne uzyznienie wod jest przyczyn^. starzenia siç i obumierania jezior. W warunkach naturalnych eutrofizacja jest procesem powolnym, ktory moze trwae setki i tysi^ce lat. Obecnie proces ten zostal gwaltownie przyspieszony na skutek wykorzystywania jezior jako odbiornikow sciekow. Doplyw substancji bçd^cych materialem odzywczym dla glonow i innych skladnikow planktonu przyspiesza ich wzrost. Glony szybko rosn^ i szybko obumieraj^. Martwe glony opadaj^ na dno zbiornika i przy dostatecznym doplywie tlenu ulegaj^ przeksztalceniu w zwi^zki nieorganiczne, ktore z kolei staj^ siç zrodlem materialu odzywczego i caly cykl siç powtarza. W miarç gromadzenia siç substancji organicznych i przy znacznym ich rozkladzie nastçpuje coraz silniejsze zuzycie tlenu; jego niedobor hamuje dalsze procesy mineralizacji, prowadzi do wymierania organizmow o duzym zapotrzebowaniu tlenu; gromadzi siç osad denny w postaci mulu (sapropel), zbiornik wyplyca siç i przeksztalca stopniowo w zamulony staw, a z czasem w torfowisko [2]. Przemysi
Zanieczyszczenia przemyslowe stanowi^ wielk^. grupç zwi^zkow. S3 tak samo zroznicowane jak zroznicowany jest przemysl. Mog3 je wywolywae czynniki fizyczne jak i chemiczne. Zwi^zki chemiczne zanieczyszczaj^ce wody mog3 bye organiczne lub nieorganiczne. Jednoczesnie wystçpuje powi^zanie typu zanieczyszczenia z dzialalnosci^ zakladu. Na przyklad produkty odpadowe z hut i piecow mog3 bye m. in. zrodlem fenoli. Rakotworcze aminy aromatyczne np. beta-naftyloamina i benzydyna pochodz^ z fabryk barwnikow, syntetycznego kauczuku i innych tworzyw sztucznych jak i przemyslu farmaceutycznego. Wymienione zwi^zki maj^ wlasciwosci toksyczne, a ich usuniçcie z wody wymaga specjalnych zabiegow chemicznych. Natomiast scieki z fabryk celulozy, plyt pilsniowych itp. mog3 bye szczegolnie powaznym problemem ze wzglçdu na duz^ zawartose
zwiqzkow organicznych ulegajqcych gniciu, ktore latwo mogq spowodowac wyczerpanie zapasu tlenu w rzekach i jeziorach, do ktorych sq odprowadzane. Podobne skutki mogq wywolac scieki z fabryk konserw [2].
1.3 Zanieczyszczenia punktowe
Scieki (wody zwrotne) z systemow kanalizacyjnych (przemyslowych i komunalnych) stanowiq glowne zrodlo zanieczyszczen wod, zwlaszcza powierzchniowych. Nalezq do nich scieki:
Bytowo-gospodarcze, tj. wody zuzyte do celow higienicznych i gospodarczych, w gospodarstwach domowych, zakladach pracy i zakladach uzytecznosci publicznej. Charakteryzujq siç one na ogol stalym skladem wynikajqcym z powtarzalnosci zabiegow higienicznych i czynnosci zwiqzanych z prowadzeniem gospodarstw domowych. Przemysiowe, tj. wody zuzyte w zakladach produkcyjnych i uslugowych w wyniku procesow technologicznych. Ich sklad zalezy od rodzaju przemyslu, materialow stosowanych w produkcji oraz w technologii. Ten rodzaj sciekow oznacza siç na ogol wiçkszym stçzeniem i wyzszym stopniem zanieczyszczenia od sciekow bytowo-gospodarczych.
Opadowe z terenow skanalizowanych, tj. glownie wody deszczowe i roztopowe oraz wody zuzyte na polewanie ulic i placow. Scieki te cechuje znacznie mniejsze zanieczyszczenie i niewielkie stçzenie, szczegolnie po pewnym czasie trwania deszczu lub roztopow.
Wody filtracyjne (gruntowe) przedostajqce siç do kanalizacji przez nieszczelnosci i pçkniçcia przewodow kanalizacyjnych. Odznaczajq siç zwykle niewielkim zanieczyszczeniem. Podgrzane wody chlodnicze (glownie z elektrowni cieplnych)
Podgrzane wody chlodnicze, staly siç problemem w wyniku rozwoju przemyslu paliwowo-energetycznego. Podwyzszenie temperatury wod powierzchniowych ma zazwyczaj wplyw na biocenozç odbiornikow tych wod, choc takze wplywa na ogol na wzrost tempa produkcji biologicznej (organicznej). Kumulacja materii organicznej prowadzi z kolei do wzrostu biologicznego zapotrzebowania na tlen, przy jednoczesnym zmniejszeniu jego rozpuszczalnosci, niedobor tlenu moze byc przyczynq sniçcia ryb. Zasolone wody kopalniane
Zrzuty z zasolonych wod kopalnianych, z ktorych wiçkszosé zawiera duze stçzenie chlorkow i siarczanow, stanowi^ istotne zagrozenie dla wod plyn^cych. Wody takie s3 nader uci^zliwym zanieczyszczeniem dyskwalifikuj^cym wodç do celow spozywczych i nawodnien rolniczych (zasolenie gleb) oraz do celow przemyslowych (korozja urz^dzen) [2].
1.4 Zanieczyszczenia liniowe
Zanieczyszczenia pasmowe wzdluz szlakow komunikacyjnych
Zanieczyszczenia te s3 zwi^zane z emisj3 spalin przez pojazdy mechaniczne. Zawieraj3 one zwi^zki olowiu, mog^ce przedostae siç do wod gruntowych [2].
1.5 Zanieczyszczenia obszarowe
Odpiywy z terenow rolniczych (nawozy ipestycydy, srodki ochrony roslin)
Odplywy z terenow rolniczych stanowi^ najgrozniejsze zrodlo zanieczyszczen obszarowych, zawieraj3 duze ilosci zwi^zkow chemicznych z nawozow sztucznych i srodkow ochrony roslin. S3 to glownie zwi^zki azotu i fosforu powoduj3.ce zwlaszcza w wodach stoj^cych nadmierny wzrost ich zyznosci, prowadz^cy do politrofii (przezyznienia). Te zrodla zanieczyszczen w zasadzie nie podlegaj3 kontroli.
Odplywy z terenow przemyslowych (nie ujçte w systemy kanalizacyjne) oraz ze skladowisk odpadow komunalnych
Skladowiska takie czçsto usytuowane s3 w niewlasciwym miejscu i s3 niedostatecznie zabezpieczone. Zanieczyszczenia te przenikaj3 najczçsciej do wod gruntowych, a wraz z nimi przedostaj^ siç do wod powierzchniowych. Do najszkodliwszych zanieczyszczen nalez^ tu: pestycydy i detergenty oraz produkty ropy naftowej. Zanieczyszczenie atmosfery przedostajqce siq do wod
S3 to glownie zakwaszone opady atmosferyczne, powstale w wyniku utlenienia dwutlenku siarki do kwasu siarkowego. Zakwaszaj3 one biotopy wodne, co stwarza bardzo niekorzystne warunki do rozwoju zycia organicznego [2].
2. Ocena stopnia zanieczyszczenia wod
Ocenç zanieczyszczen wody przeprowadza siç metodami fizycznymi i chemicznymi oraz przez badanie stanu biologicznego wody.
2.1 Klasy czystosci wod powierzchniowych
Wedlug Rozporzqdzeniem Ministra Ochrony Srodowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wod powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wynikow i prezentacji stanu tych wod (Dz. U. Nr 32, poz. 284) [3] nowa klasyfikacja wod obejmuje piçc klas czystosci I, II, Ш, IV oraz V.
Piçciostopniowa klasyfikacja wod powierzchniowych przedstawia siç nastçpujqco:
I. Klasa pierwsza
Wody w tej klasie charakteryzujq siç bardzo dobrq jakosciq:
a. spelniajq wymagania okreslone dla wod powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci w wodç przeznaczonq do spozycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem wlasciwym dla kategorii A1,
b. wartosc wskaznikow jakosci wody nie wskazujq na zadne oddzialywanie antropogeniczne.
II. Klasa druga
Wody w tej klasie mozna okreslic jako wody o charakterze dobrym:
a. spelniajq w odniesieniu do wiçkszosci jakosci wody wymagania okreslone dla wod powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci w wodç przeznaczonq do spozycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem wlasciwym dla kategorii A2,
b. wartosc biologicznych wskaznikow jakosci wody wskazujq na niewielki wplyw oddzialywania czynnikow antropogenicznych.
III. Klasa trzecia
Wody w danej klasie okreslic mozna jako wody zadowalajqce:
a. spelniaj 3 wymagania okreslone dla wod powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci w wodç przeznaczon3 do spozycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem wlasciwym dla kategorii A2,
b. wartose biologicznych wskaznikow jakosci wody wskazuj3 na umiarkowany wplyw oddzialywania czynnikow antropogenicznych
IV. Klasa czwarta
Wody tej klasy scharakteryzowae mozna jako niezadowalaj3cej jakosci:
a. spelniaj3 wymagania okreslone dla wod powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci w wodç przeznaczon3 do spozycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem wlasciwym dla kategorii A3,
b. wartose biologicznych wskaznikow jakosci wody wskazuj3, na skutek oddzialywan antropogenicznych, zmiany ilosciowe i jakosciowe w populacjach biologicznych.
V. Klasa piqta
Wody danej klasy identyfikowae mozna z wodami zlej jakosci:
a. nie spelniaj3 wymagan okreslonych dla wod powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludnosci w wodç przeznaczon3 do spozycia,
b. wartose biologicznych wskaznikow jakosci wody wykazuj3 na skutek oddzialywan antropogenicznych, zmiany polegaj3ce na zaniku wystçpowania znacznej czçsci populacji biologicznych.
Zgodnie z cytowanym wyzej podzialem:
• wody kategorii A1 - to wody wymagaj3ce prostego uzdatniania fizycznego, w szczegolnosci filtracji oraz dezynfekcji,
• wody kategorii A2 - wody wymagaj3ce typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczegolnosci utleniania wstçpnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji i dezynfekcji (chlorowanie koncowe),
• wody kategorii A3 - wody wymagaj3ce wysokosprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczegolnosci utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na wçglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowanie, chlorowanie koncowe).
Poziom zanieczyszczenia tych wód okreslié mozna wg wskazników jakosci wód: fizycznych, chemicznych lub biologicznych.
2. 2 Wskazniki jakosci wód
Wskazniki jakosci wód okreslajq ilosé i rodzaje zawartych w wodzie zanieczyszczen. Wyróznia siç wskazniki fizyczne, chemiczne i biologiczne.
Wskazniki fizyczne to temperatura, zapach, smak, mçtnosé, przezroczystosé, barwa wody. Temperatura wód naturalnych zalezy w duzym stopniu od ich pochodzenia. Temperatura wód powierzchniowych jest zmienna w ciqgu roku od 0 do 25°C zaleznie od pory roku. Wody podziemne charakteryzujq siç wzglçdnie stalq temperatura w ciqgu roku. Przyjmuje siç, ze wody podziemne majq temperatura zblizonq do sredniej rocznej temperatury powietrza danego rejonu. Najczçsciej temperatura wód podziemnych wynosi od 8 do ll°C. Temperatura wody wodociqgowej powinna wynosié od 7 do l2°C.
Mçtnosc wód moze byé wywolana obecnosciq drobno zdyspergowanych zawiesin mineralnych bqdz organicznych. Mçtnosé wód powierzchniowych zalezy od rodzaju koryta rzeki, rodzaju zlewni oraz stanu wody w rzece. Podczas wysokich stanów wody mçtnosé jej jest wiçksza niz podczas stanów niskich. Mçtnosé wód podziemnych jest przewaznie niewielka, jednak po wypompowaniu wody na powierzchniç moze wytrqcaé siç wodorotlenek zelaza (II) Fe(OH)2, a nastçpnie wodorotlenek zelaza (Ш) Fe(OH)3, natomiast w wypadku duzej twardosci wçglanowej moze wytrqcaé siç wçglan wapnia. Te zwiqzki chemiczne mogq zwiçkszaé mçtnosé wody. Barwa wody jest wywolana najczçsciej zwiqzkami humusowymi wyrugowanymi z gleby. Moze ona tez byé wywolana dostajqcymi siç do wody sciekami przemyslowymi o znacznym zabarwieniu.
Smak wody jest wskaznikiem jakosci okreslany organoleptycznie, rozróznia siç smak: slony, gorzki, alkaliczny (rozpuszczony w wodzie material alkaliczny taki jak sód, potas, smak „mydlany"), kwasny. Wszelkie inne odczucia smakowe nazywajq siç posmakiem (np. posmak chlorowy, rybi, metaliczny).
Zapach wody mogq powodowaé rózne zwiqzki (najczçsciej pochodzenia organicznego) i gazy. W wodach podziemnych najczçsciej przyczynq zapachu jest zawartosé siarkowodoru. W wodach powierzchniowych zapach wody powstaje w wyniku: zakwitu glonów, mineralizacji osadów
dennych oraz odprowadzania scieków. Zapach wody dzieli siç grupy: roslinny (R), gnilny (G), specyficzny (S), który jest powodowany zwi^zkami niespotykanymi w wodzie, jak: fenol, nafta, chlor [2].
Wskazniki chemiczne to m.in. odczyn wody, utlenialnosé, twardosé wody, zasadowosé, kwasowosé, poziom zwi^zków azotu i fosforu, chlorków, siarczanów, zelaza, rozpuszczonego tlenu, dwutlenku wçgla, metali ciçzkich.
Odczyn wody wyraza stopien jej kwasowosci lub zasadowosci i jest okreslany ilosciowo stçzeniem jonów wodorowych. Odczyn wód powierzchniowych naturalnych wynosi od 6,5 do 8,5 pH. Roztwory obojçtne maj^ pH=7, kwasne pH<7, alkaliczne pH>7. Wody o malych wartosciach pH powoduj^. korozjç, zas wody o duzym pH wykazuj^ sklonnosé do pienienia siç. Twardosc wody jest to wlasciwosé wywolana obecnosci^. substancji rozpuszczonych w wodzie, a glównie soli wapnia i magnezu. Poza wymienionymi twardosé wody powoduj^. równiez jony zelaza, glinu, manganu, oraz kationy metali ciçzkich. Nadmierna twardosé objawia siç nadmiarem wytr^conego kamienia podczas podgrzewania wody b^dz tez moze byé przyczyn^. zlego pienienia siç mydla. Generalnie wody powierzchniowe charakteryzuj^ siç mniejsz^ twardosci^ niz wody podziemne.
Zasadowosc wody jest to zdolnosé do zobojçtniania mocnych kwasów w obecnosci okreslonych wskazników. Jest ona wywolana obecnosci^. anionów wodorowçglanowych, rzadziej wçglanowych, niekiedy równiez wodorotlenowych, boranowych, fosforanowych. Najczçsciej aniony te wystçpuj^. jako sole wapnia i magnezu i wówczas zasadowosé jest równa twardosci wçglanowej. Zasadowosé ma wtórne znaczenie sanitarne, natomiast duze znaczenie w wodach do celów gospodarczych i przemyslowych.
Kwasowosc wody jest to zdolnosé do zobojçtniania zasad mineralnych lub w^glanów w obecnosci dodawanych do wody wskazników. Kwasowosé wód naturalnych powoduje wolny dwutlenek wçgla, kwasy mineralne i organiczne (humusowe). Kwasowosé ogólna nie ma istotnego znaczenia sanitarnego.
Dwutlenek wqggla wystçpuje prawie we wszystkich wodach naturalnych. W wodach powierzchniowych pochodzi on glównie z procesów przemian biochemicznych organizmów zywych (glównie glonów) i rozkladu zwi^zków organicznych. W wodach podziemnych
dwutlenek wçgla moze pochodzic z procesow przemian formacji geologicznych. Jego obecnosc w wodzie jest niepozqdana ze wzglçdu na wlasciwosci korozyjne w stosunku do betonu i metali. Zawartosc dwutlenku wçgla w wodach podziemnych jest wskaznikiem sanitarnym. Zelazo wystçpuje w wodach podziemnych w postaci rozpuszczonej, najczçsciej jako wodorowçglan zelaza (III), a niekiedy siarczan (VI) zelaza (II) lub chlorek zelaza (II). W wodach rejonow bagiennych, zalesionych oraz warstw zawierajqcych torf, zelazo moze wystçpowac w polqczeniu ze zwiqzkami organicznymi, najczçsciej z kwasami humusowymi. Nadmiar zelaza w wodzie psuje jej smak, jest szkodliwy dla zdrowia oraz moze byc przyczynq rozwoju bakterii zelazistych i zarastania rurociqgow.
Mangan wystçpuje w wodach podziemnych zazwyczaj razem z zelazem w ilosci 10-20% zawartosci zelaza, w podobnych zwiqzkach jak zelazo. Jego szkodliwosc dla zdrowia jest podobna jak zelaza.
Chlorki sq latwo rozpuszczalne w wodzie i wystçpujq we wszystkich wodach w mniejszych lub wiçkszych ilosciach. W wodach podziemnych wystçpujq glownie chlorki pochodzenia geologicznego, natomiast w wodach powierzchniowych i plytkich podziemnych mogq pochodzic dodatkowo ze sciekow i z nawozenia gleb. Chlorki wystçpujq razem ze zwiqzkami azotowymi, bakteriami i przy podwyzszonej utlenialnosci sq waznym wskaznikiem zanieczyszczenia wody. Siarczany, podobnie jak chlorki, wystçpujq we wszystkich wodach naturalnych. Sq one glownie pochodzenia geologicznego, a w wodach powierzchniowych mogq rowniez pochodzic ze sciekow przemyslowych. Nadmiar siarczanow w wodach moze byc przyczynq korozji siarczanowej betonu.
Azotany (Ш) i azotany (V) sq istotnym wskaznikiem oceny jakosci wody. Nadmiar azotanow (V) w wodzie moze byc przyczynq methemoglobinemii niemowlqt, a czasami i doroslych. Azotany (III) w obecnosci jonow chlorkowych i siarczanowych mogq byc przyczynq korozji rurociqgow. Utlenialnosc wody okresla jej zdolnosc do pobierania tlenu z manganianu (VII) potasu w okreslonych warunkach. Pobierany tlen jest zuzywany do utleniania organicznych i niektorych nieorganicznych zwiqzkow zawartych w wodzie.
Sucha pozostalosc jest oznaczana przez odparowanie 1 dm3 wody i wysuszenie w temperaturze 105°C. Na suchq pozostalosc skladajq siç zwiqzki mineralne i organiczne rozpuszczone, zawieszone i koloidalne [2].
Ocena biologiczna jest bardzo waznym uzupelnieniem fizycznej i chemicznej oceny jakosci wód. Rodzaje organizmów wystçpuj^cych w zbiornikach wodnych okreslaj^ odbywaj^ce siç w niej procesy biochemiczne. Organizmy zasiedlaj3.ce zbiorniki wodne s3, wiçc swego rodzaju wskaznikami stopnia czystosci wody b^dz tez wskaznikami zanieczyszczenia. Wskazniki biologiczne okreslaj^. warunki sanitarne np. miano Coli, wskaznik saprobowosci, indeks saprobów, polski indeks biotyczny.
Badania biologiczne wód slodkich jest na ogól ograniczone do oznaczania - bentosu, czyli organizmów wodnych osiedlaj^cych siç na dnie zbiornika, jego brzegach i na powierzchni zanurzonych przedmiotów,
- planktonu, czyli ogólu organizmów zyj^cych w samej wodzie, tj. zawieszonych w niej. Organizmy stanowi^ce wskazniki wlasciwosci biologicznych wody dzieli siç na:
- kataroby, organizmy zasiedlaj^ce wody czyste,
- saproby, organizmy wystçpuj^ce w wodach o róznym stopniu zanieczyszczenia Saproby mozna klasyfikowaé nastçpuj^co:
• polisaproby, zyj3.ce w bardzo zanieczyszczonych wodach,
• а i ß-mezosaproby, zyj3.ce w wodach umiarkowanie zanieczyszczonych,
• oligosaproby, zyj3ce w wodach czystych.
Wody naturalne zawieraj3 pewne ilosci bakterii chorobotwórczych. Zawartosé bakterii (liczba bakterii w 1 cm3 wody) zalezy od rodzaju zródla wody. Na przyklad woda ze studni artezyjskich nie zawiera bakterii, woda zródlana zabezpieczona przed zanieczyszczeniem moze zawieraé do
33
200 bakterii w 1cm wody, a woda rzeczna czysta moze zawieraé do 125 000 bakterii w 1 cm wody. Analiza bakteriologiczna wody obejmuje badania ilosciowe i jakosciowe. W celu okreslenia ilosci bakterii odmierzon3 ilosé wody nanosi siç na pozywki i po okreslonym czasie w optymalnej dla bakterii temperaturze okresla siç liczbç kolonii wyroslych na pozywce. Badania jakosciowe maj 3 na celu wykrycie bakterii chorobotwórczych w wodzie. Analiza bakteriologiczna sprowadza siç zazwyczaj do oznaczania bakterii Escherichia coli (paleczki okrçznicy). Bakteria ta nie jest niebezpieczna dla czlowieka, swiadczy jednak o zanieczyszczeniu fekaliami i wzbudza podejrzenie, co do obecnosci bakterii chorobotwórczych. Ilosé paleczek okrçznicy wyraza siç jako miano coli, które oznacza najmniejsz3 objçtosé wody (w cm ), w której
wykryto 1 bakteriç okrçznicy. Miano coli 10 oznacza, ze w 10 cm3 nie powinna znajdowaé siç wiçcej niz jedna paleczka okrçznicy [2].
Tabela 1
Wartosci graniczne wskazników jakosci wody w klasach jakosci wód powierzchniowych [3]
Lp. Wskaznik jakosci wody Jednostka Wartosci graniczne w klasach I -V
I II III IV V
Wskazniki fizyczne
1. Temperatura wody °C 22 24 26 28 >28
2. Zapach krotnosé 1 3 10 20 >20
3. Barwa mg Pt/l 5 10 20 50 >50
4. Zawiesiny ogólne mg/l 15 25 50 100 >100
5. Odczyn pH 6,5-8,5 6,0- 8,5 6,0 - 9,0 5,5-9,0 <5,5lub >9,0
Wskazniki tlenowe
6. Tlen rozpuszczony mg O2/l 7 6 5 4 <4
7. BZT5 mg O2/l 2 3 6 12 >12
s. ChZT-Mn mg O2/l 3 6 12 24 >24
9. ChZT-Cr mg O2/l 10 20 30 60 >60
10. Ogólny wçgiel organiczny mg C/l 5 10 15 20 >20
Wskazniki biogenne
11. Amoniak mg NHVl 0,5 1 2 4 >4
12. Azot Kjeldahla mg N/l 0,5 1 2 4 >4
13. Azotany mg NO3/l 5 15 25 50 >50
14. Azotyny mg NO2/l 0,03 0,1 0,5 1,0 >1,0
15. Azot ogólny mg N/l 2,5 5 10 20 >20
16. Fosforany mg POVl 0,2 0,4 0,7 1,0 >1,0
17. Fosfor ogólny mg P/l 0,2 0,4 0,7 1,0 >1,0
Wskazniki zasolenia
18. Przewodnosé w 20 °C mS/cm 500 1000 1500 2000 >2000
19. Substancje rozpuszczone mg/l 300 500 800 1200 >1200
20. Zasadowosé ogólna mgCaCO3/l >200 100 20 10 <10
21. Siarczany mg SO4/l 100 150 250 300 >300
22. Chlorki mg Cl/l 100 200 300 400 >400
23. Wapn mg Ca/l 50 100 200 400 >400
24. Magnez mg Mg/l 25 50 100 200 >200
25. Fluorki mg F/l 0,5 1,0 1,5 1,7 >1,7
Lp. Wskaznik jakosci wody Jednostka Wartosci graniczne w klasach I -V
I II III IV V
Metale, w tym metale ciçzkie
26. Arsen mg As/l 0,01 0,01 0,05 0,100 >0,100
27. Bar mg Ba/l 0,1 0,1 0,5 1,0 >1,0
28. Bor mg B/l 0,5 1,0 2,0 4,0 >4,0
29. Chrom ogolny mg Cr/l 0,05 0,05 0,05 0,10 >0,10
30. Chrom (VI) mg Cr/l 0,02 0,02 0,02 0,04 >0,04
31. Cynk mg Zn/l 0,3 0,5 1 2 >2
32. Glin mg Al/l 0,1 0,2 0,4 0,8 >0,8
33. Mangan mg Mn/l 0,05 0,1 0,5 1,0 >1,0
34. Miedz mg Cu/l 0,02 0,04 0,06 0,100 >0,100
35. Nikiel mg Ni/l 0,01 0,02 0,05 0,2 >0,2
36. Olow mg Pb/l 0,01 0,01 0,02 0,05 >0,05
37. Selen mg Se/l 0,01 0,01 0,02 0,04 >0,04
38. Zelazo mg Fe/l 0,1 0,3 1,0 2,0 >2,0
Wskazniki zanieczyszczen przemyslowych
39. Cyjanki mg CN/l 0,02 0,02 0,05 0,05 >0,05
40. Fenole (indeks fenolowy) mg/l 0,001 0,005 0,01 0,05 >0,05
41. Pestycydy 1) ^g/l 0,1 1,0 2,5 5,0 >5
Substancje
42. powierzchniowo czynne anionowe mg/l 0,1 0,2 0,5 1,0 >1,0
43. Oleje mineralne (indeks oleju mineralnego) mg/l 0,01 0,05 0,20 0,5 >0,5
Wskazniki biologiczne
44. Saprobowosc fitoplanktonu Indeks saprobowosci 1,0 1,5 2,5 3,5 >3,5
45. Saprobowosc peryfitonu Indeks saprobowosci 1,0 1,5 2,5 3,5 >3,5
46. Makrobezkrçgowce Indeks bio- 5,5 4,0 2,5 1,0 <1,0
bentosowe, indeksy roznrodnosci
47. Chlorofil "a" mg/l 10 25 50 100 >100
Wskazniki mikrobiologiczne
48. Liczba bakterii grupy coli typu kalowego w 100 ml 20 200 2000 20000 >20000
49. Liczba bakterii grupy coli w 100 ml 50 500 5000 50000 >50000
1) - Pestycydy obejmuj^ sum§: lindanu, dieldryny
3. Stan jakosci wod rzecznych w wojewodztwie malopolskim i mazowieckim
Najwi^ksze zanieczyszczenie wod powierzchniowych w Polsce wyst^puje w wojewodztwie malopolskim. Z tego powodu analizowano stan czystosci rzek w tym rejonie. Ponadto jako material porownawczy stosowano wody z wojewodztwa mazowieckiego ze wzgl^du na mozliwosc wykonywania badan w dniu pobrania prob.
Ryc. 1 Mapa czystosci rzek Polski w roku 2003
3.1 Wody plynqce
W 2005 roku stan jakosci wód powierzchniowych (rzek) w województwie malopolskim [4] wedlug 5 klas w 46 punktach monitoringu diagnostycznego przedstawial siç nastçpujзco:
• nie wystзpily wody bardzo dobrej jakosci klasy I,
• nie wystзpily wody dobrej jakosci klasy II,
• wody zadowalajзcej jakosci klasy III wystзpily w 29 punktach pomiarowych,
• wody niezadowalajзcej jakosci klasy IV wystзpily w 11 punktach kontrolnych na rzekach,
• wody zlej jakosci klasy V stwierdzono w 6 punktach pomiarowo-kontrolnych na rzekach. Stan jakosci wód województwa mazowieckiego w 2005 roku uwzglçdniajзcy wskazniki
fizyczne, chemiczne i biologiczne przedstawia siç nastçpujзco:
• brak wód bardzo dobrej (I klasa) i dobrej jakosci (II klasa),
• wody zadowalajзcej jakosci (klasa Ш) wystзpily w 22 badanych przekrojach pomiarowych,
• wody niezadowalajзcej jakosci (IV klasa) stwierdzono w 96 punktach,
• wody zlej jakosci (V klasa) wystзpily w 26 punktach [5].
3.2. Wody jezior i zbiorników zaporowych w województwie malopolskim i mazowieckim
Z oceny wykonanej w województwie malopolskim dla 6 zbiorników zaporowych w 12 punktach pomiarowych nie stwierdzono wód o bardzo dobrej jakosci, jak równiez wód o niezadawalajзcej i zlej jakosci. Wystзpily wody dobrej jakosci klasy II (w 9 punktach pomiarowych) i zadawalajзcej jakosci klasy Ш (w 3 punktach pomiarowych) [4].
W 2005 roku wykonano badania szesciu jezior w województwie mazowieckim. Stwierdzono brak wód bardzo dobrej jakosci (I klasa). W wiçkszosci wystçpujз wody o II (dobrej jakosci) lub Ш (zadowalajзcej jakosci) klasie czystosci. Wody niezadowalajзcej jakosci (IV klasa) lub wody zlej jakosci (V klasa) wystзpily w 6 punktach pomiarowych [5].
4. Podsumowanie
Wody powierzchniowe w wiçkszosci zbiorników w województwach malopolskim i mazowieckim sз silnie zanieczyszczone. Wystçpujз w nich praktycznie wszystkie rodzaje domieszek. Jest duze prawdopodobienstwo, ze woda ze zbiorników powierzchniowych,
zastosowana w dzialaniach gasniczych b^dzie míala IV lub V klas§ czystosci. Z tego powodu bardzo istotna jest informacja, czy wody takie sq przydatne w wytwarzania pian gasniczych oraz czy mozna ustalié graniczny poziom zanieczyszczen dla zachowania minimalnych parametrów uzyskanej piany. Szczególnq uwag§ nalezy zwrócié na mozliwosé stosowania srodka z wodq wodociqgowq lub morskq.
5. Literatura
1. S.Wilczkowski, „Piany gasnicze, srodki pianotwórcze i zwilzacze", Szkola Aspirantów Panstwowej strazy Pozarnej, Kraków 2003.
2. J.Rakowska, B.Porycka, W.Trzaskowski, Z.Borkowski, T.Wilczynski „Wplyw zanieczyszczen wody na trwalosé pian gasniczych" - sprawozdanie z badan BC CNBOP, Józefów 2007.
3. Rozporzqdzenie Ministra Ochrony Srodowiska z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu oraz sposobu interpretacji wyników i prezentacji stanu tych wód (Dz. U. Nr 32, poz. 284).
4. Raport „Monitoring wód województwa malopolskiego w roku 2005" Wojewódzki Inspektorat Ochrony Srodowiska w Krakowie.
5. Raport „Monitoring wód województwa mazowieckiego w roku 2005" Wojewódzki Inspektorat Ochrony Srodowiska w Warszawie.
