technologia 2 DRUK

technologia 2 DRUK, Ochrona Środowiska pliki uczelniane, technologia uzdatniania wód

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->WODY POWIERZCHNIOWE•Konspekt•obiekty hydrograficzne•czynniki kształtujące skład wody•skład wód powierzchniowych•metody oznaczania cech fizycznych wody•metody oznaczania własności chemicznych wodyHydrologiczny cykl trwający miliony latCykl hydrologiczny - obieg wody między atmosferą, hydrosferą ilitosferą. Zamknięty obieg wody pomiędzyoceanami, atmosferą ikontynentami- duży obieg wody. Mały obieg wymiana wodymiędzyatmosferą i kontynentamilub oceanami.Wody powierzchniowe- wody występujące na powierzchniziemi, łatwe do bezpośredniego ujęcia (czerpania).Wody powierzchniowe stanowią w Polsce około 83% całej ilości wody.HydrosferaObjętośćw tys. km3Woda słonaOceanyWoda słodkaLódWody podziemneJezioraWilgoć glebowaAtmosferaZbiorniki wodneRzekiBiomasaRAZEM40 11427 8008 000220701552269300.50.20.0380.0130.0050.005400.05904960.80.032.41512 0005001 350 0004253 000% całościwody słodkiejStrumieńw tys.km3/rokczas obieguw latachWedług Prawa Wodnego [Prawo Wodne, Dz. U. 01.115.1229,art. 5] woda w przyrodzie w występuje w postaci wodypowierzchniowej i podziemnej.Według tej ustawy śródlądowe wody powierzchniowe dzieląsię na: płynące - w ciekach naturalnych, kanałach oraz wźródłach, z których cieki biorą początek, i stojące - znajdującesię w jeziorach oraz innych naturalnych zbiornikach wodnychniezwiązanych z ciekami naturalnymi. Natomiast przepisy owodach płynących mają zastosowanie do jezior oraz innychzbiorników wodnych o ciągłym dopływie lub odpływie wódpowierzchniowych, a także do wód znajdujących się wsztucznych zbiornikach wodnych usytuowanych na wodachpłynących.Punktowe obiekty hydrograficzneźródłowypływ wody gruntowej na powierzchnięLiniowe obiekty hydrograficzneŹródłem nazywamy wypływ wód podziemnych, lub inaczej miejscew którym wody podziemne wydostają się na powierzchnię.Typologia hydrobiologów nawiązuje do ukształtowanie źródełwyróżniając: reokreny, helokreny i limnokreny. Jednakże i taklasyfikacja nie odzwierciedla całej różnorodności źródeł.kryterium podziału - sposób wypływu wody (Thieneman 1926)Zlewnia - jest to całość obszaru, z którego wody spływają do danej rzeki(jeziora, bagna itp.) lub jej fragmentu.Zlewnia dotyczy zarówno wód powierzchniowych, jak i podziemnych.Częścią zlewni może być dorzecze danej rzeki.Dorzecze - obszar, z którego wody powierzchniowe spływają do jednejrzeki, zwanej rzeką główną.Rzeki wpadające do rzeki głównej noszą nazwę dopływów 1 rzędu.Granicą dorzecza jest dział wodny.•reokreny•limnokreny•helokreny1cieki naturalne :strugastrumieńpotokrzekaStruga niewielki ciek wodnyuchodzący do rzeki, płynący wolno wterenie o małych deniwelacjach.Struga w odróżnieniu od potokupłynie na terenie nizinnym.Charakteryzuje się spadkami do 2‰,a na obszarach o bardziejzróżnicowanej rzeźbie czasami więcej– do 5‰. Zlewnie strug, podobnie jakzlewnie potoków, na ogół nieprzekraczają 100 km². Struga możewypływać zarówno ze źródła, jak i zezbiornika wodnego, np. z jeziora.Nazwa struga jest nazwą występującątakże w oficjalnych dokumentachdotyczących hydrologii.Strumień (strumyk), mały naturalny ciek wodny,zazwyczaj uchodzący do rzeki. Strumienie płyną wterenie o zróżnicowanej rzeźbie, w wąskim, płytkimkorycie o niewielkim spadku i zlewni na ogółnieprzekraczającej 20 km². W Polsce są najczęściejspotykane na pogórzach i w najwyższych partiachpojezierzy. Strumienie okresowe mogą powstawać posilnych opadach deszczu, roztopach. Początek dająim na ogół młaki, wycieki i niezbyt wydajne źródła.Strumienie, w odróżnieniu od strug, mają dośćwartki nurt, w dnie ich koryt często występują progii przełomy.Potok jest to niewielki ciek wodny o wartkim nurcie,płynący w terenie o znacznych deniwelacjach, zwyklew korycie wyerodowanym w skałach.Charakteryzują go duże spadki zwierciadła wody iburzliwy prąd. W Polsce potokami nazywane sąprzeważnie cieki płynące w górach i na wyżynach.Cechą potoków górskich są spadki koryt od 5% do30%, a potoków wysokogórskich nawet do 80% iwięcejW Polsce przyjmuje się, że rzekę stanowi ciekwodny o powierzchni dorzecza powyżej 100 km2W Polsce wyznaczono obszary dorzeczy:Odryobejmujące również dorzecza rzek Przymorza na zachód odujściaSłupi,a także wpadających do Zalewu Szczecińskiego,Wisłyobejmujące również dorzecza rzek Przymorza na wschód odujścia Słupi, a także wpadających do Zalewu Wiślanegoobszary dorzeczy obejmujące znajdujące się na terytoriumRzeczypospolitej Polskiej części międzynarodowych dorzeczy:Dniestru, Dunaju, Jarft, Łaby, Niemna, Pregoły, Świeżej, Ücker.Osiągnięciu dobrego stanu ekologicznego wód na terenie całej UniiEuropejskiej do roku2015będą służyły programy działań zawarte wplanach gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy, którezostaną opracowane do roku2009.Obszarowe obiekty hydrograficznemałe zbiorniki wodne(staw,sadzawka, basen, wyrobisko, zapadlisko)jezioraczynniki kształtujące skład wody1. budowa geologiczna zlewni2. zdolność sorpcyjna kompleksu glebowego3. topografia zlewni i jej zagospodarowanie4. procesy wietrzenia skał5. procesy fizyczne6. procesy chemiczne7. powierzchnia wody8. głębokość zbiorników9. stopień regulacji rzek10. prędkość przepływuwskaźniki:•fizyczne•chemiczne•biologicznedomieszki•zawieszone•koloidalne•rozpuszczoneDziennik Ustaw z 2007 r. Nr 61 poz. 417ROZPORZĄDZENIEMINISTRA ZDROWIA1)z dnia 29 marca 2007 r.w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przezludzi2)(Dz. U. z dnia 6 kwietnia 2007 r.)2cechy fizyczne wody1.2.3.4.5.6.7.8.9.barwazapachtemperaturaodczynmętność – zawiesiny ogólneprzezroczystośćsmakgęstośćrozpuszczalność1mg Pt/dm31mg Pt/l1. Barwa(pozorna, rzeczywista), zielonkawa5250 mg Pt/dm31.2.3.4.związki humusoweplanktonroślinnośćjony metali (Fe, Mn)chloroplatynian potasu K2PtCl6chlorek kobaltu CoCl2· 6H2OK2Cr2O7+ CoSO4· 7H2Oskala wzorców2. Zapachkrotność rozcieńczenia1. związki pochodzenia organicznego - zakwit glonów2. produkty mineralizacji osadów dennych3. gazyOH5. Mętność(załamanie światła)1mg SiO2/dm3wody(ziemia okrzemkowa)Optyczna klarowność cieczy.Zjawisko wywołane obecnościąnierozpuszczalnej materii w cieklymośrodku.ClH2S, Cl+ HClkilkakilkadziesiąt1000g/m3•związkiorganiczne•glina,iły•związkiMn, Fe, Alwody naturalne nie zanieczyszczone charakteryzują się zapachem roślinnym.3. TemperaturaC4. Odczyn•kwaśnedeszczepehametrostanmętnośćwizualne i instrumentalneturbidymetryczna 05 mg/dm3(550 mg/dm3rozcieńczanie)nefelometryczna, mętnościometr, wykreślenie krzywejpłomieniowy mętnościomierz Jacksona,pH 6,59,0•związkihumusowe•ścieki,FeSO4papierek wskaźnikowyPomiar mętności polegał kiedyś po prostu na pomiarze światłaprzechodzącego przez ciecz -turbidymetria.Jednak pomiar światła rozproszonego 90° okazał się, zwłaszcza wniższych zakresach pomiarowych, o wiele skuteczniejszyi jest dzisiaj uznaną na całym świecie metodą standardową.Nefelometria- mierniki, nefelometry.Mierniki dzielimy w zależności od zastosowanego w nich źródłaświatła.Podczas gdy dla pomiarów zgodnych ze "Standardowymimetodami badania wody i ścieków" wymagane jestszerokopasmowe źródło światła(„światło białe”),o długości fali(400-600 nm),to ISO 7027/DIN 27027 (EN ISO 7027) żąda IR-LED(poczerwień)o długości fali 860 nm.Wyniki pomiarów uzyskiwane za pośrednictwem tychdwóch różnych rodzajów mierników nie są porównywalne.Polskie normy PN-EN ISO 7027: 2003NTU(skrót odNephelometric Turbidity Unit-nefelometryczna jednostka mętności).Nefelometria określa mętność roztworu na podstawie analizyefektu Tyndalla. Jakość wody przeznaczonej do spożyciaprzez ludzi wg PN nie powinna przekraczać 1 NTU.polimer formazyny (C2H4N2)Typowe wartości mętności dla różnych cieczyWoda zdejonizowana 0,02 NTUWoda pitna 0,02 - 0,5 NTUWoda źródlana 0,05 -10 NTUŚcieki 70 – 2000 NTU35a. Zawiesiny ogólnemg/dm3mg/lwagowo po filtracji przez sączek z włókna szklanego8. Gęstość[g/cm3]areometrpiknometroC - 0,99987 g/cm36. Przezroczystość(zamiast mętności)określenie wysokości słupa wody w cm przez, któryobserwowany druk wzorcowy daje się odczytaćzamarzając wodazmniejszaa niezwiększaswoją gęstośćzabezpieczenie zbiorników wodnych (jeziora, stawy) przedzamarzaniem do dna podczas surowych zim, umożliwiająctym samym przetrwanie życia w tych zbiornikachnajwiększa gęstość wody występuje nie w punkciezamarzania - 0oC, lecz w temperaturze 3,98oC4oC7. Smakfunkcja rodzaju i ilości występujących substancji oraz temperatury•procesówbiochemiczne•zanieczyszczeniapochodzenia antropogenicznego9. Rozpuszczalnośćbardzo dobry rozpuszczalnik w porównaniu z innymicieczamiwynik polarnościzasada rozpuszczania: polarne w polarnychniepolarne w niepolarnychSKŁAD CHEMICZNY WODYsubstancje rozpuszczoneg/m3= mg/dm3składniki podstawowe kilkaset g/m3makroskładnikikilkaset mg/m3- kilkanaście g/m3mikroskładnikikilkaset mg/m3przewodzenieelektrycznekationy: Ca2+, Mg2+, Na+, K+twardośćaniony: HCO3-, SO42-, Cl-krzemionka: SiO2woda idealnie czysta jako zbiór cząsteczek H2Opraktycznienie istniejesubstancje organicznenaturalne•substancjehumusowe 60-80%:•białka•węglowodany•oleje,woski•produktysyntezy organizmów wodnychwskaźniki tlenowetlen rozpuszczony(+) – z atmosfery, fotosynteza(-) – biochemiczne i chemiczne utlenianie substancjiorganicznej i nieorganicznej,desorpcja tlenu do atmosferyobce:•WWA•pochodnefenoli i in. związków organicznych•pestycydy•pochodneropy naftowej•substancjepowierzchniowo czynne(+)(-)zawartość normalna014 mg O2/dm3stan nasycenia – procent nasycenia (%)74 mg O2/l4oznaczeniemetoda miareczkowa WinkleraMn2++ O2Mn4+Mn4++ 2I-Mn2++I2miareczkowanie tiosiarczanem sodu (Na2S2O3)[Mn(OH)2]SyntezaRozkładfotosyntezabiosyntezaanaerobowyaerobowyoznaczenia•BZT5•ChZT•Utlenialność- indeks tlenowy•OWO,•RWO,•EWCh•EWAMnSO4+ (KI + KOH)Mn(OH)2(pH7)[O]MnO(OH)[H]Mn4++ 3H OMn(OH)222Mn4++ 2I-Mn2++ I2I2+ 2S2O32-2I-+ S4O62-BZT5[mgO2/dm3]OxiTop®IS6/IS12warunki aerobowe, 20oC, bez światłazwiązki org. + O2bak., enzymyCO2+ H2+ bakterie[O][O]-NH3NO2NO3-wpływ:Pomiary OxiTop® polegają napomiarach ciśnienia wzamkniętym systemie:mikroorganizmy znajdującesię w próbie zużywają tlen iprodukują przy tymCO2,absorbowany przezNaOH. Powstaje podciśnienie,które jako wartość pomiarowamoże być bezpośrednioodczytana w mg/l.Opracowany przez niemieckąfirmę Wissenschaftlich-Technische Werkstaetten GmbH(WTW) system.temp. 20-30oC, 10oC, 40oC, 4oCpożywkipH 7-8substancje toksycznemetody oznaczenia:rozcienczeńponad 10mg O2/dm31:10manometryczna Sierpa (Wartburga)Główki OxiTop® (zielone iżółte) posiadają funkcjęAutoTemp: kiedy temperaturapróby jest za zimna,automatycznie następujeopóźnienie pomiaru, dopókitemperatura nie ustabilizuje się,najczęściej trwa to 1 godzinę.ChZTutlenianie związkówK2Cr2O710-60 mg O2/lChZTBZT5metoda oznaczenia:utlenialnośćChZT+ związki nieorganiczne z Fe2+3-24 mg O2/lmetoda oznaczenia:miareczkowanie po ogrzewaniu z KMnO4pH<7C6H12O6+ Mn7+(KMnO4) + H+Mn2++CO2+ H2OMn7++ H2C2O4+ H+Mn2++CO2+ H2OnadmiarKMnO4redukuje się dodanym w równoważnej ilościkwasem szczawiowym, którego nadmiar miareczkuje sięmiareczkowanie po ogrzewaniu z K2Cr2O7utlenianie związków organicznych (np. glukozy):(CHO)n+ Cr2O72-+ H+2Cr3++ CO2+H2Oodmiareczkowanie nadmiaru K2Cr2O7Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+2Cr3++ 6Fe3++ 7H2OKMnO45 [ Pobierz całość w formacie PDF ]