Chemia wody (inżynieria środowiska pwr) - ściąga :)

1.Rola wody w tworzeniu klimatu ziemskiego.

- Duże ciepło parowania i krzepnięcia oraz jej duże ciepło właściwe ma istotne znaczenie dla magazynowania i rozprowadzania energii słonecznej po powierzchni kuli ziemskiej.

- opaday słoneczne pochłaniają duże ilości ciepła, są więc ważnym regulatorem temperatury naszej planety, podobnie jak oceany działają jako regulatory temperatury naszej planety;latem wchłaniają nadmiar ciepła, dostarczany przez promieniowanie słoneczne i nie dopuszczają do zbytniego ogrzania się powietrza, zimą oddaja ciepło otoczeniu, które z tego mimo słabnącej intensywności promieniowania słonecznego nie oziębia się zbyt silnie,

- znaczne
ciepło topnienia lodu powoduje,że topnienie wielkich mas śniegu odbywa się wiosną stosunkowo wolno i tylko wyjątkowo zdarzają się katastrofy powodziowe.

- głównym prądem powodującym wymianę masy wód jest Golfsztrom;

Skutki efektu cieplarnianego:

- w obszarze północnym: rzeka i lód słodki stworzą cienką warstwę ciepłej wody słodkiej,zatrzymua się wtedy proces zatapiania słonych wód-brak cyklu zawracającego wode do oceanów-Golfsztrom cofnie się na południu

- wycoafanie prądu-aktywne prądy zimne wpływają na Europę

Czynniki wpływające na temperaturę ziemi:

- ciepło właściwe

- gęstośc

- przemiany fazowe wody

2.Globalny cykl hydrologiczny

Woda występuje w przyrodzie w trzech stanach skupienia i znajduje się w ciągłym obiegu kołowym:ziemia-atmosfera-ziemia. Pod wpływem energii słonecznej woda paruje z pow. mórz,jezior,rzek,stawów i ziemi, tworząc chmury,a następnie w postaci śniegu, deszczów,gradu wraca na ziemię. Z ogólnej ilości wód opadowych spadających na powierzchnię lądowych 1/3 części odparowuje, 1/3 przenika w głab ziemi, 1/3 sływa po jej powierzchni. Masa wody dędącej w ciagłym obiegu stanowi około 0,0255 zasobów wody globu ziemskiego.

3.Zasoby wodne w Polsce.

Polska nie jest krajem zasobnym w wodę. Obszray deficytowe pod względem zasobów wody są położone głównie w środkowej i częściowo południowej Polsce

- zasoby wód podziemnych i powierzchniowych ok. 60km3/rok

- opady ok. 186km3/rok

- odparowujące bezpośrednio ok.133km3/rok

- pozostała część spływa rzekami lub wsiąka do gruntu

- bezpośredni odpływ powierzchniowy ok. 19,4km3/rok

- wydobycie wód podziemnych ok.34km3/rok

- dopływy ok.5,2km3/rok

- odpływ wody do bałtyku ok.58km3/rok

Sredni opad 600mm/rok,ok. 30% wody może być zakumulowana w warstwach wody powierzchniowych wody

pobór wody na potrzeby ludności i gospodarki narodowej:

- przemysł ok. 8000000km3

- wodociągi ok.250l/Ml dobę

- leśnictwo ( rolnictwo ) ok.100000km3/rok

4.Budowa cząsteczki wody.

Wzór chemiczny wody H2O, określa skład ilościowyi jakościowy wody. Woda składa się z wodoru i tlenu,a skład masowy w wodzie wynosi 11,93%H i 88%O.

Kształt cząsteczki wody nie jest wydłużony, linearny, lecz odpowiada trójkątowi. W jednym z jego wierzchołków znajduje się atom tlenu, a w dwóch pozostałych atomy wodoru. Kąt przy wierzchołku zawierąjącym atom tlenu wynosi 1,82 rad. Atomy tworzące cząsteczkę wody są połaczone wiązaniami chemicznymi, tj ,siłami działającym ina atomy w taki sposób, że jądra atomowe zajmują w przestrzeni w stosunku do siebie położenie równowagowe. Wiązanie między atomem wodoru i atomem tlenu to wiązanie atomowe spolaryzowane(występuje w cząsteczce między atomami o róznej elektroujemności). Atom tlenu silnie przyciaga wspólna parę elektronową znajdującą się w wiążącym orbitalu cząsteczkowym.

Hybrydyzacja sp3 jest typowa dla związków węgla. Węgiel tworzy cztery równocenne wiązania skierowane ku narożom regularnego tetraedru. Kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 1,911 rad. Hybrydyzację sp3 można uznać za podstawę budowy wielu cząsteczek chemicznych, wśród nich i cząsteczki wody.

Przyjmuje się, że atom tlenu wykazuje hybrydyzacje sp3, z tym że dwa orbitale są zapełnione własną parą elektronową. te dwa wolne pary elektronowe uczestniczą w konfiguracji sp3. Kąt między wiązaniami OH wynosi 1,823, jest znacznie bliższy wartości kąta w tetraedrycznym układzie równocennym wiązań sp3 1,911 rad niż kątowa między orbitalami p 1,571 rad.

5.Moment dipolowy cząsteczki wody.

Ze względu na swą budowę przestrzenną i spolaryzowanie wiązania atomowego cząsteczka wody jest biegunowa, czyli polarna. Ma niesymetryczny rozkład ładunków elektrycznych, gdyż środek ciężkości ładunków ujemnych w pobliżu tlenu nie pokrywa się ze środkiem ciężkości ładunków dodatnich w pobliżu wodoru.

Cząsteczki polarne, w których w których wyrażnie zaznaczają się dwa bieguny(dodatni i ujemny) nazywają się dipolami.

Stopień polarności cząsteczki charakteryzuje się za pomocą tzw.momenu dipolowego,który jest iloczynem bezwględnej wartości ładunku(e) jednego z biegunów dipola i odległości(l) między biegunami. u=e*l

Moment dipolowy wyraża się w debajach i momemt dipolowy wody wynosi 1,84D

Moment dipolowy zależy od jej kształtu,jest wektorową sumą momentów dipolowych poszczególnych wiązań łączących dwa atomy w jej obrębie.

Wg.interpretacji wektorowej moment dipolowy cząsteczki wody można rozłożyć na dwie składowe tj. na dwa momenty wiązań, których kierunki są zgodne z kierunkami wiązań.

Duża wartośc dipolowego wiązania OH wskazuje na silne spolaryzowanie wiązania między atomami tlenu i wodoru. Polarność cząsteczki wody jest przyczyną powstawania zjawiska asocjacji i hydratacaji.

6.Znaczenie wysokiej wartości stałej dielektrycznej wody.

Duży moment dipolowy cząsteczki wody oraz ich wyjątkowa zdolność do tworzenia wiązań wodorowych warunkują dużą stałą dielektryczną. Duża stała diektryczna tłumaczy wyjątkową zdolność wody do rozpuszcznia innych substancji.

Stałe dielektryczne okreslają wzajemna mieszlanosc cieczy, ciecze rozniace sie nieznacznie momentem dipolowym mieszaja sie zupelnie.

Dzięki dużej stałej dielektrycznej woda działa bardzo silnie dysocjacyjnie, a w roztworach wodnych może obok siebie wystepować ogromna ilość elektrycznie naładowanych cząstek,np. jonów lub cząsteczek. Ze wzrostem temp. wody zmiejsza się stała dielektryczna.

7.Struktura lodu

W przypadku lodu cząsteczki są umiejscowione sztywno w węzłach sieci krystalicznej i zdole sa jedynie do wytwarzania ruchów drgających i ewentualnej wędrówki po defektach sieci krystalicznej. Lód jest typowym kryształem molekularnym, gdzie czasteczka wody zachowuje swoja indywidualnosc.w krysztale lodu kazdy atom tlenu otoczony jest tetraedrycznie 4 innymi atomami tlenu, rozlozonymi w jednakowej odleglosci od atomu centralnego. Struktura lodu ma znaczne luki przestarzenne. podczas topnienia lodu czasteczki wody przenikaja do luk strukturalnych i tworza uklad bardziej scisly.

7.pH wody.

Odczyn roztworu określa stężenie, a ściślej aktywność jonów wodorowcyh w molach/dm3. ponieważ podawanie stężenia jonów wodorowychw tyc jednostkach jest niewygodne ze względu na bardzo małe ułamki w związku z tym –dla uproszczenia-zamiast koncentracji jonów wodorowych wprowadzony został wykładnik stężenia jonów wodorowych pH.

pH=-log [H+]

pH wody chemicznie czystej wynosi 7

pH7 odczynkwasny

8.Struktura wody ciekłej

Cząsteczki wody ciekłej znajdują się bliżej siebie niż w parze wodnej, gdzie odległości między cząsteczkowe są znaczne. Ich oddziaływanie wzajemne jest również większe. Mogą one zmieniać położenie względem siebie bez zbytniego oddalania się. Z tej przyczyny ciecze łatwo zmieniają kształt, trudno natomiast objętość.

9.Wykres fazowy wody

Krzywa parowania cieczy AB określa prężnośc pary nasyconej w zależności od temperatury cieczy. Powyżej tej krzywej znajduje się obszar cieczy, a poniżej obszar pary. Krzywa parowania zaczyna się w punkcie A,odpowiadającym przejściu cieczy w ciało stałe, a konczy się w punkcie B, odpowiadającym temperaturze krytycznej. W stanie krytycznym następuje zrównanie gęstości obydwu faz. Napięcie powierzchniowe cieczy maleje do zera, w wyniku czego menisk cieczy zanika. W stanie krytycznym zacierają się więc róznice między fazą ciekła i gazową, a swobodna powierzchnia cieczy przestaje istnieć.

Dla wody temperatura krytyczna wynosi 647K. Prężnośc pary istniejąca w tej temperaturze,tj ciśnienie krytyczne wynosi 221293hPa, a gęstość 0,323g/cm3

10. Zjawiska związane z przejściami fazowymi

Parowanie-przejście wody ciekłej w parę, jeśli zjawisko odbywa się na powierzchni swobodnej cieczy.

Wrzenie-przejście wody ciekłej w parę,jeśli zjawisko to zachodzi w całej masie cieczy

Sublimacja-przemiana lodu w parę

Skraplanie-przemiana pary w wodę (kondensacja)

Krzepnięcie (krystalizacja)-przejście wody ciekłej w lód;

Wszystkim przemianom fizycznym towarzyszy pochłanianie lub wydzielanie ciepła, zależnie od kierunku przemiany

ubytek energi; gaz (ciepło skraplania)-ciecz (ciepło krzepnięcia)-ciało stałe wzrost energii; ciało stałe (ciepło topnienia)-ciecz ( ciepło parowania)-gaz

11.Gęstość wody.

Gęstość-stosunek masy do objętości.

Podczas oziębiania gęstość wody zwiększa się ale tylko do temp 277K. W tej temperaturze woda ma największą gestość. Dalsze oziębianie powoduje,że gęstość wody maleje w sposób ciągły ,w temperaturze 273K podczas przejścia w stan stały, gęstość zmniejsza się w sposób nieciągły do wartości gęstości lodu.

Zwiększenie gęstości wody podczas topnienia lodu jest wynikiem szybkiego rozpadu jego przestrzennej budowy na mniejsze asoscjaty. Stopniowy rozpad tych luźnych struktur i asocjatów uwarunkowanych wiązaniami wodorowymi powoduje, że gęstość ciekłej wody podczas ogrzewania jej od temp topnienia do 277 wzrasta, aby następnie ze wzrostem temperatury wg ogólnej zasady dylatacji zmaleć.

12.Zjawiska związane ze zmianą gęstości wody.-

zmiany gestosci wody zwiazane sa ze zmiana temp. podczas oziebienia gestosc sie zwieksza, ale tylko do temp. ok 277,14 K Dalsze oziebianie powoduje zmniejszanie gestosci w sposob ciagly. w 273,16 podczas krzepniecia gestosc zmniejsza sie w sposob nieciagly do do wartosci gestosci lodu. zwiekszanie gestosci podczas topn-rozpad przestrzennej budowy na mniejsze asocjaty, 85%-wiaz, wodorowych zachowanych, ich rozpad- wzrasta gest. ochladzajaca sie woda opada na dno- warstwy cieplejsze do gory- temp. w calym zbirniku do 277,14K Spadek temp warstw głębszych jest od tej chwili wyłącznie następstwem przewodnictwa cieplnego,a nie ruchu cieczy spowodowanym różnicą temperatur, odbywa

się zatem wielokrotnie wolniej.gorna warstwa zamarza 273,16K-lod lzejszy od wody-zostaje na gorze-utrudnienie wymiany cieplnej. w glebi zbiornika temp wyzsza niz 0-zyja organizmy.sezonowa cyrkulacja wody- lato-gorna warstwa ponad 277,14K (slonce),7-12m-skok termicznynagly spadek temp. w glebi 277,14K. w zimie-odwrocenie –pod lodem-273,16K wglab-wzrasta-dno-277,14K...wiosna, jesien-narzewanie, oziebianie-wyrown.temp.-wymieszanie-tlen dla dna

13.Napięcie powierzchniowe.

Ciecze wykazują tendencje do samorzutnego zmniejszania swoje powierzchni. Zachowują się one tak, jak gdyby ich powierzchnia pokryta była stale napiętą elastyczną błonką. Zjawisko to nazywamy napięciem powierzchniowym. dzięki niemu ciecze mają tendencje do przyjmowania kształtu kulistego, gdyż kształtowi temu w danej objętości odpowiada najmniejsza powierzchnia.

Napięcie powierzchniowe jest wynikiem asymetrycznego działania sił na powierzchnie cieczy

W=d*s w-praca,s-powierzchni, d-napięcie powierzchniowe

Z równania tego wynika, że napięcie powierzchniowe jest liczbowo równe pracy potrzebnej do zwiększania powierzchni cieczy o 1cm2 i że ma wymiar J/m2

Napięcie powierzchniowe danej cieczy maleje z podwyższaniem temp., a w pobliżu temp krytycznej cieczy spada do zera.

Znaczne napięcie powierzchniowe wody jest wynikiem występowania wiązań wodorowych, które łączą cząsteczki wody w duże asocjaty. Zarówno wiązania wodorowe, jak i związane z tym struktura asocjatów wody zależą w dużym stopniu od temperatury.

Napięcie powierzchniowe wody odgrywa pewną rolę w poruszaniu się owadów i innych organizmów

Im wyższe napięcie powierzchniowe cieczy, tym mniejsza jej zwilżalność. Woda ma duże napięcie powierzchniowe zatem do mycia i prania używa się mydeł lub detergentów, które obniżają napięcie powierzchniowe a tym samym polepszają jej właściwości zwilżające.

14.Absorpcja promieniowania świetlnego.

Absorpcja promieniowania widzialnego jest związana z przemianą energii promieniowania na energię cieplną substancji, jak też może być przyczyną barwności subst. Długość fal promieniowania określa barwę światła. W dużej warstwie zatrzymywanie promieni czerwonych (0,61-0,76nm)sprawia że woda ma zabarwienie niebieskawe.niebieskawe zabarwienie jezior-efekt tyndala-czastki koloidalne.woda abs. podczerwien, ultrafiolet bardziej niz sw,widzalne Abs.ponizej 190nm i powyzej 1100 nm.

15. Przewodnictwo wody. dokończyć

Przepływ prądu elektrycznego przez wodę jest związany z ruchem jonów wodorowych H+ i worotlenowych OH-. Przepływ prądu przez wodę podlega prawu Ohma. Natężenie jest wprost proporcjonalna do różnicy potencjałów. Woda absolutnie czysta jest słabym przewodnikiem elektryczności i można ją zaliczyć do izolatorów.

wraz ze wzrostem. temp-przew.wzrasta-zwieksa sie st.sysocjacji.woda +Subst.rozpuszzcone-przew.zwieksza sie-opor sie zmniejsza.

wartosc przewodnictwa=poglad o lacznym stezeniu jonow w wodzie czyli o zawartosci subst. rozpuszczonych.

16.Rozpuszczalnośc gazów w wodzie.

Ze wzrostem temperatury rozpuszczalność gazów w wodzie maleje. Zależność ta jest słuszna tylko w niskich temperaturach.. W temperaturach wysokich zbliżonych do temperatury krytycznej wody, wzrost temperatury powoduje zwiększenie rozpuszczalności gazów.

Rozpuszczalność gazów w wodzie zmniejsza się ze wzrostem temperatury, ponieważ podczas rozpuszczania się gazów wydziela się ciepło hydratacji ich cząsteczek. Wg prawa przekory, czyli zgodnie z regułą Le Chateliera-Brauna, równowaga reakcji egzotermicznych podczas ogrzewania przesuwa się w kierunku pochłaniania ciepła tj, w danym przypadku w kierunku wydzielania się gazów z wody, co jest równoznaczne ze zmniejszeniem rozpuszczalności.

Woda łatwo tworzy z gazami roztwory przesycone ,tj. takie w których stężenie gazu jest większe niż jego rozpuszczalność.

Współczynnik rozpuszczalności gazu-jest to objętość gazu zredukowana do warunków normalnych (273k,1013hPa) która rozpuszcza się w jednostce objętości cieczy w danej temp pod ciśnieniem 1013hPa.

Współczynnik nie zależy od ciśnienia i zmienia się w zależności od temp.

Prawo Henriego - w stałej temp ilość rozpuszczonego gazu jest wprost proporcjonalna do jego ciśnienia nad cieczą. Prawo to tyczy się roztworów doskonałych. Każdy roztwór o dużym rozcieńczeniu zbliża się do r-ru doskonałego.

dobrze rozp-CO₂ SO₂ H₂ NH₃ brom

18.Reakcje hydrolizy.

Przez hydrolizę określa się reakcję oddziaływania wody na pewne substancje, w wyniku czego powstaje dwa rózne produkty.

Hydrolizie ulegają sole:

- silnego kwasu i słabej zasady(odczyn kwasny) AlCl₃+H2OAL(OH)₃+HCl

- słabego kwasy i silnej zasady (odczyn zasadowy)KCN+H2OKOH+HCN

- słabego kwasu i słabej zasady-odczyn zalezy od stalej kwasowosci i st.zasadowosci

19.wodne uklady buforowe-buforowosc to zdolnosc utrzymywania stalego odczynu przy dodaniu niewielkich ilosci kwasu lub zasady. buforem sa zazwyczaj mieszaniny soli slabego kwasu i zasadyz kwasem badz zasada. pojemnsc buforowa (skok)ilsco moli/dm3 mocnego kw. lub mocnej zas. jaka trzeba dodac do r-ru (mieszaniny) aby zmienic pH o 1. Staly odczyn wod-przydatnosc do celow gosp i zycia w wodzie org.zywych

nat. wody sa buforowane przez uklad weglanowy

Ca(HCO3)2+H2CO3

zobojetnienie mocnych zasad nstepuje na skutek ich reakcji z rozpuszczonym w wodach wolym CO2

OH^- +H2CO3=HCO3^- +H2O

zobojetnianie mocnych kwasow-reakcja jonow wodoroweglanowych z kwasem

H⁺ +HCO₃^- = H2CO3

pojemnosc ukladu buforowego w wodzie naturalnej jest tym wieksza, im wieksza jest w niej zawartosc wolnego i związanego CO2

49.Normy jakosci wody

Woda przeznaczona do picia:

-powinna być klarowna,bezbarwna,bezwonna i orzezwiajaca w smaku

-nie powinna zawierac skladnikow trujacych,ani tez nadmiernych ilosci zw.zelaza, magnezu, wapnia, manganu

-nie powinna zawierac bakterii chorobotworczych, pasozytow zwierzecych ani ich larw i jaj

Pozadane jest, aby miala niska temp. od 280-285 K i zawierala odpowiednie skladniki potrzebne org. ludzkiemu, rakie jak jod i fluor.

I woda po uzdatnieniu i dezynfekcji:

- 1 w 100 cm3 nie może być ani jednej bakterii grupy coli typu fekalnego

- 2 wskaznik coli lub najbardziej prawdopodobna liczba (NPL) bakterii grupy coli w 100 cm3 nie może przekraczac 1.

- 3 liczba kolonii bakterii na agarze odzywczym po 24h w temp. 310 K nie może przekraczac 10 w 1cm3 wody

- 4 liczba kolonii bakterii na agarze odzywczym po 72h w temp. 293 K nie może przekraczac 50 w 1cm3 wody

II Woda nie dezynfekowana:

-jak wyzej 1.

-jak w 2 tylkonie może przekraczac 2

-jak w 3 40 w 1cm3 wody

-jak w 4 200 w 1cm3 wody

III Woda z urzadzen wodnych na potrzeby własne gospodarstw domowych
48 Szacowanie ryzyka zdrowotnego
44.Fenole
43 Pestycydy i herbicydy
42 Wielopierscieniowe weglowodory aromatyczne
41 DETERGENTY
34 Zw.azotu jako wskaznik zanieczyszczenia wod
Azot organiczny
33 Tlenowe wskazniki zanieczyszczenia wod ( BZT,ChZT,Utlenialnosc,OWO)
BZT-wskaznik stezenia substancji organioaczych w wodzie naturalnej lub sciekach.Termin umowny,okresla ilosc tlenu wyrazona w mg/dm³ wody(sciekow),potrzebna do utlenienia biochemicznie zw.organicznych w warunkach ,w temp 293K
32 Podstawowe wskazniki skladu jonowego wod
ANIONY
31 Ksztaltowanie sie skladu chemicznego od wod opadowych do podziemnych
29 Dwutlenek wegla w wodach naturalnych
25 Klasyfikacja wod nauralnych wg skladu jonowego i stopnia mineralizacji
20 Zwiazki kompleksowe

1 wskaznik coli lub NPL bakterii grupy coli w 100cm3 nie może przekraczac 10

2 liczba kolonii bakterii na agarze odzywczym po 24h w temp. 310K nie może przekr. 100 w 1cm3

Woda w plywalniach:

1Woda dezynfekowana w obiegu zamknietym powinna odpowiadac warunkom okreslonym w punkcie II-1 i II-2, z tym, ze liczba kolonii bakterii na agrze odz. po 24h w temp.310K nie powinna przekr. 200 w 1cm3

2Woda dezynf. Lub niedyzenf. Bez obiegu zamknietego-warunkom okreslonym w pkt.III-1

-kazda dzialalnosc ludzka jest obarczona pewnym ryzykiem

-stosowane procedury:-rygorystyczne przepisy badan

-rozne dawki, rozne formy

-krzywa –funkcja ryzyka

P(x)=1-e^-h(X) h(x)= ax+b

P(x)=1-e^b - tlo zachorowan gdy h(x)=0

Wspolczynnik kancerogennosci : chloroform 0,15 [ 1/mg/kg/dzien]

Doksyny 1,5*10⁵[1/mg/kg/dzien]

*wykres

-istnieja sytuacje, ze przy niewielkich dawkach promieniowania powoduje poprawe zdrowia poprzez poprwae sygnalu immunologicznego - HORMEZA

47.Promieniotworcze zanieczyszczenie wod

Promienioptworczosc jest definiowana jako zjawisko samorzutnego przeksztalacania się nietrwalych izotopow jednego pierwiastka w izotopy innego pierwiastka z towarzyszaca emisja promieniowania jadrowego.Promieniotworczosc nuklidow (tj. jader charakteryzujacych się okreslona liczba protonow i neutronow, które istnieja w przyrodzie jest radioaktywnoscia naturalna, a nuklidow otrzymanych w reakcjach jadrowych-radioaktywnoscia sztuczna lub wzbudzona

Pierwiastki radioaktywne sa rozpowszechnione w skalach i stamtad przedostaja się do wod naturalnych,powodujac ich radioaktywnosc.(uranowce, poklady radowe)

Radioaktywnosc powoduja(naturalna: Ra, Ru, U, Th, Pb, K oraz przechodzace od wod z atmosfery izotopy H, C.nabyta radioaktywnosc jest spowodowana zanieczyszczeniem wod izotopami promieniotworczymi: Sr, Sr, Y, J, J, J, Cs, Cs Ce, P

Wody z naturalna radioaktywnoscia dzieli się na 2 grupy:

- zawierajace radon i tylko emanacje (oddziaływanie) radu-sa to wody radonowe, do których zalicza się wiekszosc wod uzdrowiskowych;

- radowe o znacznej zawartosci radu,przewaznie wody glebinowe.

Radioaktywnosc sztuczna może pochodzic z zanieczyszczenie wod subst.promieniotworczymi,np.podczas wydobywania,wzbogacania rudy uranowej,eksploatacji reaktorow atomowych bądź tez otrzymywania i zastosowania izotopow, oczyszczania mat, z ktorych skaladaja sie bomby,

żródła:

-promieniotworczosc naturalna: izotopy naturalnego rozpadu uranowo-radowego, lub uranowo-aklynowego (powstaja izotopy promieniujace czastki alfa i beta)

-promieniowanie kosmiczne-do ziemi docieraja izotopy promieniotworcze wegla C14, C13

-absorbowane przez zloza filtracyjne w zakladach oczyszczania wody

-zrodla sztuczne-izotopy pr. na skutek produkcji bomb atomowych (hiroszima, nagasaki, proby jadrowe), pracujace elektrownie atomowe-czarnobyl

zagrozenia:

-promieniowanie alfa-bardzo energetyczne ale o malej przenikliwosci, pr, gamma-znaczna przenikliwosc

-jonizacja rodnikowa mat. komorkowego-przemiany kancerogenne, mozliwosc deformacji chromosomalnych

-jod 131- kumulowany w tarczycy

-stront 89, 90, 91 (w kosciach); cez 130, 137

Skaladowe promieniowania w dawce rocznej:

-prom. kosmiczne 8%

-prom.podloza 1.1%

-prom. radonu 200, 222 w wolnym powietrzu 2,2%

-prom gamma w budynkach 10,8 %

-prom radonu w powietrzu wewnatrz budynku 43,9%

-diagnostyka rentgenowsa 21,7%

-opad prom. po wybuchach 0,6%

radionuklidy inkorpowane (bez radonu) 11,4%

HOMERAZA-korzystny wplyw malek dawki pr. na zdrowie czlowieka poprzez wzmozenie dzailania systemu immunologicznego

46. niepoządane produkty dezynfekcji wody

w trakcie chlorowania wody powstaje wiele halogennych i niehalogennych produktów ubocznych. podczas łączenia się z domieszakmi np. subst. humusowymi chlorek metylu posiadaja dzailanie rakotworcze kumuluja sie chlorek metylenu w organizmie czlowieka ktory jest zmuszony chloroform do ich przyjmowania

tetrachlorek węgla dawka chloru niezbedniego do przeprowadzenia dezynfekcji zalezy od stopnia jej bakteriologicznego zanieczyszczenia i musi byc kazdorazowo dobrana tak aby zapewniala odpowiednia zawartosc w wodzie chloru wolnego (uzytecznego)- czyli ok. 0,2 mg/dm3, taka dawka to z reguly 0,3 mg/dm3 dopuszczalne stezenie chloroformu w wodzie do piecia wynosi 30 miligramow/dm3 dla porownania woda wodociagowa w warszawie zawiera 43 miligramy/dm3, a w gorzowie wlkpl. 82 miligr/dm3 chloroformu !

niepozadane produkty dezynfekcji wody znajduja siew niej w duzych stezeniach przekaraczajacych czesto dozwolone stezenia

45.polichlorowe zw. organiczne

izomery - monochlorowe HCDD

- dichlorowe DCDD - trichlorowe T₄CDD

- tetrachlorowe T₅CDD -pentachlorowe P₅CDD

-heksachlorowe H₆CD -heptachlorowe H₇CDD

-oktochlorowy OCDD

Powstaja jako uboczne produkty przy chlorowaniu zwiazkow organicznych (technologie chemiczne bardzo czesto korzystaja z chlorowych podstawien,bo zwiazki takie sa reaktywne).

Powstaja tez przy spalaniu odpadow miejskich,wegla i na wysypiskach.Dostaja sie do wod ze sciekami przemyslowymi.

Maja bardzo silnie trujace dzialanie kancerogenne.

Sa hydrofobowe, latwo kumulja sie w roslinach,miesie itp.

Sa to zw. aromatyczne,które zawierajajedna lub wiecej grup wodorotlenowych zwiazanych z atomami wegla znajdujacymi się w pierscieniu.(fenol, 2-krezol, 3-krezol)Sa pochodnymi benzenu.Fenole i ich pochodne sa syntetyzowane przez zywe organizmy,zwlaszcza roslinne oraz produkowane sztucznie na potrzeby przemyslowe(p.chemiczny). Zwiazki fenolowe powstaja również podczas naturalnego rozkladu zw.humusowych i lignin w glebie., oraz z procesu rozkladu bialka. ilosci fenoli naturalnych sa znikome. Znaczne ilosci fenoli wystepuja w zywicach naturalnych i ropie naftowej.

W wodach naturalnych wystepuje zazwyczaj mieszanina roznych zw.fenolowych

Fenole kumuluje się w miesie ryb,wówczas nadaje im nieprzyjemny smak,a w wiekszych stezeniach sa dla nich szkodliwe. Latwo ulegaja biodegradacji jesli stezenie nie zabije mikroorganizmow, latwo reaguja ze zw, nieorganicznymi...glownie ze sciekow przemyslowych

Substancje sluzace do zwalczania szkodnikow roslinnych i zwierzecych nosza nazwe pestycydow.Dzieki nim ratuje się ok.35% swiatowych plonow,zlikwidowano niemal zupelnie malarie,ale jednoczesnie powstaja powazne problemy w dziedzinie ochrony srodowiska.

Pestycydy w zaleznosci ich przeznaczenioa dzieli się na 3 grupy:

-zoocydy, w tym przede wszystkim insektycydy,tzn.srodki zwalczajace owady

-herbicydy- srodki chwastobojcze

-jungicydy- srdoki ochrony roslin

Jako herbicydy sa stosowane pochodne fenolu i jego homologow(pieciochlorofenol,PCP),pochodne nitrowe,pochodne chlorowe kwasow alifatycznych i aromatycznych(dalapon,amiben) i zw.heterocyklicznych, kwasow fenoloalifatycznych

Pestycydy sa uzywane w formie proszkow plynow lub aerozoli.Ponieważ wiele pestycydow jest zle rozpuszczalnych w wodzie,dodaje się:splywaja z pol,sa przenoszone z wiatrem podczas rozpylania ich na obszarach lesnych, ze sciekow przemyslowych, fabryk wytwarzajacych pestycydy, zmycia aparatury i naczyn w zakladach. Zwiazki te sa wprowadzane również bezposrednio do wod podczas zwalczania chwastow wodnych,bezwartosciowych ryb i insektow wodnych.

Szkodliwy wplyw pestycydow na wody powierzchniowe polega na zakloceniu rownowagi biologicznej przez toksyczne dzialanie na biocenoze(szczególnie na ryby i zooplankton) na zakloceniu samooczyszczania się wod i pogarszaniu ich właściwości organoleptycznych.Pestycydy dzialaja także szkodliwie na proces biochemicznego oczyszczania sciekow.

pestycydy powinny:

-byc toksyczne w stosuku do szkodnikow -docelowych

-byc malo toksyczne dla czlowieka i innych org

-byc trwale

-latwo ulegac biodegradacji do zw.nietoksycznych po spelniniu zadania

Maja co najmniej dwa pierścienie z dwoma atomami wegla wspolnymi dla obu pierscieni.WWA maja uklad pierscieni skondensowanych i atomy wegla wspolnie dla dwoch roznych pierscieni, wobec tego pierscienie takie maja wspolne krawedzie.WWA sa rakotworcze ( czyli kancerogenne). Do najbardziej czynnych weglowodorow rakotworczych należy 3,4-benzopiren,1,2,5,6-dwubenzoantracen,1,2-benzoatracen, 1,12-benzooperylen, 10,11 benzogluoranten, metylocholantren.Obecnosc tych zwiazkow stwierdzono m.in.w smole wegla kamiennego, w ropie naftowej, w sadzach, dymach przemyslowych,spalinach z silnikow Diesla i benzynowych, w gumie, w dymie papierosow.Zrodlem powstawania wwa jest niepelne spalanie substancji organicznych i paliw.Tworza się tez podczas wedzenia miesa.

WWA sa na ogol slabo rozpuszczalne w wodzie,jednak mogą tworzyc z woda emulsje.Sa zazwyczaj trwale pod względem chemicznym, również nie ulegaja latwo rozkladowi pod wplywem mikroorganizmow. Rozkladaja je nieliczne gatunki bakterii.Wwa dostajace się do wod powierzchniowych zanieczyszczaja siew sposób trwalszy niż inne zw. Organiczne.WWA sa komulowane w organizmach zywych(zwierzecych),zyjacych w wodzie, jak ryby i mieczaki.Zw. te kumuluja się w tluszczu.W miesie ryb zlowionych w rzekach zanieczyszczonych sciekami pochadzacymi z rafinerii nafty lub sciekami z termicznej przerobki wegla kamiennego stwierdzono obecnosc WWA, wtym również 3,4-benzopirenu.Jednoczesnie stwierdzono,ze 3,4 benzopirenu powstaje jako produkt przemiany materii bakterii,glonow i roslin wyzszych.

srodki powierzchniowo czynne- zw.org powodujace zmniejszenie napiecia powierzchniowego juz w niewielkich stezeniach. stosowane do usuwania brudu, tluszczu z materialow. brud-mieszanian naturalnych tluszczow powizanych z pylami przykaladem spc sa mydla

ch3-ch2-ch2-(ch2)14-c

mydla wykazujawiele cech negatywnych m.in. wytracaja jony tworzace twardosc wody, i dopiero wowczas dzialaja myjaco, co powoduje dze straty mydla lepsze sa detergenty-syntetyczne spc sr.pow czynne, w zaleznosci od czasteki czynnej : anionowe( 60-70%) wszystkich deterg

kationowe-b.silne 5% niejonowe 20-30% scieki miejskie 20-30 mg/dm3 detergentow sklad:

fosforany (eutrofizacja),rozne sole,srodki bielace, rozjasniajace optycznie barwniki,srodki zapachowe. Wplyw na środowisko:

piana-zmniejszenie dyfuzji tlenu,dzialanie emulgujace-moga powodowac mieszanie sie wody z obecnymi w niej olejami, niktore toksyczne dla org wodnych.

40 Pochodne ropy naftowej

-oleje mineralne (najwazniejsze)-niepolarne weglowdory alifatyczne (C15-C22)

-benzyny ( C₇-C₁₀) -smary C19-C35 -smary ( C₁₉-C₃₅-nafta ( C₁₀-C₁₆) -parafina -parafiny ( C₃₅-C₄₅) -asfalty ( C₃₆-C₉₀)

-kazeina

- polarne estry, alkohole, aldehydy, fenole, merkaptanyi i inne nie bedace produktami pochodnymi

Ropa naftowa – nierozkladalna biologicznie

-gestosc mniejsza od gestosci wody ( metoda flotacji)

-ropa naftowa i jej pochodne nie maja wlasciwosci kancerogennych

*benzen, toluen – zw. aromatyczne sa kancerogenne

*czteroetylek olowiu – latwo przyswajalny przez organizm , niewielka kancero..

*oleje- trudnorozkladalne, mozliwosc odzyskiwania

*propan,butan- krakingowanie ropy naftowej, toksyczny dla ryb i mikroflory

zw.chem. ropy naftowej:

-metan, propan, etan

-cyklopropen, cyklopentan

-zw. zawirajace S triofen, tricyklohekasn

-zw.aromatyczne benzen, toluen, fenol

zw. zaw. azot i pirol

tankowce 10% zan. ropa naftowa, katastrofy tankowcow z ropa naftowa stanowia zanieczyszczenia marginalne, wplyw na smak ryb, za duze stezenie-smierć org.wodnych

oleje-oblepiaja przedmioty tworzac wieksze czastkie padają na dno

39. zanieczyszczenie wod syntetycznymi zw. organicznymi

Do wod trafia wiele substancji organicznych syntetyzowanych przez czlowieka. Sa to substancje nowe, ktore nie wystepowaly wczesniej w przyrodzie. W zwiazku z tym sa trudno rozkladalne przez mikroorganizmy czyli utrudniaja procesy samoczyszczenia sie wod. Mikroorganizmy nie posiadaja odpwiednich enzymow niezbednych do rozkladu tych substancji, ale moga je wytworzyc co zajmuje troche czasu

38 Naturalne zw.organiczne w wodach

subst.org.wyst w wodach nat. moga byc pochodzenia naturalnego lub syntetycznego zawartosc zw.nat i szt w wodzie zalezy od pochodzenia wody i st. jej zanieczyszczenia:

BIALKA-aminokw-rozklad mat. org

POLINUKLEOTYDY-nukleodtydy-zas.purynowe, pirmid

LIPIDY(tluszce, woski, oleje)-kw.tluszczowe, glicerol- kw.o krotkich lancuchach, -nierozp w wodzie-wymagaja specjalnych procesow oczyszczania wartwa tl od wody

WEGLOWODANY(celuloza,lignina-rozklad roslin-trudno rozp) monocukry, oligopcukry- glukoza, fruktoza, ryboza (c. proste-latwo rozp)

PIGMENTY ROSLINNE-chlorofile, karetonoidy

SUBST. KOMPLEKSUJACE POWST. Z POSREDNICH PROD. ROZKL. ZW. NAT

zw.humusowe( gleba, torf, sciolka, szcatki roslin)-duza gr. wieloczast. zw.org poch nat. tworza kompleksy z jonami metali, maja wlasnosci adsorbowania pestycydow

37. Toksyczne oddziaływanie metali cięzkich

-metale ciężkie: kadm (Cd), chrom (Cr), rtęć (Hg), nikiel (Ni), ołów (Pb), cynk (Zn), arsen, żelazo (Fe)

-oddziaływanie toksyczne:

- Działanie na nerwoprzekaźniki

- Blokowanie enzymów

- Łatwo przechodzą w wiązania metaloorganiczne

- Wyższe stężenia atakują wątrobę i nerki

Fe- aktywator procesów chemicznych

- brak powoduje niedokrwistość (zły transport tlenu), ociężałość psychiczną, ociężałość fizyczną( mała aktywność, niedotlenienie-mogące prowadzić do niedotlenienia mózgu-bezpowrotne zniszczenie komórek)

Pb- zdolność kumulowania się w organiżmie ludzkim (wątrobie, nerkach, kościach,centralnym układzie nerwowym)

• wywołuje ołowicę

Hg-jeden z największych współczynników kumulacji w org, żywym

stopien toksycznosci metali ciezkich jest rozny, wyraza sie za pomoca LD50

36. zanieczyszczenie wod sciekami miejskimi i przemyslowymi

Scieki zawieraja wiele naturalnych i syntetycznych zwiazkow org..Do subst syntetycznych najczesciej mozna zaliczyc:

- weglowodory alifatyczne i aromatyczne : benzen, fenole

- WWA

- halogenowe zwiazki alifatyczne, alicykliczne, aromatyczne

- pestycydy chloroorganiczne

Surowe scieki domowe zawieraja przecietnie ok. 100 mg/dm³ wegla organicznego;sa zrodlami zw. azotowych, detergentow ( fosfor)

Nieoczyszczone w odpowiednim stopniu scieki przemyslowe lub bytowo-gospodarcze po wprowadzeniu do wod znacznie pogarzszakja ich stopien czystosci, moga powodowac ich alkalizacje lub zakwaszenie, co jest bardzo niekorzystne dla mikroorg. wodnych.

Scieki przemyslowe moga byc zrodlem metali ciezkich w wodzie naturalnej.

Do wod powierzchniowych trafia obecnie ogromna roznorodnosc naturalnych i sztucznych zw. organicznych.

35.Eutrofizacja wod

-proces zwiazany z nadmierna produkcja materii organicznej w zbiornikach wodnych i z ich wtornym zanieczyszczeniem

-przyczyna:wzbogacanie wod w mineralne skladniki pokarmowe dla roslin oraz zwiazki stymulujace ich rozwoj(glownie fosforany)

-eutrofizacja powodowana jest przez czynniki biogenne(azot,fosfor),masowy rozwoj glonow spowodowany duzym stezeniem fosforu w wodach(produkcja detergentow,chemizacja rolnictwa

-asymulacja fosforanow i azotynow przez organizmy:

-bardzo niewiele fosforu potrzeba aby zaszla asymilacja i wytwarzanie substancji naturalnych organicznych

poprawienie sytuacji-oczyszczanie sciekow(produktem koncowym azotany i fosforany, obnizenie fosforanow – stracanie wapnem,

Obecnosc w wodzie powierzchniowej amoniaku wobec braku azotynow i azotanow wskazuje na swieze zanieczyszczenie wody sciekami gospodarczymi lub innymi zwiazkami organicznymi,zawierajacymi w swej czasteczce azot.Rownoczesne wystepowanie amoniaku i azotynow swiadczy o tym,ze od chwili zanieczyszczenia wody uplynal już okres.Brak amoniaku i azotynow i obecnosc azotanow wskazuje,ze zanieczyszczenie nastapilo już dawno i w tym czasie zaszlo samooczyszczanie wody.

W ocenie wody istotne znaczenie ma nie ilosc amoniaku, lecz jego pochodzenie,bo tylko amoniak pochodzacy z odpadkow zwierzecych(jako produkt rozkaldu substancji bialkowych) jest wskaznikiem zanieczyszczenia i wzbudza zawsze podejrzenia,ze woda jest zanieczyszczona sciekami gospodarczymi, w których zanjduja się bakterie chorobotwotworcze.

-pochodzenia roslinnego lub zwierzecego( z obumarlych organizmow roslinnych i zwierzecych,ze sciekow miejskich i przemyslowych)

amoniak (azot amonowy) NH₃^-

-pochodzenia organicznego (produkt biochemicznego rozkladu organicznych zw. azotowych)

-pochodzenia nieorganicznego(produkt chemicznej lub biochemicznej redukcji azotanow i azotynow)

-dostaje się z gleby,atmosfery i sciekow

-duza zawartosc w wodach uzytkowych niepozadana-zwieksz korozje rur wodociagowych, w procesach uzdatniania reaguje z chlorem-powstaja monochloraminy,dwuchloraminy,trojchloraminy

-w wodach naturalnych stosunkowo nietrwale i ulegaja utlenianiu(nitryfikacji)

-amoniak pochodzenia roslinnego-znaczne zabarwienie i zwiekszona utlenialnosc

-amoniak pochodzenia zwierzecego-zwiekszona utlenialnosc,wzrost zawartosci chlorkow, wzrost opalescencji(kolodow), wzrost liczby bakterii

Azotyny NO₂^-

-pochodzenia organicznego lub nieorg. (powstale na skutek utleniania amoniaku lub redukcji azotanow), z opadami atmosferycznymi, sciekami, zgleby

-w wodzie naturalnej nietrwale , pod wplywem czynnikow chemicznych i biochemicznych latwo przechodza w amoniak lub azotany ( produkt przejsciowy w cyklu azotowym)

-obecnosc swiadczy, ze zachodza w niej procesy utleniania lub redukcji

Azotany NO₃^-

-pochodzenie; ze sciekow miejskich,przmyslowych,ze splywow z pol nawozonych nawozami azotowymi,odwadniania kopaln itp., z rozkladu zw.organicznych azotowych pochodzenia roslinnego i zwierzecego

-w wrunek tlenowych trwale, w warunkach beztlenowych ulegaja redukcji do azotynow lub amoniaku stanowiac zrodla tlenu dla przemian biologicznych

-reaguja z hemoglobina krwi, która traci właściwości przenoszenia tlenu( methemoglobinemia- zmniejszenie zdolnosci do peznoszenia tlenu, blokowanie akceptora tlenu)

KWAS MOCZOWY-moczniki zle oczyszczone scieki lub splyw z pol nawozonych nawozami mocznikowymi(koniecznosc odpowiednich stosunkowo niewielkich dawek,kilkakrotnie

ChZT-ilosc tlenu pobranego z utleniacza( w warunkach umownych) na utlenienie w wodzie zw.org. jak i niektórych nieorg.(soli zelazowych,azotynow,siarkowodorow);chemiczne zapotrzebowanie tlenu,dwuchromianowe zapotrzebowanie tlenu

Utlenialnosc-zapotrzebowanie tlenu nadmanganiowe;okresla zdolnosc wody do pobierania tlenu z nadmanganianu potasowego w roztworze kwasnym lub alkalicznym w scisle okreslonych warunkach,ponieważ ilosc zuzytego KmnO4 zalezy również od sposobu i warunkow, w jakich przeprowadza się oznaczenie.

OWO-wskaznikiem zawartosci substancji org. w wodzie jest tez zawartosc ogolnego wegla organicznego.Metody oznaczenia tego wskaznika polegaja na utlenianiu substancji organicznych do CO2 przez spalanie mokre lub suche i oznaczeniu otrzymanego CO2

KATIONY:

*wapn(Ca²⁺)-w wodach naturalnych wystepuje w postaci Ca(HCO₃),CaSO₄,CaCl₂ także krzemiany;pochodzenie: z gleby, lugowania,gipsu lub innych materialow zawierajacych w swym skladzie zw.wapnia (kalcyt,pirokseny)

*magnez(Mg²⁺)-wystepuje w postaci Mg(HCO₃)₂, MgSO₄, MgCl₂, krzemianow; pochodzenie z gleby, lugowania skal zawierajacych zw. magnezu, ze ścieków Mg²⁺+Ca²⁺-jony tworzace twardosc wody

^zawartosc w wodach naturalnych: Ca²⁺<2000mg/l Mg²⁺<50 mg/l

^Ca²⁺ i Mg²⁺ do budowy tkanki kostnej, w transporcie komorkowym

^na skutek zachwiania rownowagi Ca-Mg w warunkach podgrzewania wody może powstawac osad powodujacy zatykanie przewodow (zawartosc Ca²⁺ 3-4 razy wieksza niż Mg²⁺)

*sod Na⁺ i potas K⁺

-zrodlo:hydroktyczny rozklad mineralow(krzemiany), poklady soli (halit,nirapiryt)

-formy wystepowania:gl.w postaci chlorkow NaCl,KCl,rzadziej siarczany,weglany, wodoroweglany i azotany

-stezenie >5000mg/l przy niskiej twardosci może powodowac pienienie ( nie wskazane w procesach cisnieniowego grzania wody)

-znaczenie Na⁺ i K⁺-bardzo wazne dla organizmu, utrzymuja odpowiedni poziom stezen

*zelazo i mangan

-Fe-pochodzenie: z gruntu(piryt,chalkopiryt), korozja rurociagow, scieki

-formy wystepowania:Fe(HCO₃)₂, humusany, fosforany

-Mn-pochodzenie: z gruntu, z resztek roslinnych, ze sciekow formy wystepowania: Mn(HCO₃)₂,MnSO₄,humusy, fosforany

*wodoroweglany(HCO₃^-)

-dominuja w plytkich wodach podziemnych slabo zmineralizowanych i w powierzchniowych ( wraz z glebokoscia ich udzial maleje na rzecz siarczanow, wodoroscianow, siarkanowodoroweglanow az do dominacji jonu chlorkowego)

-wystepuja gl. z jonami Ca²⁺ i Mg²⁺, czasem z Na⁺

-jony weglanowe CO₃^-2 wystepuja rzadziej ich obecnosc zwiazana jest ze slaba rozpuszczalnoscia

Rownowaga weglanowo-wapniowa

Usuniecie CO₂ + zw. przynaleznego powoduje wytracanie się CaCO₃

H₂CO₃ *H⁺+HCO₃^-

*siarczany SO₄^2-

-zrodla:powstaja z rozpuszczania zloz pirytow,pirytonu, chalkopirytu(pierwotne zloze siarkowe), zloz siarczanu wapniowego (gips, anhydryt-wtorny skladnik gleb)

-mogą ulec redukcji do wodorosiarczanow, jonow siarczkowych oraz do siarki pierwiastkowej

-właściwości organoleptyczne: nadaja wodzie smak gorzki (przy duzych stezeniach, norma dla wody pitnej 250 mg/l)

*clorki Cl^-

-bardzo ruchliwe

-3/4 chlorkow znajduje się w oceanach, sole chlorkowe sa dobrze rozpuszczalne( wyjatek chlorek srebrowy)

-intesywnie wykorzystywanew gospodarce, przemysle – stanowi spory odpad z wielu galezi przemyslu(gornictwo)

-wody wglebne:infiltracje-male ilosci, wody kopalniane-duze ilosci

-pochodzenie

;^opady atmosferyczne

^poklady naturalnych soli chlorkowych(halit, karnalit, sylwinit)

^zanieczyszczenia sciekami gospodarczymi, przemyslowymi, odpadki pochodzenia zwierzęcego w wodzie nie ulegaja przemianom chem. Ani biolog.

-chlorki pochodzace z zanieczyszczen:mozliwosc zanieczyszczenia przez bakterie, zwieksza zawartosc zw.azotowych

-smak slony: 200mg/l, wody twarde przesuwaja te granice w gore-4000mg/l

*bromki Br^-

-latwo ulega utlenieniu pod wplywem chloru tworzac jony podbrominowe

-w znacznych ilosciach wystepuje w wodzie morskiej, w wodach slonych jezior, w wodach wiertniczych obszarow roponosnych

*jod (J^-)

-wystepuje w saletrze chilijskiej

-zrodlo: z gleby, z opadow atmosferycznych, z soli, z zanieczyszczen

-jod obiegowy = jod rozpuszczalny

-niezbedny skladnik diety ( zapobieganie chorobom tarczycy – szkodliwy nadmiar i niedobor)

-norma 1,5 mgJ/dm³

-₁₃₁J jest niebezpieczny, bo kumuluje sie w tarczycy powodujac jej destrukcje i przemiany kancerogenne ( po wybuchu w Czarnobulu podawano plyn Lugola aby stezenie jodu bylo tak duze aby nie przyjmowano jodu promieniotworczego)

*fluor F^-

-pochodzenie:fluorokrzemiany,fluorogliniany, fluoroapatyt,fosforyty-poch.naturalne z sciekow i gazow odlotowych z produkcji glinu,przemyslu szklarskiego

-ilosc w wodach powierzchniowych 0,1-1,2mg/l,podziemne-wieksze ilosci

-nadmiar powoduje zmiany w ukladzie kostnym (deformacja,slabe przyswajanie bialka),nadmiar w szkliwie zebow powoduje choroby zebow(fluorohydroksyapatyt-zapewnia dobra jakosc szkliwa)

-I klasa 1,5g/dm³ II klasa 1,5g/dm³ III klasa 2g/dm³

-wzbogacanie wody wodociagowej we fluorki ze wzgl. zdrowtnych

Charakter i sklad wod opadowych zalezy od stanu zanieczyszczenia atmosfery.Sklad chem. zalezy rowniez od wielkosci opadow, kierunku wiatru, wysokosci chmur i rodzaju opadow (deszczu, sniegu, gradu, mgly)

-.Zawieraja znaczne ilosci (25mg/dm³) rozpuszczonych gazow(tlenu,azotu i CO₂).Wystepuja w malych ilosciach gazy szlachetne,amoniak,tlenki azotu z utleniania azotu podczas wyladowan elektrycznych w atmosferze,

-rozpuszczone sole(np.wodoroweglan amonowy NH₄HCO₃,azotan amonowy NH₄NO₃),

-nierozpuszczalne sole wapnia,magnezu,zwiazki krzemu

-domieszki mechaniczne(pyl mineralny i organiczny,sadza,czastki roslinne,mikroorganizmy w tym chorobotworcze)

Sklad ulega radykalnej zmianie po zetknieciu sie z poweirzchnia ziemi. wody opadowe zanieczyszczone gazowymi domieszakmi powietrza NO2 NO3 SO3 maja kwasny charakter-kakorozyjne

Wody podziemne moga zawierac wszystkie pierwiastki znajdujace sie w ziemi.Sklad i jakosc wod podziemnych zaleza od takich czynnikow,jak ilosc i jakosc skladnikow wod opadowych i powierzchniowych, ktore przenikaja w glab ziemi i gornych warstw gleby,oraz wlasciwosci fizyczne,chemiczne i biologiczne samej warstwy gruntu, przez ktora przesiaka woda.Sklad chemiczny wod podziemnych nie jest staly i ulega wprawdzie nieznacznym ciaglym zmianom.Cecha charakt. jest obecnosc w nich znacznych ilosci CO₂,zw. zelaza i manganu.

W glebszych warstwach sa pozbawione tlenu rozpuszczonego, zawieraja nieznaczne ilosci substancji organicznych.

wody przenikające do ziemii ulegaja samooczyszczeniu przez filtracje mechaniczna oraz w procesach biochemicznych i sorpcji.procesy te zachodza niemal do konca

rownoczesnie w czasie przenikania zachodza procesy rozpuszczania roznych skladnikow gleby, skal, czemu sprzyja obecnosc CO2 H2S NH3 CH4:

-sole, chlorki, siarczany, azotany, fuorki, brobkim jodki(wymywanie)

-rozpuszczanie mineralow pod wplywem gazow rozp. w wodzie gl Co2: weglany-wodoroweglany, siarczki-wodoroweglany, sairkowodor, tl.zelaza-sairczki-sairczany

-hydrolityczny rozklad krzemianow, glikokrzemianow, zelazokrzemianow(zw.Al, Si,Fe przechodza do wody)

30. rownowaga weglanowo-wapniowa

W wodach naturalnych wystepuje wodoroweglan wapnia,znajduje sie on w rownowadze z weglanem wapnia

Ca(HCO₃)₂=CaCO₃+H₂O+CO₂

Warunkiem istnienia rownowagi miedzy tymi zwiazkami jest dostatecznie duza ilosc wolnego dwutlenku wegla, ktora utrzymuje rownowage miedzy rozpuszczalna i nierozp. postacia Ca(HCO₃)₂ czyli hamuje wytracania sie wegla wapnia w wodzie Ten dwutlenek wegla nazywany jest przynaleznym lub dwutl. wegla rownowagi weglan-wapn.

Jesli ubedzie przynaleznego dwutl. wegla w wodzie bedzie sie wytracal osad weglanu wapnia CaCO₃ 

w zaleznosci od pH wody CO2 moze wystepowac w roznych postaciach: gaz, jon wodoroweglanowy, jon weglanowy

CO2 w wodach naturalnych moze istniec w roznych potaciach

pochodzenie

• z powietrza atmosferycznego
• z procesow mineralizacji zw.org
• z procesow metabolicznych. org.wodnych
• z procesow geochemicznych

zmniejszanie zawartosci:

• uwalnianie do atmosfery
• rozpuszcanie skal weglanowych
• zużywany w procesie fotosyntezy

28 Profile tempertaurowe i tlenowe w wodach powierzchniowych

Kzrywe nasycenia wody tlenem w zalezenosci od glebokosci:

a)plytki zbiornik srodladowy w lecie

;b)podoby zbiornik w zimie;

c)duzy gleboki zbiornik np. Morze Czarne,ponizej 200-399 m glebokosci panuja warunki beztlenowe.

Wody powierzchniowe maja temp. zmienna, zalezna od pory roku. W lecie moze dochodzic do 298K, natomiast w zimie zbliza sie do 273 K.Temp. wod w glebokich zbiornikach np. jeziorach maleje latem,badz rosnie w zimie , wraz z glebokoscia.Najglebsze warstwy wod powierzchniowych ( stojacych) maja temp. stala w ciagu roku, zblizona do temp. najwiekszej gestosci wody tj. okolo 277K

27. fizyczne wskazniki wlasciwosci wod

1 Temperatura, praktycznie od 0⁰C ( obszar wiecznych mrozow ) do 100⁰C ( mlode obszary wulkaniczne.

Wody powierzchniowe lato do 25⁰C, zima ok.0⁰C

W glebokich zbiornikach temperatura rosnie wraz z glebokoscia zbiornika zima, a maleje latem. Na dnie temp. najwyzszej gestosci wody w ciagu calego roku ( ok. 4⁰C)

2 Metnosc-spowodowana nieruzposzczonymi subst. nieorg. i org.

-wody podziemne:(subst. nieorg.), gliny, piaski, ily, osady denne

-wody powierzchniowe: subst.org. pochodzenia roslinnego i zwierzecegoi,ze sciekow subst.humusowe i subst. nieorg:gliny,piaski,ily

3 Przezroczystosc:cecha odwrotna do metnosci

4 Barwa:wywoluja ja zw. humusowe i barwne scieki przemysl.

5 Zapach: spowodowany obecnoscia gazow np. H₂S. lotne zwiazki, wplyw maja osady denne, procesy biochemiczne, mikroorganizmy

R- naturalne np. zaoach trawy ,ziemi, siana

G-naturalne gnijace: zapach fekalny, plesni

S-nienaturalne,specyficzny zapach benzyny, chloru

6 Smak-zalezy od temp i skladu chemicznego;slony,gorzki,slodki,kwasny

7 Przewodnictwo wlasciwe wody

Przewodnictwo elektrolitow w roztworach rozcienczonych jest funkcja stezenia jonow. Przez pomiar przewodnictwa mozna oznaczyc zawartosc cial rozpuszczonych w wodzie. Dla wod slabo zmineralizowanych jest proporcjonalna do zawartosci substancji rozpuszczonych (elektrolitow)

26.Wodne uklady dyspersyjne

Ukladem dyspersyjnym nazywamy mieszanine jednorodna lub niejednorodna skladajaca sie z fazy rozproszonej ( rozdrobnionej) i rozpraszajacej czyli osrodka dyspersyjnego.

Woda jako ciecz stanowi osrodek dysp., w ktorym moga wystepowac substancje stale, ciekle i gazowe w roznym stopniu rozdronienia.Oprocz roztworow rzeczywistych woda moze stanowic uklad niejednorodny, w ktorym czateczki moga znajdowac sie w postaci koloidalnej lub zawiesiny.

Woda naturalna jest ukladem plidyspersyjnym,tzn.,ze czastki fazy rozproszonej maja rozna wielkosc.

-uklady grubo dyspergowane ( zawiesina)- sa nietrwale;zawieraja czastki o stosunkowo duzych rozmiarach 10^-5cm,widoczne golym okiem.Po krotkim czasie czastki fazy rozproszonej opadaja na dno,gdy gestosc czastek fazy rozproszonej jest wieksza niz gestosc wody,lub wyplywaja na powierzchnia wody, gdy gestosc czastek jest mniejsza niz gestosc wody. Nastepuje samorzutne rozdzielenie mieszaniny przez sendymentacje ( opadanie ) lub fltacje ( unoszenie ); nie dyfunduja;przez sendymentacje usuwanych jest 40% zanieczyszczen ze sciekow

-uklady koloidalne-uklady mikroniejednorodne,ktorych wymiary czastki fazy rozproszonej mieszcza sie od 10^-7-10^-5cm; nie sedymentuja; koloidy hydrofilowe;koloidy hydrofobowe tworza micele; koloidy usuwa sie przez koagulacje( zmniejszenie rozdrobnienia fazy rozproszonej ukladu koloidalnego polegajace na laczeniu czastek w wieksze skupiska,opadajace pod wplywem sily ciezkosci

-roztwory wlasciwe-sa ukladami molekularno-dyspersyjnymi, w ktorych substancja rozproszona w osrodku dysper. wykazuje rozdrobnienie molekularne;srednica czastek <10^-7cm; sa to substancje rozpuszczone(zdysocjowane)

Klasyfikacja Alekina- za podstawe podzialu przyjmuje jony, ktorych stezenia przewazaja oraz wzajemny stosunek miedzy nimi obejmuje wszystkie wody naturalne o mineralizacji do 50kg/m³ i wody morskie

I -wody zmineralizowane w malym stopniu, nadmiar HCO₃^-

II – wody podziemne lub jeziora, rzeczki o malej mineralizacji

III- wody silnie zmineralizowane ( wody oceanow, morza, podziemne

IV – wody kwasne

Klasyfikacja w zaleznosci od subst. rozpuszcz

-wody slodkie <1g/dm³

- wody slonawe 1-5g/dm³

-wody slone 5-40 g/dm³

-solanki >40 g/dm³

Zw.kompl. sklada sie z jednego lub wiecej centralnych atomow lub jonow polaczaonych z innymi jonami lub czasteczkami zwanymi LIGANDAMI

Liczba koordynacji-liczba ligandow bezposrednio powiazanych z jonem centralnym (wiazaniami kowalencyjnymi, w ktorych zwykle ligandy sa donorami elektronow)

Tworza sie kompleksow odgrywa istotna role w chemii wod naturalnych w jego wyniku zmieniaja sie formy wystepowania substancji w wodzie, glownie metali.

W trakcie powstawania kompleksow zmniejsza sie stezenie wolnych jonow metali, ktore sa bardziej toksyczne niz formy zwiazane. Zwiazki kompleksowe maskuja obecnosc jonow metali ciezkich w wodzie. zdolnosc do kompleksowania metali w wodach naturalnych wykazuja glownie:OH^-,Cl^-,CO₃^2-, S^2-,PO⁴_3-,NH₃, aminokwasy,bialka,subst. humusowe

22. proces chemicznego wietrzenia skal

hydrolityczny rozklad glinokrzemianow, zelazokrzemianow, krzemianow, w wyniku ktorego zw. krzemu, zelaza, glinu przenikaja do wody w postaci rozpuszconej lub kooidalnej:

W wyniku procesu wietrzenia skal do wody przedostaja sie jony sodu, potasu i takze wiele pierwiastkow sladowych