Ocena wybranych wyników badań prób wody

1. Ocena wybranych wyników badań prób wody Dr Dietmar Petersohn Laboratorium Berliner Wasserbetriebe

2. Badania zmysłowe czyli subiektywne odczucia na temat analitów powinny podlegać ocenie. Często są zaniedbywane, a ich znaczenie podważane. Jednak równie często pomagają w dalszych dochodzeniach i są źródłem ważnych wniosków. Parametry estetyczne: kolor, mętność, zapach, smak (badany wyłącznie przy zachowaniu środków bezpieczeństwa). • Badania fizyczne i fizykochemiczne określają niektóre cechy wody jako takiej oraz w powiązaniu z jej składem chemicznym. • Badania chemiczne określają zawartość w wodzie poszczególnych związków chemicznych lub ich grup (np. utlenialność) • Badania bakteriologiczne pozwalają określić ile bakterii jest obecnych w jednostce objętości i czy wśród nich znajdują się mikroorganizmy pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego. Rozpoznaje się obecność w wodzie organizmów wywołujących choroby zakaźne. • Celem badania biologicznego jest określenie zasiedlenia wody przez organizmy roślinne i zwierzęce i / lub ich rodzajów i liczebności przez badania ekologiczne i mikroskopowe.

3. Zapach i smak • może zostać znacząco zmieniony przez nawet bardzo małe stężenia obcych substancji organicznych i nieorganicznych. • Woda przeznaczona do spożycia powinna być pozbawiona zapachu i obcego smaku. Dlatego też badanie zapachu i smaku może dostarczyć pierwszych ważnych wskazówek na temat zanieczyszczenia. Określanie zapachu i smaku pozostaje niezastąpioną metodą rutynowego monitoringu, w szczególności w przypadku wody do spożycia. • Badanie zapachu przeprowadza się zawsze przed badaniem smaku. Szklaną butelkę zamkniętą szklanym korkiem przepłukuje się kilkakrotnie badaną wodą, następnie wypełnia tą wodą do połowy, zamyka korkiem i silnie wstrząsa. Zapach badany jest natychmiast po wyjęciu korka. Badanie to powtarza się kilkakrotnie. • Rodzaje (zapachu): brak, ziemisty, zatęchły, przypominający gnojowicę, nieprzyjemny, rybny, owocowy, przypominający benzynę, metaliczny • Związek: siarkowodór, różne węglowodory aromatyczne, estry… • Intensywność: brak, słaby, silny 3

4. Ocena • Obcy zapach i smak • Jeżeli pogorszony jest zapach i smak wody, może mieć to związek ze związkami groźnymi dla zdrowia. • Naturalne związki nadające wodzie smak i zapach • sole żelaza, siarkowodór, huminy, produkty przemiany materii mikroorganizmów, wpływy antropogeniczne (ścieki, produkty ropopochodne), niewłaściwe materiały budowlane (dodatki stosowane w lutowaniu) • mikroorganizmy, takie jak sinice (zapach ziemisty) lub glony z gatunku Diatoma (zapach rybi) • fenol i inne substancje organiczne nawet w małych ilościach, a w szczególności produkty ich reakcji z chlorem używanym do dezynfekcji, dają bardzo nieprzyjemny zapach i smak • smak mogą pogorszyć również nadmierne stężenia sodu, chloru i siarczanów

5. Zabarwienie wody jest wynikiem zmiany składu spektrum światła widzialnego przechodzącego przez nią. Za zabarwienie wody uważa się tylko zmianę spektrum wywołaną rozpuszczonymi w wodzie substancjami. Czysta woda w cienkiej warstwie jest bezbarwna. Na kolor wody wpływ ma również otocznie, w którym ją oglądamy. Istnieją trudności w określeniu konkretnych mierzalnych wartości zabarwienia lub mętności wody. Zabarwienie wody bada się umieszczając ją w butelce z niebarwionego szkła, na białym tle, oświetlając pośrednio światłem dziennym Opis intensywności i koloru oraz klarowności próby: lekko żółtawa, próba nie mętna…

6. Mętność wywołują drobne, nierozpuszczalne lub tworzące koloid cząstki materii organicznej i nieorganicznej, co prowadzi do zmniejszenia przejrzystości wody (np. błoto, krzemiany, wodorotlenki żelaza i aluminium, cząstki wapienia i węgla, koloidy organiczne, plankton). Mętność bada się w wodzie przeznaczonej do spożycia i dla przemysłu. Jest ona stosowana jako orientacyjna mierzalna zmienna przy określaniu jakości wód powierzchniowych i ścieków, jeżeli znane są wystarczająco pewne korelacje z materiałami filtracyjnymi. Mętność wody bada się umieszczając ją w butelce z niebarwionego szkła i obserwując pod światło; opisuje się intensywność zmętnienia, na przykład: przezroczysta, lekko zmętniona, zmętniona, silnie zmętniona, nieprzezroczysta

7. Ocena • Zabarwienie i mętność • wody mogą mieć związek z zanieczyszczeniem, dlatego też określa się rodzaj i pochodzenie zmętnienia i mętności. • Mętność wody gruntowej / do spożycia • po silnej penetracji opadów atmosferycznych do niewystarczająco przefiltrowanej wody powierzchniowej (niebezpieczeństwo higieniczne) • substancje pochodzące z ziemi: huminy, glina, wapień, wodorotlenek żelaza (często dopiero po dłuższym okresie stagnacji) • przesycenie wody powietrzem (np. w wyniku nagrzania) • zawartość miedzi w wodzie w instalacji domowej; woda do spożycia koloru niebieskiego wywołująca przebarwienia na urządzeniach sanitarnych • obecność żelaza w końcowych odcinkach wodociągów nadaje wodzie zabarwienie od żółtego do brązowego

8. Konduktywność • wody uzależniona jest od obecności w niej jonów. • Zależy od: • stężenia oraz stopnia dysocjacji elektrolitów • położenia jonów w porządku elektrochemicznym • mobilności jonów, czyli prędkość jonów w polu elektrycznym • temperatury roztworu • Cechą charakterystyczną roztworów soli jest przewodzenie prądu elektrycznego. Przenoszenie ładunku następuje przez migrację jonów poruszających się swobodnie w roztworze. • Przy stałej temperaturze konduktywność jest funkcją stężenia jonów.

9. Ocena Konduktywność jest miarą ogólnego stężenia jonów, przy czym stężenie poszczególnych rodzajów jonów i ich ładunku jest ważona. Roztwory chlorku sodu i siarczanu wapnia, których stężenie wynosi 1 mmol/L mają konduktywność 126 i / lub 279 µS/cm.

10. pH określa się jako minus logarytm dziesiętny aktywności jonów hydroniowych Woda może mieć odczyn kwaśny, neutralny lub alkaliczny. Reakcję tę wywołuje obecność jonów H+ (hydroniowych H3O+). Wartość pH (łac. pondus hydrogeni = waga wodoru) opisuje ten efekt liczbą równą minus logarytmowi dziesiętnemu aktywności jonów hydroniowych. Logarytm wybrano ze względów praktycznych, ponieważ stężenie jonów H+ w wodzie jest bardzo niewielkie i przez to niewygodne do wyrażania w formie liczb. Na przykład, woda o pH 7,0:107 mol/L = 0.0000001 g/L = 100 ng/L jonów H+ Ocena Wartość pH stanowi miarę kwasowości lub alkaliczności wody i jest niezwykle istotna dla wszystkich procesów chemicznych i biologicznych. Woda czysta chemicznie ma pH 7 przy 24°C, czyli ma odczyn neutralny. Jednak w wodach powierzchniowych rozpuszczone związki i gazy wpływają na wartość pH, czyli ma miejsce słaba reakcja kwaśna lub zasadowa. Odczyn wody przeznaczonej do spożycia waha się w zakresie 6,5 < pH < 9,5. Ze względu na możliwość szybkiej zmiany pH wody w wyniku działania czynników chemicznych, fizycznych i biologicznych i niemożliwość samorzutnego powrotu do stanu pierwotnego, w miejscu pobrania powinna nastąpić regulacja odczynu. pH = —lg {aH2O+} = —lg {cH3O+* fH2O+} 10

11. CO2 rozpuszczony w wodzie asymilowany jest przez rośliny, co zaburza stan pierwotny. Stężenie jonów hydroniowych zmniejsza się, wartość pH się zwiększa, odczyn wody staje się bardziej zasadowy. Wzbogacenie wody CO2 przez oddychanie roślin i zwierząt, jak również rozkład substancji organicznych powoduje wzrost stężenia jonów H3O+, tzn. obniżenie wartości pH i zmianę odczynu wody na bardziej kwaśny. Zazwyczaj fizykochemiczna stabilność metalicznych i niemetalicznych materiałów użytych do wykonania instalacji domowej zwiększa się wraz z pH (= wraz z wzrastającą zasadowością wody). Oznacza to, że zanieczyszczenie wody produktami korozji takimi, jak metale ciężkie zmniejsza się wraz ze wzrostem pH. Rury miedziane są tego najlepszym dowodem. Wykres stężenia miedzi w wodzie do spożycia po 8 godzinach stagnacji w instalacji domowej porównany z wartością pH na wykresie o skali dwulogarytmicznej da linię prostą.

12. Temperatura Określenie temperatury w miejscu próbobrania ma fundamentalne znaczenie dla badania wody. Sprawdza się ją przy pomocy skalibrowanych termometrów. Podziałka termometru 0,1°C. Podczas pomiaru termometr nie może być wystawiony na bezpośrednie działanie światła słonecznego, ani inne źródła ciepła. Jeżeli nie jest to możliwe, pomiar odbywa się w butelce do pobierania prób pojemności co najmniej 1l. Temperaturę powietrza mierzy się na wysokości ok. 1m nad wodą lub gruntem. Ocena Parametr ten określa się szybko i tanio, a jednocześnie jest on niezwykle istotny. 12

13. Dziękuję za uwagę