1 / 39

V ÍZMINŐSÉG, VÍZMINŐSÍTÉS

V ÍZMINŐSÉG, VÍZMINŐSÍTÉS. BAKTERIOLÓGIAI SZENNYEZÉS. Hogyan minősítünk? A természetes víz különös kémiai összetételű oldat, és egyúttal bonyolult keverék is, a vízi élővilág élettere.

flavio
Download Presentation

V ÍZMINŐSÉG, VÍZMINŐSÍTÉS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. VÍZMINŐSÉG, VÍZMINŐSÍTÉS

  2. BAKTERIOLÓGIAI SZENNYEZÉS

  3. Hogyan minősítünk? A természetes víz különös kémiai összetételű oldat, és egyúttal bonyolult keverék is, a vízi élővilág élettere. A vízminősítés során a víz tulajdonságait elsősorban a használatok alapján osztályozzuk: antropocentrikus szemlélet. Az ökocentrikus szemlélet nem az vízhasználatok szerinti „alkalmasságot” veszi alapul, hanem a víz ökológiai állapotát.

  4. VÍZMINŐSÉG • A víz tulajdonságainak összessége • Sokféle, egyidejűleg lejátszódó fizikai, kémiai és biológiai folyamat alakítja • Meghatározás: fizikai, kémiai, biológiai, bakteriológiai jellemzők alapján • VÍZMINŐSÍTÉS • A vízminőség meghatározása • Megfelel az adott vízhasználati célnak (ember központú)?

  5. VÍZHASZNÁLATOK IVÓVÍZELLÁTÁS IPARI VÍZIGÉNYEK ÖNTÖZÉS REKREÁCIÓ: ÜDÜLÉS, FÜRDÉS ÖKOLÓGIAI VÍZIGÉNY HALÁSZAT VÍZIENERGIA HAJÓZÁS

  6. VÍZ KERETIRÁNYELV (WATER FRAMEWORK DIRECTIVE) • Cél: • Felszíni és felszín alatti vizek jó ökológiai állapotának elérése, • romlás megakadályozása. • Vízterek  részvízgyűjtők vízgyűjtők • Minősítés: • hidromorfológiai, • fizikai-kémiai és • ökológiai jellemzők alapján. • Referencia paraméterek meghatározása: • Torzulások az ökoszisztémában a zavartalan állapothoz képest • Határidők, ellenőrző rendszer (monitoring), beszámolási kötelezettség, cselekvési programok kidolgozása (vízgyűjtő gazdálkodási terv)

  7. 1. FIZIKAI JELLEMZŐK • 1.1 Hőmérséklet • Oldhatóságot befolyásolja • Biológiai folyamatok meghatározója • Felszíni vizek: szezonális ingadozás • Hőrétegzettség (mély tavak) • Felszín alatti vizek: viszonylag állandó hőmérséklet • Termálvizek (állandóan 20 C felett)

  8. 1 nm 200 nm Oldott és lebegőanyag tartalom (a víz komplex keverék) Valódi oldat Kolloid r. Diszperz rendszer Nem ülepedő Ülepedő • 1.2 Összes oldott anyag • 0.45 µm szűrőpapíron átszűrt mintából bepárlás, majd 105 ºC-on súlyállandóságig szárítva • 1.3 Lebegőanyag • Szűrőn fennmaradt rész • Szervetlen anyagok (hordalék) és élő szervezetek (plankton) • Általában: oldott, partikulált, szerves, szervetlen komponensek (KOI, P, N stb.)

  9. 1.4 Zavarosság • Szerves és szervetlen lebegőanyagok, kolloid részecskék okozzák • Meghatározás: a lebegõ részecskék által szórt fény mérésével (nefelométerrel, NTU – ”Nephelometric Turbidity Unit”)– a kolloid részecskéken szóródó fény intenzitásának mérésén alapul • 1.5 Átlátszóság • Fény elnyelése • Szín és zavarosság határozza meg • Fotikus zóna (eutrofizálódás) • Mérés: fotocella, Secchi korong

  10. Fény mérése Secchi-korong (Secchi-átlátszóság) 20 cm átmérő A felszíni fény ~10%-a Durva összefüggés a Secchi-átlátszóság és az oldott szervesanyag tartalom között. Secchi x2  fotikus réteg

  11. 1.6 Szín • Vízben oldott anyagok (huminsavak, szennyvizekkel bekerülő festékanyagok, mikroorganizmusok anyagcsere termékei) • Mérés: fényelnyeléssel - TCU („True Colour Unit”) • 1.7 Íz és szag • Szennyvíz, szerves anyagok bomlástermékei, (pl. kénhidrogén) • Ipari (fenol, merkaptán, kátrány, acetilén stb.) • Mikroorganizmusok (vasbaktériumok, szulfátredukáló kénbaktérium, bizonyos algák) • Szervetlen oldott anyagok

  12. 1.8 Vezetőképesség • Oldott ásványi sók (anionok és kationok) koncentrációjával arányos • Mérés: platinalemezek közötti ellenállás (µS/cm)

  13. 2. KÉMIAI JELLEMZŐK • 2.1 Leggyakoribb anionok és kationok(„természetes” állapot) • Na+, K+, Ca2+, Mg2+ • HCO3-, CO32-, SO42-, Cl- 2.2 Keménység • Ca és Mg ionok okozzák(pl. Ca(HCO3)2; (nk – CaO eé) • Változó keménység: forralással eltávolítható HCO3- mennyiségével egyenértékű

  14. Ca2+ + H2O + CO2 + CO32- Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 képződés

  15. pH 4.5 pH 8.3 2. KÉMIAI JELLEMZŐK • 2.1 Leggyakoribb anionok és kationok(„természetes” állapot) • Na+, K+, Ca2+, Mg2+ • HCO3-, CO32-, SO42-, Cl- 2.2 Keménység • Ca és Mg ionok okozzák(pl. Ca(HCO3)2; (nk – CaO eé) • Változó keménység: forralással eltávolítható HCO3- mennyiségével egyenértékű • Állandó keménység: összes – változó 2.3 Oldott CO2 – szervetlen C formák CO2, H2CO3, HCO3-, CO32- (pH függésük)

  16. 2.4 Kloridok • Természetes előfordulás: NaCl, KCl, CaCl2 sók formájában • Mesterséges források: utak sózása, ipar (pl. Cl előállítás), sóbányákból • 2.5 pH • pH = -log(H+), semleges víz: 0.0000001 mol H proton/l  7 • Természetes vizek: pH 6.5 – 8.5 (csapadékvíz pH 5.5) • Befolyásolja: mész-szénsav egyensúly, humin- és fulvinsavak, biológiai aktivitás • Biokémiai folyamatok lejátszódása pH érzékeny • 2.6 Savasság, lúgosság • Puffer kapacitás (semlegesítő képesség) a savas, lúgos behatással szemben • Természetes védelem: hidrokarbonát ionok (hazai adottságok) – (2)

  17. BOI 100% 0% nap BOI5 Elméleti oxigénigény BOI20 TOC KOI • 2.7 Oxigén háztartás • Oldott oxigén, oxigén telítettség (hőmérséklet, nyomás függő) • Befolyásoló tényezők (források és nyelők): diffúzió, lebontás, fotoszintézis, légzés stb. 2.8 Szervesanyag tartalom • Biokémiai oxigénigény: baktériumok általi oxidációhoz szükséges oxigén mennyisége (mérése) • Kémiai oxigénigény (KOIp  KOIcr) • Összes szerves szén 20 5

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

  19. 2.10 Foszforvegyületek • Eutrofizálódás: minimum tényező (Liebig elv)

  20. Tápanyagok Liebig-féle minimumtörvény: az a tápanyag korlátozza a termelést, ami a többihez képest a legkisebb arányban van jelen C : N : P = 106 : 16 : 1 Tápelemek körforgalmakban vannak

  21. 2.10 Foszforvegyületek • Eutrofizálódás: minimum tényező (Liebig elv) • Oldott formák: főként ortofoszfát (PO43-) - növények által felvehető (DIP) • Partikulált P: szervetlen, szerves (alga, detritusz) • Biológiailag hozzáférhető P • Mérés: ÖP (összes foszfor), PO4-P, frakcionálás (hibák?) • Nincs gáz halmazállapot • P ciklus Deszorpció Oldódás Csapadék-képződés Foszfát ásványok Foszfát ásványok Adszorb. P Orto- foszfát Oldódás Adszorpció Csapadék-képződés Asszimiláció Mineralizáció Hidrolízis Szerves P (biomassza) Szerves P (detritusz)

  22. 2.11 Kénvegyületek • Szulfidok(redukált forma): H2S, szerves szulfidok, fémszulfidok (Fe, Zn, Cu stb.) • Szulfát (SO42-) • Anaerob biokémiai folyamatok: SO42- H2S • Biokémiai oxidáció:H2S H2SO4 • Bűzhatás • 2.12 Vas- és mangánvegyületek • Oldott állapotban (Fe2+): felszín alatti vizekben tározók fenékiszapjában (hidrogén-karbonátos, szulfátos, huminsavas kötésben) • Oxigén jelenlétében: Fe(OH)3 (vashidroxid, oldhatatlan) • A vas és a mangán közegészségügyi szempontból nem ártalmas, de esztétikailag kifogásolható

  23. 2.13 Mikroszennyezők • Kis koncentrációk (μg/l, ng/l) – analitika! • Íz és szagrontó hatás, gyakran mérgezőek (önmagukban vagy más anyagokkal képzett komplexeikben) • Bioakkumulációs hajlam, karcinogén hatás és mutagenitás • Szervetlen mikroszennyezők: • nehézfémek (Hg, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, Zn), As, cianid, Al • Oldhatóságtól függ a veszélyesség (pH, redox) • esszenciális elemek is! • Szerves mikroszennyezők: • Ásványolaj, olajszármazékok, PAH vegyületek, klórozott szénhidrogének, PCB-k (benzol, fenol, kloroform, ...) • növényvédőszerek (DDT, lindán, atrazin...) • Felületaktív detergensek,, oldószerek • Trihalometánok - fertőtlenítés mellékterméke • EU direktívák, WHO: veszélyes anyagok listája • Természetes eredetűek is lehetnek (humin- és fulvinsavak az elhalt növények lebomlásából, fenol a korhadó falevelekből, As és más fémionok a kőzetek oldódásából, algatoxinok)

  24. 3. BAKTERIOLÓGIAI JELLEMZŐK (vízzel terjedő, járványt/fertőzést okozó betegségek - kolera, tífusz, vérhas, hepatitisz) USA (1960-1980): évi 10-20 járvány. Fejlődő világ?? • Kiváltó okok: • Kommunális szennyvíz • Lefolyás burkolt felületekről • Állattartó telepek, háztáji állattartás • Fertőzés lehetősége: • Ivóvíz • Fürdés (közvetlen kontaktus) • Közvetett kontaktus (horgászat, csónakázás, vízi sportok) • Halfogyasztás • Kórokozók (patogén élőlények) • Baktériumok, vírusok, protozoák, gombák

  25. Baktériumok: • Patogének (Vibrio cholerae - kolera, Shigella - vérhas, Esherichia coli - vastagbél, véd/de gyulladást is okoz, Salmonella - tífusz, Staphylococcus, Cyanobaktériumok stb.) • Mérés: indikátor (patogének jelenlétére utaló) baktérium csoportok • Összes coliform (TC) – talajban, üledékben található nem spórás, pálcika alakú baktériumok • Fekál coliform (FC) – emberek és melegvérű állatok bélrendszeréből származó coli baktériumok (44.5 C-on tenyésztik, ahol a nem fekális eredetűek növekedése már gátolt) • Fekál streptococcus (FS) – az emberi és állati zsigerekben élő baktériumok • FC/FS > 4 emberi eredetű, FC/FS < 1 állati eredetű szennyezés • Csíratesztek

  26. Vírusok • Gazdaszervezet nélkül nem képesek szaporodni, azt fertőzik • Környezeti hatásoknak (pH, hőmérséklet, stb.) elég jól ellenállnak • Vízben előfordulók: • Enterális vírusok (spirális alakú paraziták, méretük 20-80 nm), Hepatitis A • Patogén protozoák: „új” patogének (vízellátó rendszerekből származó járványok leggyakoribb okozói, véglények) • Cryptosporidium (USA, 1987) • Giardia lambdia (ostoros protozoa) • Klasszikus víztisztításnak ellenállnak (vírusok is) • Indikátorok hiányosságai • Kockázat-szemlélet

  27. Parazita protozoák • Alacsony dózis: • 10-100 Cryptosoridium ciszta • 25-100 Giardia ciszta Cryptosporidium parvum 1993 – Milwaukee: több mint 40.000 Ember betegedett meg Giardia lamblia

  28. 4. BIOLÓGIAI VÍZMINŐSÍTÉS • A víz azon tulajdonságainak összessége, amelyek a vízi ökoszisztémák életében „fontosak” • Egységes minősítési módszer nem ismert • Élőlénytársulások, fajlistákon alapuló meghatározás • Világszerte kutatják, az EU VKI kulcskérdése • Problémák megoldásának sorrendiség • Több információ: akut és kumulatív hatások • Számszerűsítés ??? • Felföldy féle eljárás: kémiai vízminősítés alapján!

  29. FELFÖLDY FÉLE MÓDSZER • Halobitás: a víz biológiai szempontból fontos szervetlen kémiai tulajdonságainakvez.kép, ionok • Trofitás: az elsődleges szervesanyagtermelés mértéke. Alapja a fotoszintézis, amelyhez fény, szervetlen növényi tápanyagok, megfelelõ hőmérséklet és klorofilltartalmú növényzet (alga, hínár) szükséges.Biomassza, Chl-a, P formák, elsődleges termelés, fitoplankton összetétel stb. • A szaprobitás a vízben lévő holt szerves anyagok lebontásának mértéke. Ez a heterotróf vízi szervezetek számára táplálékul alkalmas nem mérgezõ, biokémiailag lebontható szerves anyagok mennyiségétõl függ.O2, BOI5, KOI, baktérium szám, Pantle-Buck index stb. • Toxicitás: a víz mérgezőképessége, a vízi élővilág életműködését zavaró mérgező anyagok jelenléte. Exotoxinok és endotoxinok (élővilág által termelt).Mikroszennyező koncentrációk, ökotoxikológiai tesztek stb.

  30. EU immissziós irányelvek VÍZMINŐSÍTÉS: • Víz Keretirányelv („Water Framework Directive”) (2000/60/EEC) • Ivóvíz előállítására használt felszíni vizek minőségi követelményei (75/440/EEC) • Halak életteréül szolgáló felszíni vizek követelményei (78/695/EEC) • Rákok, kagylók életteréül szolgáló felszíni vizek követelményei (79/869/EEC) • Talajvíz minősége (80/68/EEC) • Szabadtéri fürdőzésre használt víz (76/160/EEC) • Ivóvíz (98/83/EEC)

  31. VÍZMINŐSÍTÉS: Hazai szabványok, rendeletek Természetes vizek minősége: MSZ 12749 (1993): Felszíni vizek minősége, minőségi jellemzők és minősítés (EU VKI szerinti minősítési rendszer még kidolgozás alatt, (elvek: 31/2004 (XII.30.) KvVM rendelet a felszíni vizek megfigyeléséről és állapotértékeléséről) MSZ 10433:1 (1984): Felszín alatti vizek minősége, értékelési és minősítési rendszer Használat szerinti vízminőségi követelmények: 201/2001. (X. 25.) Korm. rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről (korábban: MSZ 450:1 (1989), MSZ 450:3 (1992) 6/2002 (XI.5.) KvVM rendelet az ivóvízkivételre használt vagy ivóvízbázisnak kijelölt felszíni víz, valamint a halak életfeltételeinek biztosítására kijelölt felszíni víz szennyezettségi határértékei MSZ-13690/3 (1989): Fürdővíz minúsítés bakteriológiai vizsgálat alapján MI-10 172/9 (1990) Az öntözővíz vizsgálata, minősítési rendje MSZ-15200 (1979): Kazántápvíz, kazánvíz minőségi követelményei

  32. MSZ 12749 (1993): Felszíni vizek minősége, minőségi jellemzők és minősítés • Vizsgálandó jellemzők: • Oxigén háztartás (Old O2, O2%, BOI, KOI, TOC, Szapr.index) • Tápanyag háztartás (N- P formák, Chl-a) • Mikrobiológiai jellemzők (CF, FCF, FS, Salm.) • Mikroszennyezők és toxicitás (szervetlen és szerves mikroszennyezők, toxicitás, radioaktív anyagok) • Egyéb jellemzők (pH, vez.kép., T, LA, OA, Fe, Mn, keménység, an- és kationok) • Vízminőségi osztályozás: • 5 vízminőségi osztály (I - V) • Besorolás 90 %-os tartósság alapján

  33. Felszíni vizek minősítése: határértékek összehasonlítása

  34. Felszín alatti vizek minősítése Vizsgált komponensek: pH, vez.kép., keménység, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, NH4, Cl, SO4, HCO3, NO3, NO2, KOI, bakteriológia Osztályozás: I. Ivóvíznek alkalmas (fertőtlenítés) II/.1. Gáz-, savtalanítás, Fe-, Mn eltávolítás II./2. As, NH4+, NO3-, szervesanyag eltávolítás II./3. Lágyítás, keményítés III. Nincs gazdaságosan alkalmazható technológia

  35. 5. „RECEPT” • Mi a „természtes víz” összetétele? Eredeti állapot? • Mi a probléma? Egy vagy több? • Kölcsönhatások? Melléktermékek? • Terhelés(ek) dinamikája? Vízminőség idő és térbeli változása? • Gyors változások és/vagy kumulatív hatások? • Van ok-okozati kapcsolat? Tudomány vs döntéshozás; • Mi a célunk? • Melyek a vízminőségi indikátorok? • Állnak rendelkezésre adatok vagy mérni is kell? Hiba? Célmérés? • Rendelkezésre álló pénz és idő? Kockázatok? • Mérés, értékelés és utóbbi módszerei

More Related