V ÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA, VÍZMINŐSÍTÉS

1. VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK MEGHATÁROZÁSA, VÍZMINŐSÍTÉS

2. Hogyan mérhető a vízminőség?

3. 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 (> 20 ºC)

4. 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)

5. 1.4 Zavarosság • Szerves és szervetlen lebegőanyagok, kolloid részecskék okozzák • Meghatározás: a lebegõrészecskékáltalszórtfénymérésével (nefelométerrel, NTU – ”Nephelometric Turbidity Unit”) • 1.5 Átlátszóság • Fény elnyelése • Szín és zavarosság határozza meg • Fotikus zóna (eutrofizálódás) • Mérés: fotocella, Secchikorong (m)

6. 1.6 Szín • Vízben oldott anyagok (huminsavak, szennyvizekkel bekerülő festékanyagok, mikroorganizmusok anyagcsere termékei) • Mérés: fényelnyeléssel - TCU („True Color 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 anyagok (oldott sók) • 1.8 Fajlagos vezetőképesség • Oldott ásványi sók (anionok és kationok) koncentrációjával arányos • Mérés: platinalemezek közötti ellenállás (µS/cm) • Előnyök: automatizálható, vízminőség (ionösszetétel) változását, szennyezést jelzi

7. 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 – CaOeé) • Változó keménység: forralással eltávolítható HCO3- mennyiségével egyenértékű • Állandó keménység: összes – változó Maucha diagram Balaton ~ 700 µS/cm Fertő tó ~ 2500 µS/cm

8. pH 4.5 pH 8.3 • 2.4 pH • pH = -log(H+), semleges víz: 0.0000001 mol H+ (proton)/l  pH 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 • 2.5 Savasság, lúgosság • Puffer kapacitás (semlegesítő képesség) a savas, lúgos behatással szemben • Természetes puffer: hidrokarbonát ionok (hazai adottságok) • 2.6 Oldott CO2 – szervetlen C formák (pH függésük) CO2, H2CO3, HCO3-, CO32-

9. BOI 100% 0% nap BOI5 Elméleti oxigénigény BOI20 TOC KOI Oxigén háztartás • 2.7 Oldott oxigén, oxigén telítettség • Hőmérséklet, nyomás függő • Befolyásoló tényezők (források és nyelők): diffúzió, lebontás, fotoszintézis, légzés stb. 2.8 Szervesanyag tartalom • Meghatározás oxigén fogyasztásból (oxidáció) • Biokémiai oxigénigény: BOI5 bakteriális lebontáshoz szükséges oxigén mennyisége • Kémiai oxigénigény (KOIp KOIcr) • TOC - Összes szerves szén 20 5

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

11. 2.10 Foszforvegyületek • Eutrofizálódás: limitáló elem (Liebigelv) • Oldott realtív P: főként ortofoszfát (PO43-) - növények által felvehető • Partikulált P: szervetlen (lebegőanyahoz kötött) és szerves (alga, detritusz) • Mérés: Összes P és PO4-P • Biológiailag hozzáférhető P: közvetlenül nem mérhető (frakcionálás) • Nincs gáz halmazállapot Deszorpció Oldódás Csapadék-képződés Foszfát ásványok Foszfát ásványok Adszor- beált P Orto- foszfát Oldódás Adszorpció Csapadék-képződés Asszimiláció Mineralizáció Szerves P (biomassza) Szerves P (detritusz) Hidrolízis

12. 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

13. 2.13 Mikroszennyezők • Kis koncentrációk (μg/l, ng/l) – analitika nehézségek! • 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 anyagok, detergensek, oldószerek • Trihalometánprekurzorok (fertőtlenítés mellékterméke) • EU direktívák: VKI – elsőbbségi anyagok, 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)

14. 3. BAKTERIOLÓGIAI (MIKROBIOLÓGIAI) JELLEMZŐK • Baktériumok: • Patogének (Vibriocholerae - 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 • Fekálcoliform (FC) – emberek és melegvérű állatok bélrendszeréből származó coli baktériumok (44.5 C-on tenyésztik, ahol a nem fekális eredetűek növekedése már gátolt) • Fekálstreptococcus (FS) – az emberi és állati zsigerekben élő baktériumok • FC/FS > 4 emberieredetű, FC/FS < 1 állati eredetű szennyezés • Csíratesztek: telepszám meghatározás Kép forrása: http://www.sze.hu/~radicsa/VIZBIOLOGIA/vizbiol_dia.pdf

15. 4. VÍZBIOLÓGIAI MONITORING • Élőlény csoportok • Bakterioplankton • Fitoplankton • Élőbevonat algák • Makrofita • Zooplankton • Makroszkópikus gerinctelenek • Halak • Minőségi és mennyiségi mutatók • Faji összetétel • Gyakoriság (biomassza) • Korösszetétel (halak)

16. VKI-BIOLÓGIAI ELEMEK Gerinctelen fauna egyedsűrűség összetétel érzékenyállományjelenléte diverzitás Halak egyedsűrűség összetétel életciklus/korszerkezet érzékenyállományjelenléte Perifiton egyedsűrűség összetétel érzékenyállományjelenléte Makrofiton Egyedsűrűség összetétel érzékenyállományjelenléte Fitoplankton egyedsűrűség összetétel virágzásigyakoriság/intenzivitás biomassza

17. Állapotjellemzők Besorolás biológiai elemek 5 osztály biológiai állapot hidrológiai morfológiai állapot hidrológiai és morfológiai elemek 5 osztály ökológiai állapot fizikai és általános kémiai elemek Az ökológiai állapotot befolyásoló kémiai állapot 5 osztály A FELSZÍNI VÍZTÉR ÁLLAPOTA Specifikus szennyezők 2 osztály kémiai állapot Kémiai paraméterek 2 osztály VKI MINŐSÍTÉS: VÍZTEREK ÁLLAPOTÁNAK JELLEMZÉSE