oxid uhličitý a jeho iontové formy

Prezentace na téma: "oxid uhličitý a jeho iontové formy"— Transkript prezentace:

1 oxid uhličitý a jeho iontové formy
nejdůležitějším protolytickým systémem v přírodních a užitkových vodách je uhličitanový systém CO2 – HCO3 ¯ – CO3 ² ¯ který významně ovlivňuje složení a vlastnosti vod ( pH, neutralizační a tlumivou kapacitu, agresivitu, inkrustační účinky) pH pro pitnou vodu 6,5 – 9,5 MH

2 formy výskytu ve vodách
volný CO2 (symbol H2CO3 ) je rozpuštěný ve vodě vázaný CO2 hydrogenuhličitany HCO3 , CO3 celkový oxid uhličitý TIC anorganicky vázaný uhlík

3 výskyt ve vodách volný oxid uhličitý – v přírodních vodách s pH < 8,3 (jednotky – desítky mg/l prosté podz.vody a více v minerálních vodách) v závislosti na hodnotě pH hydrogenuhličitany – jsou běžnou převládající součástí podz. vod, s vyšší Σ M ztrácí dominantní postavení uhličitany - v nízkých koncentracích, proto nejsou analyticky dokazatelné malé koncentrace v podz. v. jsou prokazatelné až při pH> 8,3

4 kyselinová kapacita KNK zásadová kapacita ZNK
neutralizační kapacitou se rozumí látkové složení silné jednosytné kyseliny (zásady) v mmol, které spotřebuje 1 litr vody k dosažení určité hodnoty pH kyselinová kapacita KNK zásadová kapacita ZNK neutralizační kapacita je integrálem tlumivé kapacity v daném rozmezí pH v přírodních vodách je to KNK4,5 a ZNK8,3 KNK4,5 (mmol/l) = HCO3 (mmol/l)

5 agresivní CO2 Is = 0 rovnovážný stav Is < 0 agresivní
rovnovážný CO2 je volný (H2CO3 ), který je v rovnováze s koncentrací iontů vápníku a hydrogenuhličitanů =vápenato-uhličitanová rovnováha CaCO3 + H2CO3 = Ca + 2HCO3 při jeho poklesu – inkrustace při jeho nadbytku – agresivní CO2 (Heyerova zkouška) Langelierův index Is (rozdíl mezi skutečnou a fiktivní hodnotou pH ) Is = 0 rovnovážný stav Is < 0 agresivní Is > 0 inkrustující

6 radioaktivní látky nuklid – druh atomů,které mají stejné protonové (atomové) číslo Z a nukleonové (hmotnostní) číslo A Pokud mají nuklidy stejná protonová čísla, ale rozdílná nukleonová čísla nazývají se izotopy Nuklidy : stabilní radionuklidy : přírodní umělé Radionuklid- poločas přeměny – druh záření a jeho energií Mírou mohutnosti radioaktivního zdroje je aktivita

7 radioaktivní látky měření radioaktivity : celková objemová aktivita α, β stanovení jednotlivých radionuklidů (radon,radium,tritium,uran…) jednotkou aktivity je becquerel Bq vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost č. 184/1997 směrné hodnoty : ²²² Rn , aktivita α, aktivita β , ,5 (Bq/l) pro vodu dodávanou do veřejných vodovodů MH pro 15 přírodních radionuklidů

8 chemické analýzy vzorků vod

9 chemické analýzy vzorků vod

10 chemické analýzy vzorků vod

11 grafické zpracování chemismu

12 grafické zpracování chemismu

13

14 grafické zpracování chemismu – podzemní voda z permokarbonu

15 grafické zpracování chemismu – křída – kvartér – břehová infiltrace

16 grafické zpracování chemismu – křída – kvartér – břehová infiltrace

17 grafické zpracování chemismu – křída – kvartér – břehová infiltrace
pramen Ohře Na+ 23 25 K+ 15 4 Ca++ 174 41 Mg++ 50 11 Cl- 33 NO3- 13 19 HCO3- 391 60 SO4-- 357 111 ΣM

18 ΣM 1067 301 1290 633 548 498 pramen Ohře 1. deprese 2. deprese
Na+ 23 25 30 24 K+ 15 4 16 13 10 Ca++ 174 41 231 105 99 77 Mg++ 50 11 52 26 20 19 Cl- 33 55 34 43 NO3- 17 HCO3- 391 60 360 195 146 SO4-- 357 111 511 207 179 165 ΣM

19 kontaminace podzemní vody

20 kontaminace podzemní vody

21 kontaminace podzemní vody

22 kontaminace podzemní vody

23 grafické zpracování chemismu – kontaminace podzemní vody

24 grafické zpracování chemismu – kontaminace podzemní vody

25 grafické zpracování chemismu – kontaminace podzemní vody
studna CHI1 CH I2 Na+ 17 20 12 K+ 9 96 13 Mg++ 43 10 Ca++ 106 582 81 Cl- 61 50 73 HCO3- 223 SO4- 97 308 148 CO3- 78 24 OH- 427 4

26 alekinova klasifikace : 3 třídy -3 skupiny – 4 typy
Cl Na 9,2 III I. HCO3- >Ca a Mg II. HCO3- < (Ca+Mg)<HCO3- +SO4--) III. HCO3-+ SO4--<Ca + Mg IV. HCO3- = 0 I. II. III.

27 Hodnocení chemismu kontrola analýz :
součet c.z kationtů = c.z. aniontů analýzy kontrolních vzorků akreditace laboratoří r e p r e z e n t a t i v n í v z o r k y v o d hydrogeochemické hodnocení hydrobiologické hodnocení mikrobiologické hodnocení

28 hydrogeochemické hodnocení
v prostoru : náhlé prostorové změny v chemismu (vliv hg. poměrů) kontinuální prostorové změny (interakce hornina – voda = zonálnost) v čase : náhlé časové změny v chemismu změna hydrodynamických podmínek periodické změny klima –vymývání NO3- systematické změny zásah do proudění podzemní vody

29 Hodnocení chemismu účel hydrochemických prací
informace o analyzovaných vzorcích (dokumentace odběrových míst, způsob odběru, druhy analýz, laboratoř, protokoly rozborů základní zjištěné údaje : celková mineralizace, pH, typ vody, zjištěné charakteristické údaje – tabulky, grafy hodnocení jakosti vody podle účelu hydroch. prací hypotéza o tvorbě chemismu, včetně zdrojů znečištění předpověď vývoje jakosti vody návrh dalšího sledování

30 chemismus podzemní vody
Prostá podzemní voda Σ mineralizace< 1 g/l Minerální voda Σ mineralizace>1g/l – 5, 5-15, >15g/l Σ CO2 rozpuštěný> 1 g/l = kyselky Teplota > 25oC (termy) SII > 1 mg/l, I- > 5 mg/l , Fe > 10 mg/l, As > 0,7 mg/l , Rn Bq/l

31

32 Chemismus podzemní vody
Hlavní kationty:vápník-hořčík-sodík-draslík Hlavní anionty: hydrogenuhličitany HCO-3 sírany SO4 2- chloridy Cl- Běžně se vyskytující se ionty v nízkých koncentracích: mangan, železo,amoniak dusičnany, obsah CO2 Teplota vody C, pH 6,5 -9,5

33 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody přirozené x antropogenní
Mikrobiologické a biologické ukazatele : Fekální koliformní bakterie > enterokoky >koliformní >mezofillní >psychrofilní bakterie Živé a mrtvé organismy

34 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody zdravotně významné
Fyzikální a chemické ukazatele : Anorganické Sb,As,Be,B,(bromičnany), Cd,Cr,Cu,CN-F-,Pb,Hg,Ni,Se,Ag Mn,NO3-,NO2-

35 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody zdravotně významné
Organické Těkavé (TOL)- BTEX, Cl-U Obtížně těkavé – PAU,PCB,ostatní RL Pesticidy

36 Rozpuštěné látky >1g/l
UKAZATELÉ, jejichž zvýšené hodnoty mohou negativně ovlivnit jakost pitné vody Rozpuštěné látky >1g/l Na BARVA Al CHUŤ PACH SO4 pH Cl CHSKMn ZÁKAL NH4 NEL Fe

37 POŽADAVKY NA VODU -PITNÁ –
BALENÁ KOJENECKÁ- BALENÁ STOLNÍ – BALENÁ PITNÁ VODA PRO CHOV DOBYTKA A DRŮBEŽE – PRO CHOV RYB VODA PRO ZÁVLAHU

38 VODA VE STAVEBNICTVÍ KOROZE POŽADAVKY NA JAKOST VODY :
DOPRAVOVANÉ POTRUBÍM BETONÁŘSKÉ VODY NÁPOROVÉ VODY (PROPUSTNOST HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ X ODOLNOST BETONU)

39

40 AGRESIVNÍ NÁPOROVÉ VODY
CEMENTOVÝ BACIL 3CaO.Al2O3 .3CaSO4 . 30H2O Ettringit= Candlotova sůl VODY MÁLO MINERALIZOVANÉ (HLADOVÉ) VODY KYSELÉ VODY S AGRESIVNÍM CO2 VODY SÍRANOVÉ VODY S VYŠŠÍM OBSAHEM Mg VODY S VYŠŠÍM OBSAHEM NH4 OSTATNÍ VODY 30 H2O

41 odběry reprezentativních vzorků vod
povrchové vody srážkové vody

42 odběry reprezentativních vzorků vod
četnost odběrů – cíl hydrochemických prací finance variabilita sledovaného ukazatele – důležitost vybraného objektu ve zvodněném systému

43 zásady správného odběru vzorků vod
spolupráce s laboratoří před odběrem prameny: zachycené – nezachycené využívané - čerpané objekty : místo odběru, hloubka čerpadla, Q, s, využívané přetokové objekty: místo odběru,Q,tlak+atm. nevyužívané objekty: vystrojení, způsob odběru : Q, s,t, před odběrem, čerpadlo-vzorkovač povrchové vody: povrchový-hloubkový odběr vzorků srážkové vody : jednorázové x směsné vzorky