Tvorba chemismu podzemní vody

Prezentace na téma: "Tvorba chemismu podzemní vody"— Transkript prezentace:

1 Tvorba chemismu podzemní vody
podzemní voda

2 Klima - srážky

3 Intenzita deště – (podíl úhrnu a trvání)
Klima - srážky Srážková výška (mm) 1 mm srážek = 1 litr vody spadlé na plochu 1 m² (……m³ na km ²) Ø srážkový úhrn za rok je v ČR cca 700 mm Trvání deště Intenzita deště – (podíl úhrnu a trvání) Přívalový déšť

4 Geneze složení srážek v oblaku pod oblakem
Vymývání aerosolů a ostatních látek v oblaku pod oblakem Suchá a mokrá depozice Znečišťující látky plynné, kapalné a tuhé (aerosoly ) Přírodní – antropogenní Sloučeniny síry, dusíku, uhlíku, chloridy

5 Chemické složení atmosférických vod (v hmotnostních koncentracích)
pokles Cl¯

6 Chemické složení atmosférických vod
Celková mineralizace nízká závisí na lokalitě, intenzitě a trvání deště podkorunové srážky - vliv suché depozice nízké pH a NK (neutralizační kapacita) jsou hlavní příčinou acidifikace povrchových vod

7 Chemické složení povrchových vod
mořské - kontinentální složení je ovlivněno : geologickou skladbou území složením dnových sedimentů hydrologicko-klimatickými poměry půdně-botanickými poměry příronem podzemních vod antropogenní činností

8 Chemické složení tekoucích povrchových vod
základní kvalitativní složení se příliš neliší od podzemních vod (p.v.) v území Celková mineralizace mg/l rozdíly jsou v poměrném zastoupení jednotlivých složek chemická rozmanitost je menší než u p.v. nejčastější hydrochemický typ HCO3 – Ca, (SO 4-Ca) oproti p.v. mají vyšší obsah rozpuštěného kyslíku,NL,sloučenin N a P, organ. látek oproti p.v. mají nižší obsah CO2, Fe,Mn a Σ M

9 Chemické složení tekoucích povrchových vod
hodnota pH neutrální – slabě alkalická chem. složení se mění s délkou toku časové změny ch.složení v daném profilu jsou větší než u p.v. krátkodobé změny v ch.složení – (průtokem) dlouhodobé změny v ch. složení - antropogenní

10 chem. složení se mění s délkou toku

11

12 znečišťování povrchových vod
povrchové vody : zdrojem pitné a užitkové vody rekreační využití chov ryb recipientem odpadních (splaškových a průmyslových odpadních) vod kontaminanty : působící toxicky ovlivňující kyslík. bilanci toku způsobující organoleptické závady inertní látky

13 Odpadní vody, které mohou nepříznivě ovlivnit vlastnosti povrch. vod
- v. silně kyselé nebo silně alkalické v. s velkou koncentrací anorganických solí v. s velkou koncentrací NL vody s látkami ovlivňující přestup O2 do vody (tenzidy, uhlovodíky) vody s velkým obsahem biologicky snadno rozložitelných látek nebo anorganických látek spotřebovávajících kyslík(Fe" ) v. s organ. látkami ovlivňujícími organoleptické vlastnosti vody

14 Odpadní vody, které mohou nepříznivě ovlivnit vlastnosti povrch. vod
v. s toxickými látkami pro vodní organismy ( některé kovy, kyanidy, pesticidy. v. s patogenními zárodky (léčebny,koželužny) v. s větším obsahem nutrientů (P,N =eutrofizace ) v. oteplené

15 hodnocení jakosti podle ukazatelů :
v závislosti na způsobu využití sledovaných povrchových vod a na předpokládaném znečištění nejdůležitější jsou ukazatele kyslíkového režimu BSK5, CHSKCr, TOC, rozpuštěný kyslík, sulfidická síra, které zásadně ovlivňují samočisticí schopnost toku 5 tříd jakosti tekoucí povrchové vody Nařízení vlády č.82/1999 Sb. ukazatelé znečištění povrchových vod

16 Hydrogeologické poměry – interakce mezi podzemní vodou a horninou
význam chemického zvětrávání zvláště živců a ostatních horninotvorných minerálů = uvolnění kationtů alkalických kovů, křemíku, hydrogenuhličitanů hydrolýza rozpouštění oxidace-redukce iontová výměna membránová filtrace sorpce

17 k dosažení dynamické chemické rovnováhy
mezi p.v. –horninou – p. atmosférou kterou porušuje proudění p.vody změna hydrochemického typu vody v horizontálním i vertikálním směru : HCO3-Ca-Mg →HCO3-Na →SO4-Ca →Cl-Na

18 Chemické složení podzemních vod
pH 5,5 – 7,5 celková mineralizace ve stovkách mg/l vyšší koncentrace volného CO2 a jeho iontových forem poměrné zastoupení kationtů: Ca-Mg-Na-K poměrné zastoupení aniontů: hydrogenuhličitany-sírany-chloridy –(dusičnany) stálá teplota (podle hloubky oběhu)

19 anomálie v chemismu p.v. přírodního původu antropogenní (hydrochemická prospekce) důlní vody

20 Stanovení jakosti pitné vody
Pitná voda musí vyhovovat mikrobiologickým, biologickým, chemickým, fyzikálním a radiologickým požadavkům vyhláška č.376/2000 Sb. MZdr. rozsah a četnost kontroly dodržení hygienických limitů veřejné individuální (10m³ - 50 osob) zásobování pitnou vodou

21 MHRR (referenčního rizika)
mezní hodnota MH limitní hodnota ukazatele jakosti, jejímž překročením ztrácí pitná voda vyhovující jakost NMH limitní hodnota ukazatele jakosti s prahovým účinkem, jejíž překročení vylučuje užití vody jako pitné MHRR (referenčního rizika) limitní hodnota ukazatele jakosti s bezprahovým účinkem jejíž překročení vylučuje užití vody jako pitné DH (doporučená hodnota) hodnota ukazatele jakosti, která znamená dosažení optimální koncentrace dané látky z hlediska biologické hodnoty pitné vody

22 Vápník a hořčík Ca 30 mg/l MH Mg 10 mg/l MH 100 mg/l DH 30 mg/l DH
Ca + Mg 0,9 – 5 mmol/l DH hmotnostní poměr Ca : Mg 4: :1 Ca - lepší chuťové vlastnosti inkrustace Ca > Mg Mg působí agresivně na beton Ca-HCO3-CO2 význam při posuzování agresivních nebo inkrustačních účinků Antropogenní zdroj –průmyslové odpadní vody z provozů,kde se kyseliny neutralizují vápnem minerální vody s Na (HCO3) pro žaludeční choroby

23 „TVRDOST“ VODY … zelenina při vaření ve vodě s velkým obsahem Ca, Mg zůstává dlouho tvrdá… HCO Přechodná tvrdost sírany, chloridy a jiné silné kyseliny - Trvalá Celková 1 mmol/l = 5,6 oN se již nepoužívá

24 sodík a draslík Na 200 mg/l MH (mg/l) Na : K 10:1 i více
nejsou hygienicky významné význam pro genezi vody Na – voda pro závlahu (zasolení půd) K – slabou radioaktivitu - β aktivitu Antropogenní zdroj Na některé průmyslové odpadní vody (pov), výroba a aplikace hnojiv,solení silnic Antropogenní zdroj K – škrobárny, p.o.v. – louhy Na+K živočišné výkaly (člověk 5 g Na a 2,2 g K za den)

25 lithium Li – rubidium Rb – cesium Cs
doprovázejí Na,K nejsou limitovány v požadavcích na pitnou vodu nízké koncentrace v p.v. (setiny-tisíciny mg/l) Li – kumulace v rostlinách (DH pro závlahu) stroncium Sr, baryum Ba běžné v p.v. v nízkých koncentracích Sr > Ba Ba toxické 0,7 mg/l NMH ? Antropogenní zdroj Ba – výroba keramiky, skla,papíru,televizní obrazovky,některé fungicidy,aditiva do paliv, používá se při čištění odpadních vod s obsahem Ra

26 hliník Al Al 0,2 mg/l MH koncentrace v setinách – desetinách mg/l
neurotoxicita , fytotoxicita kyselé srážky zvyšují migraci Al v půdě antropogenní zdroj : výroba papíru, kůže, barviva, povrchová úprava hliníku a jeho slitin

27 železo Fe Fe 0,2 mg/l MH formy výskytu Fe závisí hodnotě pH,
oxidačně-redukčním potenciálu, komplexotvorných látkách ve vodě oxidační stupeň II a III obvykle setiny – desetiny mg/l v kyselých vodách více změna organoleptických vlastností podporují rozvoj železitých bakterií důlní vody –oxidace sulfidů – nárůst Fe

28 mangan Mn Mn < Fe Mn 0,1 mg/l MH 0,5 mg/l NMH
formy výskytu Mn závisí hodnotě pH, oxidačně-redukčním potenciálu, komplexotvorných látkách ve vodě oxidační stupeň II , III a IV Mn < Fe výrazná změna organoleptických vlastností

29 stopové – těžké ? – toxické ? kovy
původ z horninového prostředí podzemní vody – důlní vody – minerální vody z průmyslového znečištění,z potrubí adsorbce v sedimentech,čistírenských kalech remobilizace při poklesu pH

30 Hygienická závadnost kovů a polokovů
toxické kovy a polokovy : Hg,Cd,Pb,As, Se, Be,V, Ni, Ba, Ag a Zn karcinogenní a teratogenní účinky: As,Cd,Cr VI, Ni, Be chronická toxicita Hg,Cd,Pb,As organoleptické vlastnosti Fe, Mn, Cu, Zn

31 Hg 0,001 mg/l NMH Cd 0,005 mg/l NMH Pb 0,025 mg/l NMH As 0,01 mg/l NMH Cu 1, mg/l NMH Se 0,01 mg/l NMH Be 0,001 mg/l NMH Ni 0,02 mg/l NMH Ag 0,05 mg/l NMH

32 Sloučeniny chloru - chloridy
100 mg/l MH 250 mg/l NMH jednotky – desítky mg/l Jsou ve vodě chemicky a biochemicky stabilní Dobrá rozpustnost Cl –s hloubkou nárůst s celkovou mineralizací na úkor SO4 a HCO3 Antropogenní zdroj : splaškové vody(člověk cca 9 g Cl za den), živočišná výroba, solení silnic,z výroby organ. látek

33 Sloučeniny bromu a jodu
Bromidy a jodidy doprovázejí ve vodě chloridy V podzemní vodě (jednotky μg/l) Koncentrace v pitné vodě není limitována Minerální vody, mořská voda

34 Sloučeniny síry Nejčastěji jako H2S sulfan a SO4 sírany
Biochemické přeměny (redukce-oxidace) Sulfan je důkazem redukčních pochodů,způsobuje korozi betonového zdiva kanalizačních stok Sírany patří mezi hlavní anionty p.v 250 mg/l MH při vyšším obsahu působí agresivně dominují v důlních vodách

35 sloučeniny dusíku amoniakální dusík (NH4,NH3) kyanidy CN -
dusitanový dusík NO2- dusičnanový dusík NO3- patří spolu s fosforem mezi nejdůležitější makrobiogenní prvky a do skupiny nutrientů vznikají ve vodách při biologických procesech rozkladem organických dusíkatých látek rostlinného i živočišného původu splaškové vody – specifická produkce celkového dusíku 12 g/l na obyvatele za den

36 sloučeniny dusíku ve vodách jsou málo stabilní a podléhají v závislosti na pH a oxidačně-redukčním potenciálu biochemickým změnám nitrifikace – biochemická oxidace NH4 až na dusičnany za poklesu (KNK4,5) a pH denitrifikace – v anoxických podmínkách dochází redukci, při které se uvolňují hydroxidové ionty – OH (+CO2) HCO3 ) – výrazné zvýšení pH

37 sloučeniny dusíku N(NH3)
amoniakální dusík (NH4,NH3) 0,5 mg/l MH není přírodního původu je primárním produktem rozkladu organic.dusíkatých látek,je nestálý v oxických podmínkách nízké koncentrace v p.v. (setiny mg/l) vysoké v naftových vodách, (injektáže),min.vody jeho toxicita závisí na pH koroze mědi a slitin, agresivita vody je indikátorem fekálního znečištění

38 sloučeniny dusíku N(NO2 )
dusitanový dusík NO ,5 mg/l NMH vznikají biochemickou oxidací nebo redukcí (anorgan.původu jsou v atmosférických vodách) vzhledem k jeho labilitě se vyskytuje v malých až stopových koncentracích jsou indikátorem fekálního znečištění (čerstvě vybetonované studně)

39 sloučeniny dusíku N (NO3) 50 mg/l MH
jsou konečným produktem rozkladu dusíkatých organických látek v oxickém prostředí, ve kterém jsou stabilní zemědělsky obhospodařovné půdy dusíkatými hnojivy = plošné znečištění (anorgan.původu jsou v atmosférických vodách) jejich výskyt v p.v. souvisí s propustností nesaturované zóny,s druhem vegetace a jejich koncentrace se mění v závislosti na vegetačním období jejich chemickou redukci způsobuje Fe" v alkalickém prostředí v zažívacím traktu redukují na dusitany+hemoglobin=methemoglobin, který nemá schopnost v krvi přenášet kyslík … úmrtí kojenců

40 sloučeniny dusíku - kyanidy CN- 0,05 mg/l NMH
celkové kyanidy = jednoduché(volné) a komplexní (vázané) antropogenního původu z průmyslových odpadních vod toxicita závisí především na koncentraci jednoduchých CN- u vázaných závisí na pH

41 fosforečnany skupina nutrientů význam pro eutrofizaci povrchových vod
v požadavcích na jakost pitné vody nejsou uvedeny snadno se zadržují v půdě, a proto nárůst jejich koncentrace má značnou indikační hodnotu fekálního znečištění (při vyloučení hnojiv) celkový fosfor patří mezi ukazatele přípustného znečištění vypouštěných městských odpadních vod