Kvalita vody je dána přítomností různých látek anorganického a organického původu a také mikroorganismů. Nečistoty mohou být obsaženy ve vodě v různých skupenstvích:
) ve váženém — ve formě jednotlivých částic (hrubá suspenze);
b) v koloidu;
c) v rozpuštěném.
Podívejme se na hlavní vlastnosti vody z přírodních zdrojů, naznačíme přitom jejich význam pro různé spotřebitele a požadavky na jednotlivé kvalitativní vlastnosti vody.
Kvantitativní obsah nerozpuštěných látek ve vodě lze stanovit buď přímo – hmotnostně, nebo nepřímo – stanovením zákalu (nebo průhlednosti) vody. Zákal vody je způsoben přítomností různých druhů mechanických nečistot, které jsou v suspenzi: částice písku, jílu, částice bahna organického původu atd. Zákal je obvykle charakteristický pro vodu z povrchových zdrojů a hlavně řek. Stupeň vyplavování půdních částic unášených vodou závisí na charakteru půdy na dně a březích řek a na rychlosti proudění vody. Čím menší jsou částice půdy, tím větší množství je unáší řeka. Čím vyšší je rychlost proudění, tím větší částice mohou být odneseny vodou. Při určité rychlosti proudění vody se tyto částice udržují v suspenzi a dávají vodě zákal.
Zákal vody určeno speciálními zařízeními – měřiče zákalu. V současné době se ke stanovení zákalu začaly používat přístroje založené na působení fotobuněk – nefelometry. Průzračnost vody se měří ve skleněném válci nebo skleněné trubici s centimetrovou stupnicí. Současně se určí tloušťka vodní vrstvy (v cm), přes kterou se na bílé desce namaluje černým nátěrem symbol ve formě dvou čar ve tvaru kříže o tloušťce 1 mm (kříž) nebo speciálního standardního písma. je stále vidět. Průhlednost se tedy měří v cm vody. Umění.
Obsah nerozpuštěných látek v říční vodě (a tedy její zákal a průhlednost) se v průběhu roku mění, zvyšuje se v období dešťů a dosahuje maxima v období povodní. Nejnižší zákal (nejvyšší průhlednost) říční vody je obvykle pozorován v zimě, kdy je řeka pokryta ledem. V jezerech a umělých nádržích je zákal zpravidla nevýznamný a je způsoben průtokem zakalené vody z řek napájejících tyto nádrže a také povrchovým odtokem z jejich břehů. Na velkých vodních plochách dochází k zákalu vody v důsledku rozvíření sedimentu ze dna při vlnách za větrného počasí. Zákal některých řek dosahuje velmi významných hodnot (až několik tisíc mg/l). Řeky jižních oblastí, zejména řeky středoasijských republik, se vyznačují zvýšeným zákalem. Řeky ve střední a severní části a mnoho řek na Sibiři mají výrazně nižší zákal. Voda z podzemních zdrojů se zpravidla vyznačuje větší průhledností.
Použití zakalené vody (bez předběžného upřesnění) je pro některé kategorie spotřebitelů nežádoucí nebo dokonce nepřijatelné. Požadavky na kvalitu vody dodávané vodovodním potrubím pro potřeby domácnosti upravují státní normy. Podle GOST 2874-73množství suspendovaných látek ve vodě dodávané pro domácí účely centralizovanými vodovodními systémy by nemělo být vyšší než 1,5 mg/l. Mnoho průmyslových spotřebitelů může používat vodu s obsahem nerozpuštěných látek vyšším, než je povoleno pro pitnou vodu. Pro řadu průmyslových spotřebitelů je však použití zakalené vody nežádoucí. Použití vody obsahující mechanické nečistoty pro chlazení má tedy za následek v některých případech rychlé ucpání chladicího zařízení. Přípustný obsah suspendovaných látek v chladicí vodě závisí na typu zařízení.
Chromatičnost
Nažloutlé, hnědé nebo žlutozelené odstíny vody z přírodních zdrojů se vysvětlují především přítomností huminových látek ve vodě. Barva je charakteristická pro říční vodu, napájenou částečně vodou z bažin a někdy vodou z nádrží. Barva se měří ve stupních podle tzv platino-kobaltová stupnice porovnáním testované vody s vodou s referenční barvou.
Barva pitné vody dodávané vodovodním systémem by neměla přesáhnout 20 stupňů. Ve výjimečných případech může být po dohodě s hygienickými orgány povolena barva vody až do 35 stupňů. Použití vody s výrazným zabarvením v těch podnicích, kde dochází k přímému kontaktu vody s produkty během jejich výrobního procesu (např. v textilním průmyslu), může způsobit zhoršení kvality produktu.
Vůně a chuť vody
Přítomnost pachů a chutí ve vodě z přírodních zdrojů je dána přítomností rozpuštěných plynů, různých minerálních solí, ale i organických látek a mikroorganismů. Bažinaté a rašelinové vody, stejně jako vody obsahující sirovodík, mají vůni a chuť; v některých případech je zápach způsoben přítomností živých nebo hnijících řas ve vodě po jejich odumření. Voda po chloraci má nepříjemný zápach, pokud obsahuje nějaké množství zbytkového chlóru. Intenzita zápachu se obecně zvyšuje s rostoucí teplotou vody.
Vysoce mineralizované vody z podzemních zdrojů mají často slanou až hořkoslanou chuť. Pro kvantifikaci vůně a chuti vody se obvykle používá konvenční pětibodová stupnice. Nutno však podotknout, že toto hodnocení je do značné míry subjektivní, neboť závisí na individuální citlivosti výzkumníka. Podle GOST 2874-73, pitná voda o teplotě 20°C a při zahřátí na 60°C by neměla mít zápach více než 2 body a chuť (při 20°C) více než 2 body. Ve většině případů, při použití vody pro průmyslové účely, je vůně a chuť samotné vody nedůležitá. Jejich přítomnost však může ukazovat na přítomnost nežádoucích nečistot ve vodě.
Teplota vody
Teplota vody povrchových zdrojů kolísá v průběhu roku ve velmi širokých mezích (od blízkosti nuly do 25°C, někdy i více). Podzemní voda, zejména artézská, má téměř stálou teplotu po celý rok. Pro pitné účely je nejvíce žádoucí používat vodu o teplotě 7-12 °C. Pro některé průmyslové spotřebitele má velký význam teplota zdrojové vody. Nízké teploty jsou tedy vysoce žádoucí pro vodu používanou pro chlazení nebo kondenzaci páry, protože umožňují snížit množství spotřebované vody.
Tvrdost vody
Tvrdost vody je dána obsahem vápenatých a hořečnatých solí v ní. Rozlišovat uhličitanová tvrdost, způsobené přítomností hydrogenuhličitanových solí vápníku a hořčíku v oxidu, a nekarbonátové, ve kterých voda obsahuje další Ca a Mg soli (sírany, chloridy, dusičnany atd.). Celková tvrdost vody se nazývá celková tvrdost. Voda z různých přírodních zdrojů má velmi různou tvrdost.
Říční voda má až na výjimky relativně malou tvrdost. Volžská voda má tedy tvrdost 4,5-6 mEq/l, tvrdost vody Moskvyreka kolísá po celý rok od 2 do 5 mEq/l. Voda z Něvy má velmi nízkou tvrdost (asi 0,7 mg-ekv/l). Voda řek prořezávajících mocnost vápencových a sádrovcových hornin je přitom často velmi tvrdá. Tvrdost říční vody se obvykle v průběhu roku mění, v období povodní klesá na minimální hodnotu.
Voda z podzemních zdrojů má ve většině případů větší tvrdost než voda povrchová. K pití lze použít i poměrně tvrdou vodu, protože přítomnost solí tvrdosti ve vodě je zdravotně nezávadná a obvykle neovlivňuje její chuť. Používání vody s vysokou tvrdostí pro domácí účely však způsobuje řadu nepříjemností: na stěnách digestoří a bojlerů se tvoří vodní kámen, při mytí se zvyšuje spotřeba mýdla, maso a zelenina se vaří pomalu atd. Proto celková tvrdost dodávané vody vodovodním potrubím pro potřeby domácnosti, dle GOST 2874-73, by neměla překročit 10 mEq/l.
Používání tvrdé vody pro výrobní účely v mnoha případech nelze připustit, protože je spojeno s řadou nežádoucích důsledků. Používání tvrdé vody není povoleno pro pohon parních kotlů, stejně jako pro řadu průmyslových odvětví (pro některá odvětví textilního a papírenského průmyslu, podniky s umělými vlákny atd.). U cirkulačních vodovodních systémů není povolena výrazná uhličitanová tvrdost.
Ve vodě z přírodních zdrojů je nejčastěji pozorována přítomnost následujících plynů: kyslík O2, oxid uhličitý CO2 a sirovodík H2S. Obsah kyslíku a oxidu uhličitého ani ve významném množství nezhoršuje kvalitu pitné vody, ale přispívá ke korozi kovových stěn potrubí, nádrží a kotlů. Proces koroze se zintenzivňuje se zvyšující se teplotou vody a také při jejím pohybu po kovových stěnách (například potrubím).
Pokud je ve vodě významný obsah agresivního oxidu uhličitého, podléhají korozi i stěny betonového potrubí a nádrží. Přítomnost kyslíku v napájecí vodě středotlakých a vysokotlakých parních kotlů není povolena. Obsah sirovodíku dodává vodě nepříjemný zápach a navíc způsobuje korozi kovových stěn potrubí, nádrží a kotlů. V tomto ohledu není přítomnost H2S povolena ve vodě používané pro pitnou vodu a pro většinu průmyslových potřeb.
Železo je v podzemních vodách poměrně běžné, hlavně ve formě rozpuštěného dvojmocného železa. Někdy se železo nachází i v povrchových vodách – ve formě komplexních sloučenin, koloidů nebo jemné suspenze. Přítomnost železa ve vodě z vodovodu jí může způsobit špatnou chuť, způsobovat sedimentaci a ucpávání vodovodního potrubí. Při použití takové vody na praní oblečení na něm zůstávají skvrny. Podle GOST 2874-73 je ve vodě dodávané centralizovanými systémy zásobování pitnou vodou povolen obsah železa v množství nejvýše 0,3 mg / l.
Při používání podzemních vod ve výjimečných případech lze po dohodě s orgány hygienické a epidemiologické služby povolit ve vodě dodávané do vodovodní sítě obsah železa do 1 mg/l. V mnoha průmyslových podnicích, kde se voda používá k praní výrobku při jeho výrobě, zejména v textilním průmyslu, vede i nízký obsah železa ve vodě k vadným výrobkům.
Přítomnost sloučenin obsahujících dusík – dusičnanů (NO3, dusitanů (NO2) a amonných solí (NH4) – ve vodě z povrchových zdrojů nebo v podzemních vodách může být způsobena znečištěním těchto vod odpadními vodami.V tomto případě přítomnost amonia sloučeniny svědčí o čerstvém znečištění a přítomnost dusitanů svědčí o relativně nedávném znečištění. Obsah dusičnanů ve vodě může naznačovat dlouhodobou (již eliminovanou) kontaminaci zdroje odpadními vodami. Dusičnany nalezené ve vodách zdroje však mohou být anorganického původu a neindikují kontaminaci zdroje.Podle GOST 2874-73 je v pitné vodě povolen obsah dusičnanů (v N) nejvýše 10 mg/l.
Sírany – soli kyseliny sírové. Síran vápenatý a hořečnatý tvoří soli nekarbonátové tvrdosti; síran sodný, obsažený ve velkých dávkách, je škodlivý pro žaludek. Chloridy – soli kyseliny chlorovodíkové. Chlorid vápenatý CaCl2 způsobuje nekarbonátovou tvrdost vody. Chlorid sodný NaCl se nachází ve významném množství v mořské vodě, stejně jako v některých jezerech a pramenech. Podle GOST 2874-73 je maximální přípustný obsah síranů ve vodě 500 mg/l a chloridů 350 mg/l.
Kyselina křemičitá se nachází ve vodě z podzemních i povrchových zdrojů v různých formách (od koloidních až po iontově disperzní). Vodu obsahující kyselinu křemičitou nelze použít k napájení vysokotlakých kotlů, protože na jejich stěnách se tvoří silikátové usazeniny.
Podle požadavků GOST 2874-73 musí být obsah fluoru v pitné vodě udržován v rozmezí 0,7-1,2 mg/l (v závislosti na klimatických podmínkách).
Celkové množství látek (kromě plynů) obsažených ve vodě v rozpuštěném nebo koloidním stavu je charakterizováno suchým zbytkem získaným odpařením filtrované vody a vysušením zadrženého zbytku do konstantní hmotnosti. Ve zdrojové vodě používané k pitným účelům by sušina neměla překročit 1000 mg/l a ve zvláštních případech 1500 mg/l. Množství sušiny je také omezeno ve vodě používané k pohonu parních kotlů a používané v řadě průmyslových odvětví (syntetický kaučuk, umělá vlákna, fólie atd.).
Aktivní reakce vody (pH)
Aktivní reakce vody je charakterizována koncentrací vodíkových iontů v ní (pH). Při neutrální reakci pH = 7; s kyselou reakcí. pH 7. Voda dodávaná pitnou vodou musí mít podle GOST 2874-73 pH v rozmezí 6,5-9,5. U vod z většiny přírodních zdrojů hodnota pH nepřekračuje stanovené limity. Pro správné posouzení kvality vody, jejího vlivu na vodárenská zařízení a volbu způsobu jejího čištění je nutné znát hodnotu pH zdrojové vody v různých obdobích roku. Při nízkých hodnotách pH, tj. když je voda kyselá, se její korozivní účinek na ocel a beton velmi zvyšuje.
Bakteriální kontaminace vody
Obecná bakteriální kontaminace vody je charakterizována počtem bakterií obsažených v 1 ml vody. Podle GOST 2874-73 by pitná voda neměla obsahovat více než 100 bakterií na 1 ml (při použití standardní výzkumné metody). Zvláštní význam pro hygienické hodnocení vody má stanovení přítomnosti koliformních bakterií v ní. Přítomnost E. coli ukazuje na kontaminaci vody fekálním odpadem, a tedy na možnost pronikání patogenních bakterií, zejména tyfu. Bakteriologickým rozborem vody se stanoví počet E. coli v 1 litru vody (tzv. koindex) nebo nejmenší objem vody, ve kterém je ještě detekována E. coli (coli titr).
Vody některých povrchových zdrojů jsou z hlediska bakterií velmi kontaminované. Pitná voda dodávaná do domovní vodovodní sítě nesmí podle požadavků normy obsahovat více než tři E. coli na litr. Ve většině průmyslových odvětví bakteriální kontaminace vody nebrání jejímu využití pro technické účely. Výjimkou jsou podniky potravinářského průmyslu, které vyžadují pitnou vodu.
Jsou zde uvedeny pouze základní vlastnosti vody z přírodních zdrojů. V praxi využívání vody z nádrží pro různé spotřebitele se musíme setkat s řadou specifických vlastností vody. Například podle požadavků GOST 2874-73 by pitná voda dodávaná vodovodním systémem neměla obsahovat více než 0,05 mg/l arsenu, 1 mg/l mědi, 5 mg/l zinku a 0 mg/l olova. Je třeba poznamenat, že data získaná z konvenčních fyzikálně-chemických a bakteriologických rozborů přírodních vod zatím nepostačují pro návrh úpraven.
Na základě těchto údajů nelze stanovit návrhové parametry technologického procesu čištění vody (požadované dávky chemických činidel, rychlost procesu na jeho jednotlivých stupních, dobu úpravy vody v jednotlivých zařízeních atd.), a v některých případech zvolit schéma technologického čištění. Zkoumaná voda proto musí být podrobena speciálnímu technologickému rozboru, který poskytuje další údaje umožňující výběr nejspolehlivějšího a nejhospodárnějšího způsobu jejího čištění a návrh vhodných úpravárenských zařízení.
Povrchové zdroje se vyznačují velkými výkyvy kvality vody a množstvím znečištění v určitých obdobích roku. Kvalita vody v řekách a jezerech do značné míry závisí na intenzitě srážek, tání sněhu a také na jejím znečištění povrchovým odtokem a odpadními vodami z měst a průmyslových podniků.
říční voda obvykle vyznačující se značným obsahem nerozpuštěných látek, tj. zákalem, často barvou, nízkým obsahem solí, relativně nízkou tvrdostí, přítomností velkého množství organické hmoty, poměrně vysokou oxidovatelností a značným obsahem bakterií. Sezónní výkyvy v kvalitě říční vody jsou často dost prudké. Při povodních, jak již bylo zmíněno dříve, se velmi zvyšuje zákal a bakteriální kontaminace vody, ale obvykle klesá její tvrdost (alkalita a salinita). Sezónní změny kvality vody významně ovlivňují charakter provozu úpraven vody v určitých obdobích roku. Charakteristickým znakem říční vody je její schopnost samočištění. Vyjadřuje se tím, že v důsledku řady přirozených biochemických procesů probíhajících v říční vodě postupně klesá koncentrace znečišťujících látek z odpadních vod, které do ní vstupují.
Mořská voda (zejména oceánská voda) má velmi vysoký obsah soli. Sušina se pohybuje v rozmezí 3,3 až 3,6 % hmotnostních vody. Jeho celková tvrdost dosahuje 140 mEq/l; avšak pouze asi 4 mEq/l připadá na uhličitanovou tvrdost. Mořská voda je vysoce korozivní. Vody podzemních zdrojů, zejména hlubinné artézské vody, se vyznačují vysokou průhledností, bezbarvostí a značným obsahem různých minerálních solí (vysoká tvrdost a někdy i přítomnost železa, manganu apod.). Hygienický stav podzemní vody, je-li chráněn vodotěsnou vrstvou před pronikáním stékající vody z povrchu země, je někdy tak dobrý, že tato voda může být dodávána do vodovodní sítě pitné vody bez jakékoli úpravy.
Použité materiály z knihy Abramova N.N. “Zdroj vody”.
