Zapach wody jest powodowany obecnością w niej:
Zapach wody może świadczyć o jej zanieczyszczeniu, dlatego np. przemysł spożywczy lub farmaceutyczny wymagają wody wolnej od zapachów.
Substancje nieorganiczne w roztworze zawierają sole powodujące twardość, pochodzące z warstw skalnych: wodorowęglany wapnia i magnezu dają wzrost „twardości przemijającej”, podczas gdy siarczany i chlorki powodują „twardość nieprzemijającą”.
Pośród innych zanieczyszczeń nieorganicznych obecnych w wodzie znajdują się: dwutlenek węgla, który rozpuszcza się wodzie dając słaby kwas węglowy, sole sodowe, krzemiany wyługowane z piaszczystych koryt rzek, związki żelazowe i żelazawe pochodzące z minerałów i zardzewiałych rur stalowych, chlorki z wtrąceń solnych, aluminium z dozowania chemikaliów i z minerałów, fosforany z detergentów, oraz azotany z nawozów.
Całkowita zawartość stałych związków rozpuszczonych (TDS – total dissolved solids) jest pozostałością w mg/l (lub ppm) otrzymaną przez tradycyjną metodę odparowania próbki wody do suchości i ogrzewania w 180°C. Pozostałość ta zawiera koloidy, nielotne związki organiczne oraz sole stabilne w tej temperaturze.
Ponieważ największą częścią w suchej pozostałości są sole nieorganiczne, TDS jest używany jako wskaźnik całkowitej zawartości związków nieorganicznych obecnych w wodzie zasilającej. Może on być mierzony bezpośrednio lub szacowany w sposób przybliżony przez pomnożenie przewodnictwa wody w μS/cm w 25°C przez współczynnik 0,7.
1. Potocznie używana nazwa jonów chlorkowych występujących w wodach naturalnych. Woda chlorkowa, Jon chlorkowy.
2. Sole kwasu solnego HCl - w tym liczne minerały np. halit. [Słownik hydrogeologiczny, PIG 2002, Warszawa].
Jony chlorkowe są obecne we wszystkich wodach naturalnych w stężeniach zależnych od pochodzenia geologicznego i geograficznego. Normalne stężenie chlorków w wodach gruntowych wynosi ok. 10÷30 mg/l. Wysokie stężenie chlorków może wywoływać niekorzystne skutki dla betonu, stali itp. Szkodliwe efekty oddziaływania chlorków zależne są od twardości wody.
Dopuszczalny poziom chlorków w wodzie do spożycia wg PN wynosi : 250 mg/l.
Układ dwóch lub więcej takich samych jednostek filtracyjnych mający na celu zwiększenie przepływu oczyszczanego płynu.
Sole nieorganiczne w wodzie składają się z dodatnio naładowanych kationów oraz ujemnie naładowanych anionów - które będą przewodzić prąd elektryczny po przyłożeniu napięcia pomiędzy dwoma elektrodami zanurzonymi w wodzie. Im więcej jest obecnych jonów, tym większy prąd - większe przewodnictwo (i niższa rezystywność). Przewodnictwo jest wyrażane w mikrosimensach na centymetr (μS/cm) i jest stosowane do mierzenia jakości wody surowej i wody oczyszczonej typu podstawowego. Rezystywność jest odwrotnością przewodnictwa i jest wyrażana w megaomach·cm (Mom·cm). Jest wygodniejsza do pomiaru jakości wody wysokooczyszczonej.
|
Rezystywność (MΩ·cm) |
0,1 |
1,0 |
10,0 |
18,2 |
|
Przewodnictwo (μS/cm) |
10,0 |
1,0 |
0,1 |
0,055 |
Wartości przewodnictwa mniejsze niż 2 μS/cm muszą być mierzone „w linii” ponieważ wysoko-czysta woda szybko absorbuje zanieczyszczenia z otoczenia, szczególnie dwutlenek węgla, co wiąże się ze wzrostem przewodnictwa.
Przewodnictwo i rezystywność są zależne od temperatury. W 25°C całkowicie czysta woda ma rezystywność 18,2 MΩ·cm (przewodnictwo 0,055 μS/cm), z powodu obecności jonów wodorowych i wodorotlenowych.
Wzrost temperatury wody wywołuje wyższe przewodnictwo i niższą rezystywność. Nie powinno być to jednak traktowane jako pogarszanie się jakości wody uzdatnionej. Jeśli temperatura wzrośnie o 1°C, przewodnictwo wody wodociągowej wzrośnie o około 2%, ale dla wody ultra-czystej wzrost ten wyniesie około 6%. Normalnie w praktyce stosuje się korektę wszystkich wartości przewodnictwa i rezystywności do 25°C. Jest to wykonywane automatycznie przez współczesne mierniki przewodnictwa – jako istotne dla dokładności pomiaru.
Pomiar pH wody ultra-czystej jest trudny. Nie tylko dlatego, że woda wysoko-czysta szybko "łapie" zanieczyszczenia, które wpływają na jej pH, ale także posiada niską konduktancję, która powoduje niestabilność pomiaru w większości pH-metrów, chyba że są one specjalnie zaprojektowane do pracy w wodzie ultra-czystej.
Na szczęście, ponieważ stężenie jonów wodorowych w wodzie wpływa na pH i na rezystywność, pH musi leżeć w określonych granicach dla danego odczytu przewodnictwa. Na przykład, gdy rezystywność wynosi 10 M ·cm, wartość pH musi leżeć pomiędzy 6,6 i 7,6.
pH ultra-czystej wody może spaść do 4,5 jako że absorbuje ona dwutlenek węgla z atmosfery, ale nie oznacza to, że woda jest silnie zanieczyszczona; już kilka ppm CO2 spowoduje spadek pH.
Miara nieprzejrzystości wody wywołanej obecnością zawiesiny.
Mętność jest to właściwość optyczna, polegająca na rozproszeniu i absorbowaniu części widma promieniowania widzialnego przez cząstki stałe obecne w wodzie lub ściekach. Mętność wody uwarunkowana jest obecnością nierozpuszczonych w niej cząstek pochodzenia nieorganicznego i organicznego, które rozpraszają i absorbują promienie świetlne. Mętność mogą powodować wytrącające się:
Pomiar mętności daje ogólne pojęcie o stopniu zanieczyszczenia wody. Oznaczanie mętności jest jednak niezbędne przy ocenie wody do picia oraz wody do celów gospodarczych i przemysłowych. Mętność wody wpływa przede wszystkim na jej wygląd i smak. Wody mętne nie nadają się do picia i celów gospodarczych. Dopuszczalny zakres wartości (dot. wody do spożycia) wg PN wynosi: 1 (NTU).
Barwa jest właściwością optyczną polegającą na pochłanianiu części widma promieniowania widzialnego przez substancje rozpuszczone, koloidalne oraz cząstki zawiesin obecne w wodzie lub ściekach. Barwa wody może być spowodowana przez wiele czynników takich jak:
Przyczyną barwy wody może być również dopływ ścieków z zakładów przemysłowych. Wody naturalne mają barwę żółtozieloną potocznie nazywaną barwą naturalną. Barwa wód wypływających z terenów bagnistych, leśnych czy torfowisk, bogatych w związki humusowe, jest żółtobrązowa. Barwa wody nie ma większego znaczenia higienicznego, jeżeli jest pochodzenia naturalnego. Jednak inne odcienie barwy wody niż żółtozielony, może świadczyć o jej zanieczyszczeniu. Dopuszczalny zakres wartości w wodzie do spożycia wg PN wynosi: 15.
Jednostka miary ciśnienia w układzie jednostek CGS , 1 bar = 105 Pa = 1,0197 at = 0,98692 atm = 750,06 Tr.
Parametr określający ilość mikroorganizmów występujących w substancji poddawanej filtracji.
Amoniak, azotyny i azotany w wodzie pitnej i powierzchniowej
Sole amonowe, azotyny i azotany zwykle wskazują na zanieczyszczenie wody, nawet przy niskich stężeniach amoniak i azotyny mają działanie toksyczne. Amoniak tworzy się podczas rozkładu białek zwierzęcych i roślinnych, powstaje głównie z resztek pokarmu i odchodów.
Zależnie od warunków amoniak może gromadzić się, lub ulegać przemianie przez azotyny do azotanów (nitryfikacji) powodowanej przez bakterie przy pomocy tlenu.
Trujący amoniak jest trwały tylko w wodzie zasadowej. W wodzie kwaśnej tworzy się nietoksyczny jon amonowy.
Ogólnie uważa się, że małe stężenia azotynów (do 0,1 mg/l) powstające w tych procesach nie stanowią problemu. Wyższe stężenia azotynów (0,1÷1 mg/l) mogą być szkodliwe, zależnie od czasu narażenia i rozmaitych czynników zewnętrznych.
Dopuszczalny poziom parametrów w wodzie do spożycia wg PN wynosi :
Bakteriologiczne i chemiczne badania nad mechanizmem działania chloru jako substancji dezynfekującej wykazały, że istotna jest zawartość chloru w wodzie, a nie faktycznie dodana ilość. Wprowadzono więc następującą terminologię:
Wolny chlor
Jest to chlor zawarty w roztworze w postaci rozpuszczonego chloru elementarnego (Cl2), jako kwas podchlorawy (HClO) oraz w postaci jonu podchloranowego (Cl-).
Związany chlor
Jest to chlor w postaci chloroaminy i organicznych chloramin.
Chlor całkowity
Jest sumą wolnego chloru i chloru związanego. Ilość związanego chloru oblicza się jako różnicę zmierzonej zawartości chloru całkowitego i wolnego chloru.
Dopuszczalny poziom wolnego chloru w wodzie do spożycia wg PN wynosi: 0,1 ÷ 0,3 mg/l.
Układ dwóch lub więcej jednostek filtracyjnych ustawionych po sobie, w taki sposób że każda kolejna jednostka filtracyjna charakteryzuje się wyższą dokładnością filtracji; proces ma na celu zwiększenie stopnia oczyszczenia filtrowanego strumienia.
Cynk (średnia zawartość w skorupie ziemskiej około 70 ppm) występuje jako blenda cynkowa (ZnS) i kalamin (ZnCO3) razem z takimi pierwiastkami jak Pb, Cd, Cu, Sn, As i Sb w magmopochodnych żyłach rud typu pneumatolityczno-hydrotermalnego, z których rozpuszczany jest przez wodę gruntową. Z tego źródła pochodzą znaczne zawartości cynku w kwaśnych wodach mineralnych z rejonów aktywnych bądź wygasłych wulkanów. Wtórnym źródłem cynku są skały osadowe lub węglanowe. Wody z takich rejonów zawierają duże ilości cynku, głównie w postaci węglanów lub wodorowęglanów. Normalne wody gruntowe i powierzchniowe spoza tych rejonów zawierają od 0,001 do 0,1 ppm Zn, przeciętnie około 0,02 ppm. Wyższe stężenia wskazują na zanieczyszczenia przemysłowe, do których należą ścieki z instalacji przetwarzających cynk i galwanizerni, wytrawialni metali, zakładów wytwarzających włókna wulkanizowane i pigmenty barwne, jak też osady powstałe z dymu przy spalaniu węgla i ropy.
Oznaczanie fosforanów ma pierwszorzędne znaczenie w instalacjach przygotowujących wodę w elektrociepłowniach. Dodatek fosforanów i polifosforanów zapobiega korozji materiałów, z których wykonane są rurociągi poprzez wytworzenie cienkiej warstwy ochronnej z fosforanu wapniowo-żelazowego na ściankach rur. Ponadto ograniczają one powstawanie kamienia kotłowego w obiegu pary, ponieważ tworzą stabilne związki kompleksowe z jonami wywołującymi twardość wody. W dodatku fosforany nie tylko zapobiegają uwalnianiu żelaza z rurociągów, ale również zapobiegają ponownej awarii naprawionych uszkodzeń.
Również w analizie ścieków i analizie wód powierzchniowych oznaczanie fosforanów staje się coraz ważniejszym zagadnieniem ponieważ zbyt duża zawartość tych substancji prowadzi do postępującej eutrofizacji szczególnie w wodach stojących.
Miedź jako środek niszczący bakterie i glony Dawka 50÷500 ml/m3 1% roztworu CuSO4 może być używana do niszczenia glonów w basenach. Dawka 80÷160 ml/m3 jest zalecana jako środek bakteriobójczy w basenach morskich. Zawartość efektywnej nieorganicznej miedzi, którą należy monitorować poprzez analizę, wynosi w ppm 1/400 dawki podanej w ml/m3. Dopuszczalny poziom miedzi w wodzie do spożycia wg PN wynosi : 2 mg/l.
Alkaliczne siarczyny dodawane są do wody kotłowej, wody w systemach grzewczych oraz wody zasilającej w celu wiązania pozostałych śladowych ilości tlenu. Nadmiar siarczynu sodowego w wodzie cyrkulacyjnej powinien wynosić ok. 10÷40 mg/l Na2SO3. Poziom w wodzie zasilającej i wodzie kotłowej jest najczęściej na poziomie poniżej 6 mg/l. Dopuszczalny poziom siarczynów w wodzie do spożycia wg PN wynosi : 250 mg/l.
Bez tlenu normalne życie biologiczne nie może rozwijać się w wodzie. Woda z jezior eutroficznych, woda gruntowa i woda rzeczna obciążona ściekami mają mniej lub bardziej wyraźny niedobór tlenu. Różnica między rzeczywiście określoną zawartością tlenu, a teoretyczną wartością nasycenia tlenem, która odpowiada temperaturze wody podczas pobierania próbki określana jest jako deficyt tlenu. Woda pitna i woda do zastosowań przemysłowych powinna zawierać co najmniej 2 mg/l tlenu, aby zapewnić powstanie odpowiedniej warstwy ochronnej na ściankach rur wodociągowych. Woda do zasilania kotłów nie może zawierać tlenu niemal wcale.
Twardość wody pochodzi głównie od rozpuszczonych w niej soli wapnia i magnezu. Twardość wody w przyrodzie w znacznym stopniu zależy od rodzaju gruntu, z którego ta woda wypływa. Woda bijąca z pstrego piaskowca, granitu lub gnejsu jest często bardzo miękka, zaś woda z kredy, gipsu lub dolomitu jest bardzo twarda. Deszczówka jest miękka. W wielu dziedzinach zastosowań wymagana jest woda miękka. Należy systematycznie badać twardość nieprzemijającą wody do kotłów i instalacji wytwarzających parę. Dopuszczalny poziom twardości wody do spożycia wg PN wynosi (w przeliczeniu na CaCO3): 60-500 mg/l.
W nanofiltracji stosuje się membrany pozwalające na przepływ niektórych jonów, szczególnie jednowartościowych np. sodu czy potasu. Nanofiltracja jest procesem stosunkowo nowym, który stał się możliwy do zrealizowania po opracowaniu metod produkcji odpowiednich membran. Ciśnienia stosowane przy nanofiltracji wahają się w granicach od 1 do 3 MPa.
Nanofiltrację stosuje się zazwyczaj, gdy należy usunąć z roztworu np.: białka, cukry i inne duże cząstki, pozostawiając w filtracie sole.
Dotychczas nanofiltracja została z powodzeniem zastosowana na skalę techniczną w procesach uzdatniania wód podziemnych i powierzchniowych, w procesie zmiękczania wód.
