Wskaźniki jakości wody

Woda jest najlepszym rozpuszczalnikiem występującym w środowisku naturalnym. Dlatego też, zawiera prawie wszystkie związki znajdujące się w skorupie ziemskiej. Występują one w różnych stężeniach w zależności od ich powszechności, stopnia rozpuszczalności oraz wielu różnorodnych procesów fizykochemicznych. Stężenia związków w wodach naturalnych wahają się przeciętnie od kilku mg/l do kilkuset mg/l. Substancje znajdujące się w wodzie to substancje pochodzenia naturalnego i substancje wprowadzone do wód wskutek gospodarczej działalności człowieka (często nie występuje w przyrodzie), stanowiące zanieczyszczenia wód naturalnych. Podstawowym czynnikiem decydującym o sposobie uzdatniania wody jest jej skład.
 

Dlatego przed doborem technologii uzdatniania wody konieczne jest wykonanie analizy fizykochemicznej przez profesjonalne laboratorium. Badania takie wykonują stacje sanitarno-epidemiologiczne, laboratoria kontroli środowiska lub laboratoria na wyższych uczelniach. Od prawidłowej oceny składu wody zależy dobór odpowiednich filtrów oraz efektywność usuwania z niej zanieczyszczeń. Podstawowe wskaźniki jakości wody.

Mętność

Wskaźnik jakości wody określany w mętnościomierzu Baylisa przez porównanie badanej wody z odpowiednio przygotowanymi wzorcami; za jednostkę mętności przyjęto taką mętność, jaka powstaje, jeżeli do 1 dm3 wody destylowanej doda się 1 mg zawiesiny ziemi okrzemkowej lub kaolinu.

Barwa

Wskaźnik jakości wody wyrażony w jednostkach barwy, tj. stopniach skali platynowo - kobaltowej (1° odpowiada barwie, jaką nadaje 1 mg Pt w postaci soli rozpuszczonej w 1 dm3 wody). Barwa wody jest wywołana obecnością substancji barwnych dostających się do wody wraz ze ściekami, substancjami organicznymi pochodzącymi z gleby, związkami żelaza, koloidami albo zakwitami.

Zapach

Wskaźnik jakości wody określany organoleptycznie za pomocą powonienia na podstawie skali natężenia zapachu; oznacza się na zimno (z) lub na gorąco (g), podając natężenie zapachu wg 5-ciostopniowej skali:

0 - brak zapachu
1 - zapach bardzo słaby
2 - zapach słaby
3 - zapach wyraźny
4 - zapach silny
5 - zapach bardzo silny.

Należy również wskazać grupę zapachu wg następującej klasyfikacji:

R - zapachy roślinne pochodzenia naturalnego, wywołane związkami organicznymi, które nie znajdują się w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach ziemi, mchu, siana, torfu, kory drzewnej, zapach kwiatów itp.);

G - zapachy gnilne pochodzenia naturalnego, spowodowane obecnością w wodzie substancji organicznych znajdujących się w stanie rozkładu gnilnego (np. zapach stęchły, zbutwiały, zapach pleśni, zgniłych jaj, fekalny itp.);

S - zapachy pochodzenia nienaturalnego, specyficzne, wywołane obecnością związków nie spotykanych w wodzie, jak fenol, nafta, chlor itp.

Odczyn

Wyraża stopień kwasowości lub zasadowości wody i jest określany ilościowo stężeniem jonów wodorowych: pH = - lg [H plus] Oznaczenie pH wykonuje się kolorymetrycznie lub elektrometrycznie. Wody o niskim odczynie pH odznaczają się korozyjnością, natomiast wody o wysokim odczynie pH wykazują skłonność do pienienia się.

Twardość ogólna (całkowita)

Właściwość wywołana obecnością substancji rozpuszczonych w wodzie, głównie soli wapnia i magnezu (również innych kationów, które występują jednak w dużo mniejszych ilościach, takich jak jony: żelaza, glinu, manganu oraz metali ciężkich). Twardość wody określa się zawartością rozpuszczonych w niej soli wapnia i magnezu, wyrażonych w mval/dm3 (1mg Ca 2+/dm3 ą , a 1mg Mg2+/dm3 - 0,082 mval/dm3. Twardość ogólną klasyfikuje się wg kationów (twardość wapniowa i twardość magnezowa) lub wg anionów (twardość węglanowa i twardość niewęglanowa). Twardość ogólna jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej lub sumą twardości wapniowej i magnezowej. Twardość węglanowa (przemijająca) - jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów, węglanów i wodorotlenków wapnia i magnezu. Podczas podgrzewania wodorowęglany wapnia i magnezu wytrącają się częściowo z roztworu w wyniku odwracalnych reakcji rozkładu i hydrolizy. W wyniku tych reakcji twardość ulega obniżeniu.

Twardość niewęglanowa (stała)

Jest spowodowana obecnością rozpuszczonych w wodzie chlorków, siarczanów i krzemianów wapnia i magnezu (nie rozkładają się i nie wytrącają z roztworu podczas podgrzewania wody)

Zasadowość (alkaiczność)

Wskaźnik określający zawartość wodorotlenków, wodorowęglanów i węglanów metali alkaicznych (Na, K) i metali ziem alkaicznych (Ca, Mg). Zasadowość wody wyraża się w mval/dm3 i oznacza miareczkując 100 cm3 wody 0,1 - normalnym kwasem solnym lub siarkowym wobec fenoloftaleiny (zasadowość p), a następnie wobec oranżu metylowego (zasadowość m)

Zasadowość p (zmiana barwy przy pH = 8,2)

Uwzględnia wszystkie alkaicznie reagujące składniki wody, które dysocjują z wydzielaniem jonów OH-

Zasadowość m (zmiana barwy przy pH = 4,3)

Obejmuje takie występujące w wodzie związki, które reagują z kwasem solnym aż do uzyskania punktu zobojętnienia wobec oranżu metylowego.

Żelazo i mangan 

Wwodach naturalnych występują przeważnie w postaci węglowodorów, siarczanów, chlorków, związków humusowych i niekiedy fosforanów. Obecność jonów żelaza i manganu jest bardzo szkodliwa dla wielu procesów technologicznych, szczególnie w przemyśle papierniczym, włókienniczym i produkcji błon fotograficznych. Ponadto zawartość żelaza i manganu w wodzie może powodować rozwój bakterii żelazistych i manganowych, których kolonie mogą być przyczyną zarastania przewodów wodociągowych.

Tabela jakości wody łącznie z metodą jej uzdatniania

• Mętność - filtracja na węglu aktywnym / flokulacja + filtracja
• Barwa - filtracja na węglu aktywnym / flokulacja + filtracja
• Zapach - filtracja na węglu aktywnym / napowietrzanie / flokulacja + filtracja
• Odczyn - korekta pH
• Twardość ogólna - zmiękczanie / odwrócona osmoza
• Zasadowość m - dekarbonizajca
• Żelazo ogólne - odżelazienie
• Mangan - odmanganianie
• Chlor - filtracja na węglu aktywnym
• Chlorki - demineralizacja
• Amoniak - chlorowanie + filtracja na węglu aktywnym / ozonowanie/ odwrócona osmoza
• Azotyny - ozonowanie / chlorowanie
• Azotany - wymiana jonowa / odwrócona osmoza
• Siarczany - wymiana jonowa / odwrócona osmoza
• Dwutlenek węgla wolny - napowietrzanie / odkwaszanie / alkaizacja
• Utlenialność - filtracja na węglu aktywnym / ozonowanie + filtracja na węglu aktywnym / chemiczne ultenianie + filtracja
• Wapń - wymiana jonowa / odwrócona osmoza
• Magnez - wymiana jonowa / odwrócona osmoza
• Węgiel organiczny - filtracja na węglu aktywnym / ozonowanie + filtracja na węglu aktywnym
• Krzemionka - odwrócona osmoza / wymiana jonowa
• Przewodność elektryczna - odsalanie / odwrócona osmoza
• Bakterie - dezynfekcja (promieniowanie UV / chlorowanie / ozonowanie)