Ocena wybranych wyników badań prób wody Dr Dietmar Petersohn Laboratorium Berliner Wasserbetriebe

Badania zmysłowe przedstawiają subiektywne odczucia badającego, dlatego też winny one podlegać odpowiedniej ocenie. Często są zaniedbywane, a ich znaczenie podważane. Jednak równie często pomagają one w dalszych dochodzeniach i są źródłem ważnych wniosków. Parametry estetyczne: kolor, mętność, zapach, smak (badany wyłącznie przy zachowaniu środków bezpieczeństwa). Badania fizyczne i fizykochemiczne określają niektóre cechy wody jako takiej oraz w powiązaniu z jej składem chemicznym. Badania chemiczne określają zawartość w wodzie poszczególnych związków chemicznych lub ich grup (np. utlenialność) Badania bakteriologiczne pozwalają określić ile bakterii jest obecnych w jednostce objętości i czy wśród nich znajdują się mikroorganizmy pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego. Rozpoznaje się obecność w wodzie organizmów wywołujących choroby zakaźne. Celem badania biologicznego jest określenie zasiedlenia wody przez organizmy roślinne i zwierzęce i / lub ich rodzajów i liczebności przez badania ekologiczne i mikroskopowe.

Zapach i smak może zostać znacząco zmieniony przez nawet bardzo małe stężenia obcych substancji organicznych i nieorganicznych. Woda przeznaczona do spożycia powinna być pozbawiona zapachu i obcego smaku. Dlatego też badanie zapachu i smaku może dostarczyć pierwszych ważnych wskazówek na temat zanieczyszczenia. Określanie zapachu i smaku pozostaje niezastąpioną metodą rutynowego monitoringu, w szczególności w przypadku wody do spożycia. Badanie zapachu przeprowadza się zawsze przed badaniem smaku. Szklaną butelkę zamkniętą szklanym korkiem przepłukuje się kilkakrotnie badaną wodą, następnie wypełnia tą wodą do połowy, zamyka korkiem i silnie wstrząsa. Zapach badany jest natychmiast po wyjęciu korka. Badanie to powtarza się kilkakrotnie. Rodzaje (zapachu): brak, ziemisty, zatęchły, przypominający gnojowicę, nieprzyjemny, rybny, owocowy, przypominający benzynę, metaliczny Związek: siarkowodór, różne węglowodory aromatyczne, estry… Intensywność: brak, słaby, silny 3

Ocena Obcy zapach i smak wpływają na jakość i apetyczność wody, a także mogą wskazywać na obecność związków zagrażających zdrowiu. Naturalne związki nadające wodzie smak i zapach sole żelaza, siarkowodór, huminy, produkty przemiany materii mikroorganizmów, wpływy antropogeniczne (ścieki, produkty ropopochodne), niewłaściwe materiały budowlane (dodatki stosowane w lutowaniu) mikroorganizmy, takie jak sinice (zapach ziemisty) lub glony z gatunku Diatoma (zapach rybi) fenol i inne substancje organiczne nawet w małych ilościach, a w szczególności produkty ich reakcji z chlorem używanym do dezynfekcji, dają bardzo nieprzyjemny zapach i smak smak mogą pogorszyć również nadmierne stężenia sodu, chloru i siarczanów

Zabarwienie wody jest wynikiem zmiany składu spektrum przechodzącego przez nią światła widzialnego. Za zabarwienie wody uważa się tylko zmianę spektrum wywołaną rozpuszczonymi w wodzie substancjami. Czysta woda w cienkiej warstwie jest bezbarwna. Na zabarwienie wody często mają wpływ nierozpuszczone, drobno rozproszone substancje, kolor podłoża i otoczenie, w którym ją oglądamy. Istnieją trudności w określeniu konkretnych mierzalnych wartości zabarwienia lub mętności wody. Zabarwienie wody bada się umieszczając ją w butelce z niebarwionego szkła, na białym tle, oświetlając pośrednio światłem dziennym Opis koloru i jego intensywności oraz klarowności próby: lekko żółtawa, klarowna…

Mętność wywołują drobne, nierozpuszczalne lub tworzące koloid cząstki materii organicznej i nieorganicznej, co prowadzi do zmniejszenia przejrzystości wody (np. cząstki błota, szlamu, krzemiany, wodorotlenki żelaza i aluminium, cząstki wapna i węgla, koloidy organiczne, plankton). Mętność bada się w wodzie przeznaczonej do spożycia i dla przemysłu. Jest ona stosowana jako orientacyjna mierzalna zmienna przy określaniu jakości wód powierzchniowych i ścieków, jeżeli znane są wystarczająco pewne korelacje z materiałami filtracyjnymi. Mętność wody bada się umieszczając ją w butelce z niebarwionego szkła i obserwując pod światło; opisuje się intensywność zmętnienia, na przykład: przezroczysta, lekko zmętniona, zmętniona, silnie zmętniona, nieprzezroczysta, opalizująca

Ocena Zabarwienie i mętność wody wskazują potencjalne zanieczyszczenie, dlatego też określa się rodzaj i pochodzenie zabarwienia i mętności. Mętność wody gruntowej / do spożycia po silnej penetracji opadów atmosferycznych: przenikanie niewystarczająco przefiltrowanej wody powierzchniowej (niebezpieczeństwo higieniczne) substancje pochodzące z ziemi: huminy, glina, wapno, wodorotlenek żelaza (często dopiero po dłuższym okresie stagnacji) mleczne zmętnienie przy pobieraniu wody: po odstawieniu próby znika od dołu do góry, przesycenie wody powietrzem (np. w wyniku nagrzania sieci wodociągowej) zawartość miedzi w wodzie w instalacji domowej zabarwia wodę do spożycia na niebiesko i wywołuje przebarwienia na urządzeniach sanitarnych obecność żelaza w końcowych odcinkach wodociągów nadaje wodzie zabarwienie od żółtego do brązowego

Konduktywność wody uzależniona jest od obecności w niej jonów. Zależy od: stężenia oraz stopnia dysocjacji elektrolitów wartościowości elektrochemicznej jonów mobilności jonów, czyli prędkości jonów w polu elektrycznym temperatury roztworu Cechą charakterystyczną roztworów soli jest przewodzenie prądu elektrycznego. Przenoszenie ładunku następuje przez migrację jonów poruszających się swobodnie w roztworze. Przy stałej temperaturze konduktywność jest funkcją stężenia jonów.

Ocena Konduktywność jest miarą ogólnego stężenia jonów, przy czym ocenie podlega stężenie poszczególnych rodzajów jonów i ich ładunku. Roztwory chlorku sodu i siarczanu wapnia, których stężenie wynosi 1 mmol/L mają konduktywność odpowiednio 126 i 279 µS/cm.

pH = —lg {aH2O+} = —lg {cH3O+ * fH2O+} określa się jako minus logarytm dziesiętny aktywności jonów wodorowych (hydroniowych) Woda może mieć odczyn kwaśny, neutralny lub alkaliczny. Reakcję tę wywołuje obecność jonów H+ (hydroniowych H3O+). Wartość pH (łac. pondus hydrogeni = waga wodoru) opisuje ten efekt liczbą równą minus logarytmowi dziesiętnemu aktywności jonów hydroniowych. Logarytm wybrano ze względów praktycznych, ponieważ stężenie jonów H+ w wodzie jest bardzo niewielkie i przez to niewygodne do wyrażania w formie liczb. Na przykład, woda o pH 7,0:107 mol/L = 0,0000001 g/L = 100 ng/L jonów H+ Ocena Wartość pH stanowi miarę kwasowości lub alkaliczności wody i jest niezwykle istotna dla wszystkich procesów chemicznych i biologicznych. Woda czysta chemicznie ma pH 7 przy 24°C, czyli ma odczyn neutralny. Jednak w wodach powierzchniowych rozpuszczone związki i gazy wpływają na wartość pH, dlatego zazwyczaj ma miejsce słaba reakcja kwaśna lub zasadowa. Odczyn wody przeznaczonej do spożycia waha się w zakresie 6,5 < pH < 9,5. Ze względu na możliwość szybkiej zmiany pH wody w wyniku działania czynników chemicznych, fizycznych i biologicznych i niemożliwość samorzutnego powrotu do stanu pierwotnego, ocena odczynu powinna nastąpić w miejscu pobrania. pH = —lg {aH2O+} = —lg {cH3O+ * fH2O+} 10

Jeśli CO2 rozpuszczony w wodzie asymilowany jest przez rośliny, powoduje to zaburzenie pierwotnej równowagi. Stężenie jonów hydroniowych zmniejsza się, wartość pH się zwiększa, a odczyn wody staje się bardziej zasadowy. Wzbogacenie wody CO2 przez oddychanie roślin i zwierząt, jak również rozkład substancji organicznych powoduje wzrost stężenia jonów H3O+, tzn. obniżenie wartości pH i zmianę odczynu wody na bardziej kwaśny. Wytrzymałość metalicznych i niemetalicznych materiałów używanych w instalacjach domowych zwiększa się zazwyczaj razem z wzrostem pH (= wraz z wzrastającą zasadowością wody). Oznacza to, że zanieczyszczenie wody produktami korozji takimi jak metale ciężkie zmniejsza się wraz ze wzrostem pH. Można to zaobserwować na przykładzie rur miedzianych. Wykres stężenia miedzi w wodzie do spożycia po 8 godzinach stagnacji w instalacji domowej porównany z wartością pH na wykresie o skali dwulogarytmicznej da linię prostą. Zawartość miedzi zmniejsza się wraz ze wzrostem pH.

STRESZCZENIE Według nowych wytycznych UE dotyczących wody przeznaczonej do spożycia Zabarwienie Konduktywność Parametry wskaźnikowe Zapach Smak Zmętnienie Zestawienie parametrów wskaźnikowych fig. 1 Dopuszczalna dla odbiorcy i bez anormalnych zmian Konduktywność : 2500µS/cm przy 20°C Parametry wskaźnikowe zawarte w nowych wytycznych UE nie mają z reguły znaczenia zdrowotnego Powinny dostarczać wskazówek na temat fizycznych, chemicznych i estetycznych właściwości wody. Są stosowane jako wskaźniki zanieczyszczenia. Mogą one dodatkowo opisywać skuteczność instalacji uzdatniania wody oraz dostarczać informacji na temat zachowania wody w kontakcie z substancjami metalicznymi i niemetalicznymi.

Temperatura Określenie temperatury w miejscu próbobrania ma fundamentalne znaczenie dla badania wody. Sprawdza się ją przy pomocy skalibrowanych termometrów. Podziałka termometru 0,1°C. Podczas pomiaru termometr nie może być wystawiony na bezpośrednie działanie światła słonecznego ani innego źródła ciepła. Jeżeli nie jest to możliwe, pomiar odbywa się w butelce do pobierania prób o pojemności co najmniej 1l. Temperaturę powietrza mierzy się na wysokości ok. 1m nad wodą lub gruntem. Ocena Parametr ten określa się szybko i tanio, a jednocześnie jest on niezwykle istotny. 12

Dziękuję za uwagę