analiza wody

Mętność

Wskaźnik jakości wody okre­ślany w mętno­ścio­mierzu Baylisa przez porów­nanie badanej wody z odpo­wiednio przy­go­to­wa­nymi wzor­cami. Przy­jęta jednostka mętności to 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 wywo­łana jest 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; ozna­czany na zimno (z) lub na gorąco (g), wg 5–stop­niowej skali:

0 – brak zapachu;

1 – zapach bardzo słaby;

2 – zapach słaby;

3 – zapach wyraźny;

4 – zapach silny;

5 – zapach bardzo silny.

Dodat­kowo należy okre­ślić zapach 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 niespo­ty­ka­nych w wodzie, jak fenol, nafta, chlor itp.

Odczyn

Wyraża stopień kwaso­wości lub zasa­do­wości wody i jest okre­ślany ilościowo stęże­niem jonów wodo­ro­wych: pH = – lg [H+]. 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 twar­dości wapniowej i magne­zowej.

Twar­dość ogólna (całko­wita)

Właści­wość wywo­łana obec­no­ścią substancji rozpusz­czo­nych w wodzie, głównie soli wapnia i magnezu, ale także innych kationów wystę­pu­ją­cych w dużo mniej­szych ilościach np.: jonów żelaza, glinu, manganu oraz metali cięż­kich. Twar­dość wody określa się zawar­to­ścią rozpusz­czo­nych w niej soli wapnia i magnezu, wyra­żo­nych w mval/dm3 (1 mg Ca2+/dm3 odpo­wiada 0,05 mval/dm3, a 1 mg 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)

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)

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

Zasa­do­wość (alka­licz­ność)

Wskaźnik okre­śla­jący zawar­tość wodo­ro­tlenków, wodo­ro­wę­glanów i węglanów metali alka­licz­nych (Na, K) i metali ziem alka­licz­nych (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 alka­licznie reagu­jące skład­niki wody, które dyso­cjują z wydzie­la­niem jonów OH –, zasa­do­wość m (zmiana barwy przy pH = 4,3) obej­muje związki, które wystę­pują w wodzie i reagują z kwasem solnym aż do uzyskania punktu zobo­jęt­nienia wobec oranżu mety­lo­wego.

Żelazo, mangan

W wodach natu­ral­nych wystę­pują prze­ważnie w postaci węglo­wo­dorów, siar­czanów, chlorków, związków humu­so­wych, a niekiedy także 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.

Chlorki

Zawar­tość chlorków w wodzie może być wywo­łana wymy­wa­niem pokładów chlorków bądź też mogą się w niej pojawić wskutek obec­ności ścieków. Chlorki w wodach powierzch­nio­wych wystę­pują najczę­ściej jako NaCl, CaCl2 i MgCl2, ale zawsze w postaci związków rozpusz­czo­nych.

Związki azotu (amoniak, azotyny, azotany)

Powstają głównie z substancji biał­ko­wych, które dostają się do wody zanie­czysz­czonej ście­kami. Amoniak wystę­pu­jący w wodzie może być pocho­dzenia orga­nicz­nego lub nieorga­nicz­nego. Jeżeli jest on pocho­dzenia orga­nicz­nego, obser­wuje się podwyż­szoną utle­nial­ność. Azotyny powstają głównie na skutek utle­niania amoniaku w wodzie, mogą również prze­do­stawać się do niej wraz z wodą desz­czową na skutek redukcji azotanów zawar­tych w glebie. Azotany stanowią produkt bioche­micz­nego utle­niania amoniaku i azotynów lub mogą być wyłu­go­wane z gleby.

Siar­ko­wodór

Nadaje wodzie nieprzy­jemny zapach, powo­duje rozwój bakterii siar­ko­wych oraz wywo­łuje korozję. Siar­ko­wodór wystę­pu­jący zazwy­czaj w wodach podziem­nych może być pocho­dzenia mine­ral­nego, orga­nicz­nego lub biolo­gicz­nego. 

Przy­biera postać rozpusz­czo­nego gazu lub siarczków. Postać wystę­po­wania siar­ko­wo­doru w wodzie zależy od pH:

• przy pH < 5 ma postać H2S

• przy pH > 7 wystę­puje jako jon HS–

• przy pH = 5 ÷ 7 może wystę­pować jako H2S lub HS–

Siar­czany

Obok chlorków najbar­dziej rozpo­wszech­nione zanie­czysz­czenia w wodzie. Dostają się one do niej wskutek wymy­wania skał osado­wych, wyłu­go­wania gleby oraz niekiedy na skutek utle­niania siarczków i siarki stano­wią­cych produkty rozkładu białka pocho­dzą­cego ze ścieków. Znaczna zawar­tość siar­czanów w wodzie może powo­dować choroby prze­wodu pokar­mo­wego. Woda taka może być także przy­czyną korozji betonu i konstrukcji żelbe­to­wych.

Dwutlenek węgla

Zależnie od odczynu wody może 

wystę­pować w nastę­pu­ją­cych posta­ciach:

• przy pH < 4,0 – głównie jako CO2 gazowy

• przy pH = 8,4 – głównie w postaci jonu wodo­ro­wę­gla­no­wego HCO3–

• przy pH > 10,5 – głównie jako jon węgla­nowy CO32–

Dwutlenek węgla agre­sywny

Część wolnego dwutlenku węgla, która jest niezbędna do zabez­pie­czenia rozpusz­czo­nych w wodzie wodo­ro­wę­glanów przed rozkładem. Jest bardzo aktywny i powo­duje korozję metali oraz rozpusz­czanie węglanu wapnia CaCO3 w zapra­wach lub betonie i dlatego powi­nien być usunięty z wody prze­zna­czonej do celów budow­la­nych. Przy ocenie agre­syw­ności wody, obok stężenia agre­syw­nego dwutlenku węgla, należy uwzględ­niać również zawar­tość soli w wodzie. Woda o takiej samej zawar­tości agre­syw­nego CO2 jest tym agre­syw­niejsza, im większa jest w niej zawar­tość soli.

Utle­nial­ność

Umowny wskaźnik jakości wody, okre­śla­jący zawar­tość w wodzie substancji utle­nia­ją­cych się nadman­ga­nianem potasu KMnO4 i wyra­żony w mg 

O2/dm3 badanej wody lub w mg zuży­tego KMnO4 na dm3 (1 mg KMnO4 odpo­wiada 0,25 mg O2).

Sucha pozo­sta­łość

Substancje stałe, rozpusz­czone i zawie­szone w wodzie, które zostają po odpa­ro­waniu wody w tempe­ra­turze 105 °C, prze­li­czone na 1 dm3 wody. 

Pozo­sta­łość po prażeniu

Pozo­sta­łość po prażeniu suchej pozo­sta­łości w tempe­ra­turze 550 °C (wypa­lane zostają wszystkie substancje orga­niczne).

Strata po prażeniu

Wymowny wskaźnik zawar­tości związków orga­nicz­nych w wodzie.

Prze­wod­ność elek­tryczna

Jest wywo­łana obec­no­ścią jonów powsta­łych w wyniku dyso­cjacji rozpusz­czo­nych soli oraz amoniaku i dwutlenku węgla. Jednostką prze­wod­ności jest S/cm (µS/cm). Prze­wod­ność elek­tryczną należy podawać dla tempe­ra­tury 20 °C. Może być podstawą oceny umow­nego stężenia NaCl wg zależ­ności: 1 µS/cm = 0,55 mg NaCl/dm3.