mikropolutanty = pesticidy, polychlorované bifenyly (PCB),

Transkript

1 1 Přírodní voda disperzní systém obsahující řadu látek anorganického i organického původu Analyticky disperzní (rozpuštěné látky) Ø < 10-8 m mangan; nízkomolekulární organické látky (peptidy, fulvokyseliny...); mikropolutanty = pesticidy, polychlorované bifenyly (PCB), polyaromatické uhlovodíky (PAU), těžké kovy,... Koloidně disperzní - Ø = m hlinitokřemičitany, amorfní oxid křemičitý, huminové kyseliny, polysacharidy, proteiny, řasy, sinice, bakterie, viry Hrubě disperzní (nerozpuštěné látky) - Ø > 10-6 m zrna písku a půdy, nerozložený biologický materiál, mikroorganismy Přechod mezi systémy je plynulý obtížné určení hranic především mezi a analytickými a koloidními disperzemi Platí dohoda, že látky procházející filtrem 0,45 µm jsou rozpuštěné

2 2 Koloidní disperze = heterogenní systémy složené z několika fází jednotlivé dispergované částice nejsou volné molekuly, ale shluky mnoha molekul, kterým lze přisoudit veškeré termodynamické vlastnosti fáze vznik fázového rozhraní je podmíněn nerozpustností (velmi malou rozpustností) jedné fáze ve druhé vlastnosti: vysoký stupeň disperzity, rozptyl světla, opalescence (Tyndallův jev), pomalá difúze, malý osmotický tlak, možná dialýza, agregátní nestálost, Brownův pohyb, obvykle elektroforetické vlastnosti často mezi koloidy řadíme i pravé roztoky vysokomolekulárních látek, ALE částice v nich obsažené se neskládají z množství malých molekul jsou to jednotlivé molekuly

3 3 Koloidní disperze 1) hydrofobní koloidy nemají schopnost molekulárně interagovat s vodou (např. pomocí vodíkové vazby) => mají ostře vymezené fázové rozhraní jsou tvořeny převážně anorganickými látkami, nevznikají samovolně a bez dodatečné stabilizace jsou termodynamicky nestálé 2) hydrofilní koloidy mohou molekulárně interagovat s vodou, fázové rozhraní je rozprostřeno do větších šířek většinou jsou tvořeny vysokomolekulárními organickými látkami, vznikají samovolným rozpouštěním a jsou termodynamicky stabilní často se označují jako koloidní roztoky

4 4 Koloidní disperze 3) asociativní (micelární) koloidy vznikají spojováním molekul povrchově aktivních látek jsou tvořeny jak lyofilní tak lyofobní částí v povrchových vodách např. soli mastných kyselin nebo saponáty (alkylsulfáty, alkylbenzensulfonany) 4) gely mají schopnost přecházet z kapalné formy do pevného stavu tvorba pevných trojrozměrných síťových struktur tvořit gely mohou některé lyofobní a řada lyofilních koloidů, např. intracelulární polysacharidy

5 5 o jílové minerály (hlinitokřemičitany), amorfní oxid křemičitý, hydratované oxidy kovů (hydrolyzovaná destabilizační činidla) o mikroorganismy (řasy, sinice) o huminové látky, polysacharidy, proteiny AFM snímek huminových kyselin nanesených na povrch slídy pomocí spin-coating Copyright Forschungszentrum Dresden Copyright Forschungszentrum Dresden SEM snímek huminových částic na 100-nm Nuclepore filtru

6 Copyright Hydrochemie obecné složení vod částice kaolínu hydratovaný oxid železitý kaučukové částice Copyright Max-Planck-Institut für Polymerforschung, Mainz Richardson, W. D., Mills, A. D., Dilworth, S. M., Laskey, R. A. and Dingwall, C. (1988):Cell 52, Copyright Cell Press Copyright Dentisse, Inc., Indiana proteiny a koloidní částice 6

7 7 částice kaolínu většina částic obsažených ve vodě nese povrchový náboj charakter a velikost náboje určuje povahu a míru interakcí mezi částicemi = ovlivňuje jejich agregátní stabilitu původ náboje je dán: a) rozpouštěním iontů b) povrchovou ionizací c) izomorfní substitucí d) specifickou adsorpcí iontů proteiny a koloidní částice

8 8 Rozpouštění iontů částice kaolínu málo rozpustné sloučeniny (uhličitan vápenatý, jodid stříbrný atd.) rozdílná rozpustnost iontů Ag + větší tendence vstupovat do vodné fáze než I -, částice AgI pozvolna získávají záporný náboj změnou koncentrace Ag + (např. přídavkem NaI) nebo I - (např. přídavkem AgNO 3 ) lze měnit povrchový náboj AgI tak, že celkový povrchový náboj částice bude nulový nulový bod náboje (NBN) proteiny a koloidní částice

9 9 Povrchová ionizace organické látky částice kaolínu kyselé nebo zásadité funkční skupiny na povrchu, které v závislosti na ph mohou přijímat nebo odevzdávat protony (H + ) např. proteiny obsahují kyselé karboxylové (COOH) i zásadité aminové (NH 2 ) skupiny disociace v závislosti na ph roztoku nízké PH karboxylové skupiny nedisociují aminové skupiny jsou protonované 0 + vysoké PH karboxylové skupiny disociují - aminové skupiny nejsou protonované 0 R C H N H 3 + C O O H R C H N H 3 + C O O R C H C O N H 2 O proteiny a koloidní částice N B N r o s t o u c í p H

10 10 Povrchová ionizace organické látky částice kaolínu izoelektrický bod = hodnota ph, při které je počet kladně nabitých a záporně nabitých skupin v rovnovážném stavu Povrchová ionizace oxidy kovů např. Al2O3, Fe2O3, TiO2 tvorba amfoterních skupin Al-OH, Fe-OH na jejich povrchu M OH 2 + M OH M O NBN rostoucí ph proteiny a koloidní částice

11 11 Izomorfní substituce částice kaolínu přebytek náboje koloidních částic (jílové minerály kaolinit) střídání tetraedrických vrstev Si s oktaedrickými vrstvami Al ve vstvách křemíku mohou být kationty Si 4+ nahrazeny kationty Al 3+ a ve vrstvách hliníku kationty Al 3+ např. Mg 2+ výměna Si za Al vede k přebytku záporného náboje, který musí být vyvážen vhodným počtem kompenzujících kationtů, např. Ca 2+ (nejsou v mřížce kaolinitu, zůstávají pohyblivé) tzv. kation-výměnné vlastnosti jílů proteiny a koloidní částice

12 12 Specifická adsorpce iontů částice kaolínu v případě, že koloidní částice nemá vlastní náboj ani ionizovatelné skupiny může získat náboj specifickou (tj. jinou než elektrostatickou) adsorpcí iontů z roztoku např. adsorpce iontů povrchově aktivních látek hydrofobní uhlovodíková část minimalizuje kontakt s vodou adsorpcí na hydrofobní koloidní částici bez náboje a hydrofilní ionizovaná část s nábojem určuje náboj koloidní částice proteiny a koloidní částice

13 13 Analytické disperze pravé roztoky Látky rozpuštěné: 1) Iontově (např. Ca 2+, Mg 2+, Na +, K +, SO 4 2-, Cl -, NO 3-, HCO 3- ) 2) Neiontově (sloučeniny Si, B, plyny O 2, CO 2 ) Dělení podle kvantitativního zastoupení: 1) Makrokomponenty 2) Mikrokomponenty c < 1 mg/l, resp. < 0,02 mmol/l 3) Stopové látky c < 1 µg/l, resp. < 0,02 mmol/l Vlastnosti mikrokomponentů: 1) Sorpce na tuhých fázích (hlinitokřemičitany, sedimenty, kaly, hydratované oxidy kovů atd.) 2) Tvoří koloidní disperze, netvoří sraženiny 3) Pomalé ustavování reakční rovnováhy

14 14 Koncentrace celkových, rozpuštěných a nerozpuštěných látek skupinové stanovení sušiny celk., rozp. a nerozp. látek (mg/l); ztráty sušiny žíháním - T = 550 C (mg/l nebo jako % ze sušiny) Koncentrace celkových látek (CL) - součet koncentrací netěkavých a nerozkládajících se rozpuštěných a nerozpuštěných látek za uvedené teploty Stanovení: odpařením vzorku vody na vodní lázni a vysušením odparku při T = 105 C (CL105) Koncentrace rozpuštěných látek (RL) - součet koncentrací netěkavých a nerozkládajících se rozpuštěných látek za uvedené teploty Stanovení: odpařením filtrovaného (0,45 µm) vzorku vody na vodní lázni a vysušením odparku při T = 105 C (RL105)

15 15 Stanovení rozpuštěných látek ~ obsah veškerých anorganických látek Může docházet ke značné chybě! - při odpařování a sušení vzorku se některé anorg. l. hydrolyzují, případně rozkládají - hydratační nebo okludovanou vodu nelze vždy kvantitativně odstranit Rozklad hydrogenuhličitanů - ztráta hmotnosti uvolněním CO 2 Ca(HCO 3 ) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Vznik hydroxid chloridu rozkladem chloridu hořečnatého ztráta cca 145 mg hořčíku na 100 mg chloridů MgCl 2 + H 2 O = Mg(OH)Cl + HCl

16 16 Celková mineralizace 1) součet hmotnostních koncentrací všech rozp. anorg. tuhých látek Σρ (mg/l) 2) součet látkových koncentrací všech rozp. anorg. tuhých látek Σc (mmol/l) - vystihuje počet iontů či molekul bez ohledu na jejich hmotnost - není závislý na formě výskytu dané složky (Si SiO 2, P PO 4 3- ) při stanovení celkové mineralizace se započítávají pouze makrokomponenty

17 17 Mineralizace přírodních vod Kategorie vod Σc (mmol/l) Σρ (mg/l) S velmi malou mineralizací do 2 do 100 S malou mineralizací Se stření mineralizací Se zvýšenou mineralizací S velkou mineralizací nad 20 nad 1000

18 18 U vod s vysokým organickým znečištěním (odpadní vody) se kromě RL stanovují také rozpuštěné anorganické soli (RAS) rozpuštěné látky žíhané (RL550) - dojde ke spálení organického uhlíku zbytek anorg. l. Podhodnocení reality v důsledku: 1) sublimace amonných solí 2) ztráta hydratační vody - 3) rozklad NO 3 4) rozklad MgCO 3

19 19 Nerozpuštěné látky (NL) v přírodních vodách nejčastěji hlinitokřemičitany NL hydratované oxidy kovu (Fe, Mn, Al) fytoplankton zooplankton organický detrit usaditelné (suspenze suspendované látky) - neusaditelné (koloidní látky) - vzplývavé Pozn. Suspended solids (particulate matter) všechny nerozpuštěné látky větší než 2 µm, tj. látky usaditelné

20 20 Formy výskytu látek ve vodách různé formy látek (speciace) různé vlastnosti vliv např. na toxicitu, bioakumulaci, sorpci, migraci atd. formy výskytu prvků ve vodách jsou výsledkem protolytických, komplexotvorných, redoxních a polymeračních reakcí Distribuci forem lze zjistit: 1) Řešením chemických rovnováh (chemická termodynamika) 2) Experimentálně tzv. speciační analýzou - ISE (iontově selektivní elektroda) - anodická rozpouštěcí voltametrie - dělící metody (extrakce, sorpce, LC, elektroforeza atd.)

21 21 Příklady rozdílných vlastností jednotlivých forem - toxicita + NH 3 x NH 4 vyšší toxicita nedisociovaných forem H 2 S x HS - x S 2- CN - x kyanokomplexy F - x fluorokomplexy vyšší toxicita jednoduchých iontů (čím stabilnější komplex, tím méně toxický) organokovové sl. rtuti (alkylderiváty) x anorg. sl. rtuti vyšší toxicita organokov. sl.

22 22 Vyjadřování kvalitativního složení vod Nejednotnost ve vyjadřování složení vod např. běžně se uvádí sulfidická síra jako koncentrace H 2 S chybné! síra v ox. st. II. jako H 2 S, HS -, S 2- Optimální stav - vyjadřování prvků (kovů i nekovů) v elementární formě s rozlišeným oxidačním stupněm, např. síru jako S VI, S II, železo jako Fe II, Fe III Celková koncentrace C T (T total) - např. při bilanci dusíku, fosforu atd. P T = P org + P anorg = P org + P(PO 3-4 ) + P(poly) N T = N org + N anorg = N org + N(NH + 4 ) + N(NO - 2 ) + N(NO - 3 )

23 23 Vyjadřování kvantitativního složení vod 1) Hmotnostní koncentrace ρ [mg.l -1 ] 2) Látková koncentrace c [mmol.l -1 ] Výhody látkové koncentrace: - nezávisí na formě výskytu - je úměrná počtu reagujících částic (chemická reaktivita je závislá na počtu částic dané látky nikoli na jejich hmotnosti) - stejné látkové koncentrace znamenají stejný počet částic daných látek (počet částic na 1mol je dán Avogadrovou konstantou - 6, mol -1 )

24 24 látková koncentrace X hmotnostní koncentrace Příklad: 1 mg.l -1 fenolu (M = 94 g.mol -1 ) = 10,6 µmol.l -1 1mg.l -1 dodecylsulfátu sodného (M = 288 g.mol -1 ) = 3,46 µmol.l -1

25 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 25 Anorganické látky ve vodách většina prvků je přítomna jako kationty, anionty i neelektrolyty převážně jako kationty: Ca 2+, Mg 2+, Na +, K + převážně jako anionty: HCO 3 -, SO 4 3-, Cl - převážně v neiontové formě: Si, B Členění podle elektronové konfigurace na: 1) kovy 2) polokovy 3) nekovy Pozn.: kov - počet elektronů nejvyšších zaplňovaných orbitalů číslu periody do níž prvek patří

26 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 26 Kovy -těžké - ρ > 5000 kg.m -3, jejich soli se srážejí sulfidem sodným - toxické - není synonymum pro těžké beryllium toxický kov, ale není kov těžký železo a mangan jsou těžké kovy, ale nejsou toxické - např. Hg, Cd, Pb, As, Se, Cr, Ni, Be, Ag, Sb - esenciální mají biologické funkce, jsou běžnou součástí biomasy - např. Ca, Mg, K, Na, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Mo, Ni, W, Se - některé jsou ve větším množství toxické

27 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 27 Dělení kovů a polokovů podle hygienické závadnosti: 1) Toxické (viz výše) 2) S karcinogenními nebo teratogenními účinky (As, Cd, Cr VI, Ni, Be) 3) Chronicky toxické (Hg, Cd, Pb, As) 4) Ovlivňující organoleptické vlastnosti (chuť, barvu) vody (Mn, Fe, Cu) Příčiny toxicity: 1) Afinita k reaktivním skupinám enzymů (amino-, imino- a thio- skupiny) 2) Tvoří cheláty s organickými látkami v buňkách pravděpodobně hlavní příčina bioakumulace kovů (Hg, Pb, Se, Cu) 3) Katalyzují rozklad koenzimů (lanthanoidy rozkládají ADP) 4) Inkorporace do látek tvořících buněčné stěny (Au, Cd, Cu, Hg, Pb)

28 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 28 Další vlastnosti kovů: 1) Tvorba komplexní sloučenin odlišné vlastnosti od jednoduchých iontů např. s organickými látkami přírodního původu (NOM) 2) Katalyzují chemické reakce ve vodách např. oxidačně-redukční reakce Cu, Co, Ni značně urychlují oxidaci Fe II a Mn II Cu katalýza chemické redukce NO 3-3) Mnohé podléhají biochemickým transformacím - biomethylacím - bakteriální přeměna Hg II na methylrtuť CH 3 Hg + a dále až na těkavou dimethylrtuť (CH 3 ) 2 Hg - bakteriální oxidace Fe II a Mn II na hydratované oxidy Fe a Mn

29 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 29 Akumulace v tuhých fázích (sedimentech) imobilizační procesy 1) Alkalizace vody - srážení kovů ve formě hydratovaných oxidů, uhličitanů nebo sulfidů 2) Oxidace - kovy ve vyšších ox. st. se snáze hydrolyzují a vylučují jako sraženina např. hydratovaný oxid železitý 3) Adsorpce na tuhých fázích - adsorpce kovů na hlinitokřemičitanech, hydratovaných oxidech atd. 4) Inkorporace do biomasy - aktivní transport kovů do buňky

30 Hydrochemie anorganické látky ve vodách 30 Uvolňování z tuhých fází remobilizační procesy 1) Pokles ph - rozpouštění málo rozpustných sloučenin kovů 2) Redukce - sloučeniny kovů jsou zpravidla rozpustnější v redukované formě 3) Komplexace - komplexní sloučeniny s org. l. jsou v rozpuštěné formě 4) desorpce - souvisí s redukcí, kdy dochází k uvolňování dříve sorbovaných kovů 5) Uvolňování z odumřelé biomasy

31 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 31 Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba obsah v zemské kůře: Na ~ 2,5 hmot.% K ~ 2,5 hmot.% Ca ~ 0,035 hmot.% Mg ~ 0,020 hmot.% 4 základní kationty přírodních a užitkových vod Geneze Na a K zvětrávání některých hlinitokřemičitanů, např. albitu NaAlSi 3 O 8 nebo ortoklasu KAlSi 3 O 8 a slíd vyluhování Na ze solných ložisek a K z tzv. odklizovacích draselných solí (karnalitu, kainitu, polyhalitu), které převrstvují ložiska kamenné soli výměna iontů Ca 2+ za Na + při styku vody s některými jílovými minerály antropogenní zdroje: průmyslové odpadní vody výroby obsahující NaCl nebo Na 2 SO 4 (neutralizace, vysolování), výroba draselných a sodných solí, výroba a aplikace draselných hnojiv, odpady z regenerace iontoměničů městské odpadní vody vylučování Na a K močí, posyp komunikací v zimě

32 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 32 albit NaAlSi 3 O 8 ortoklas KAlSi 3 O 8

33 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 33 Výskyt Na a K jednoduché kationty Na + a K + při vysoké koncentraci síranů (důlní vody) a uhličitanů (alkalické vody) výskyt iontových asociátů [NaSO 4 ] -, [KSO 4 ] -, [NaHCO 3 ] 0, [NaCO 3 ] - v podzemních a povrchových vodách vždy více sodíku než draslíku (důvod: větší sorpce K + na půdní minerály, přednostní odčerpávání K + rostlinami) POZOR: poměr Na : K jiné hodnoty pro hmotnostní a látkové koncentrace látkový poměr Na : K = 1 odpovídá hmotnostnímu poměru asi 0,59!!!!! atmosférické vody setiny desetiny mg/l Na (K) podzemní a povrchové vody jednotky desítky mg/l Na (K) minerální vody tisíce mg/l Na, > 100 mg/l K světové oceány průměr 10 g/l Na a 0,4 g/l

34 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 34 Vlastnosti a význam Na a K podzemní a povrchové vody není hygienický význam, koncentrace není limitována pitné vody MH (Na) = 200 mg/l kojenecká a stolní voda - MH (Na) = 100 mg/l minerální vody s vyšším obsahem Na a HCO 3- léčba žaludečních chorob a chorob žlučových cest kotelní voda limit nánosy uhličitanů i Na 2 O.R 2 O 3.xSiO 2.yH 2 O voda pro závlahu limitován poměr Na : Σ(Ca+Mg) (velké koncentrace Na při deficitu Ca a Mg zasolení půd) vody obsahující K = slabě radioaktivní (K v přírodě obsahuje asi 0,011 hmot.% radioaktivního izotopu 40 K emise záření β a γ) Na a K úloha při klasifikaci chemického složení vod, při úvahách o genezi podzemních vod a při kontrole výsledků chemického rozboru

35 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 35 Geneze Ca a Mg rozkladem hlinitokřemičitanů vápenatých a hořečnatých (anortit CaAl 2 Si 2 O 8, chlorit Mg 5 Al 2 Si 3 O 10 (OH) 8 ) rozpouštěním vápence CaCO 3, dolomitu CaCO 3.MgCO 3, magnezitu MgCO 3, sádrovce CaSO 4.2H 2 O aj. závislost koncentrace Ca a Mg v podzemních vodách na rozpuštěném CO 2 antropogenní zdroje: průmyslové odpadní vody neutralizace kyselin vápnem, vápencem, dolomitem nebo magnezitem, odkyselování podzemních vod vápnem - Ca(OH) 2 nebo filtrací přes odkyselovací materiály (CaCO 3, MgCO 3, MgO), stabilizace málo mineralizovaných vod přídavkem CaO a CO 2

36 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 36 kalcit CaCO 3 magnezit MgCO 3 sádrovec CaSO 4.H 2 O dolomit CaCO 3.MgCO 3

37 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 37 Výskyt Ca a Mg málo a středně mineralizované vody - jednoduché ionty Ca 2+ a Mg 2+ více mineralizované vody s vyšší koncentrací HCO 3- a SO iontové asociáty, např. [CaCO 3 (aq)] 0, [CaHCO 3 ] +, [CaSO 4 (aq)] 0 a [CaOH] +, obdobně s hořčíkem atmosférické vody - koncentrace Ca a Mg < 1 mg/l prosté podzemní a povrchové vody Ca: desítky - několik set mg/l - Mg: jednotky několik desítek mg/l pitné vody ČR průměr: 50 mg/l Ca, 10 mg/l Mg (Σ Ca+Mg = 1,7 mmol/l) minerální vody koncentrace Ca do 1 g/l (omezená rozpustnost CaCO 3 a CaSO 4 ) Větší koncentrace rozpuštěného vápníku - jen při dostatečné koncentraci rozpuštěného oxidu uhličitého! CaCO 3 (s) + H 2 O + CO 2 = Ca HCO 3 -

38 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 38 Výskyt Ca a Mg - pokračování rozpouštění CaCO 3 (s) CaCO 3 (s) + H 2 O + CO 2 = Ca HCO 3 - vylučování CaCO 3 (s) hořčík ve vodách obvykle méně zastoupen než vápník (důvod: Mg je v porovnání s Ca méně zastoupen v zemské kůře, dochází k sorpci Mg a k výměně iontů při styku vody s některými horninami a jílovými minerály, Mg je využíván rostlinami) prosté podzemní a povrchové vody - běžně hmotnostní poměr Ca : Mg ~ 4 (látkový poměrjen 2,4) minerální vody - hodnota poměru Ca:Mg se zmenšuje

39 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 39 Vlastnosti a význam Ca a Mg Tvrdost vody pojem používaný v hydrochemii a technologii vody ve spojitosti s Ca a Mg pojem zastaralý a nepřesný!!! chybně přisuzuje vápníku a hořčíku stejné chemické i biologické vlastnosti, viz následující příklady: tvorba inkrustů v potrubí - vápník závadnější než hořčík stejná koncentrace Σ(Ca+Mg) x různý poměr Ca:Mg - odlišné inkrustující účinky vápník - výraznější komplexační schopnosti než hořčík hořčík (narozdíl od vápníku) působí agresivně na beton hořčík nepříznivě ovlivňuje chuť pitné vody, vápník naopak příznivě dávkování CaO, CaCO 3, CaSO 4, CO 2 a H 2 SO 4 pro dosažení vápenatouhličitanové rovnováhy z důvodu zpomalení koroze potrubí = původně ztvrzování = chybné označení => lépe stabilizace vody

40 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 40 Tvrdost vody - nejednotná definice a) technologické hledisko: tvrdost vody = koncentrace všech iontů kovů s vyšším nábojovým číslem, které se nepříznivě projevují v provozních vodách b) analytické hledisko tvrdost vody = součet látkových koncentrací buď Ca+Mg+Sr+Ba, nebo jen Ca+Mg (možno stanovit klasickou komplexometrickou metodou) - někdy rozlišována tvrdost chloridová, síranová a dusičnanová (= chybné přičleňování aniontů ke kationtům) nebo tvrdost přechodná, stálá, uhličitanová a neuhličitanová (zastaralé, dnes se již nepoužívá) alternativní vyjadřování tvrdosti vody: Německý stupeň ( něm, DH, dh) = konc. 10 mg CaO, resp. 7,2 mg MgO v 1 litru vody Anglický stupeň ( Clark) = konc. 14,3 mg CaCO 3 v 1 litru vody (1 grain CaCO 3 per imperial gallon) Francouzský stupeň = konc. 10 mg CaCO 3 v 1 litru vody Americký stupeň = konc. 1 mg CaCO 3 v 1 litru vody miligramekvivalenty (milivaly, mval) v 1 litru vody Přepočet: 1 mmol/l = 2 mval/l = 5,6 něm = 7,02 angl = 10 franc = 100 amer

41 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 41 Geneze Sr a Ba rozkladem minerálů stroncianitu SrCO 3, witheritu BaCO 3, celestinu SrSO 4 a barytu BaSO 4 průmyslové odpadní vody výroba keramiky, barev, skla, papíru, televizních obrazovek; součást kalicích lázní, fungicidů, aditiv do paliv Výskyt Sr a Ba jednoduché ionty Sr 2+ a Ba 2+ nebo iontové asociáty s CO 3 2- a SO 4 2- Sr a Ba = běžná součást přírodních vod stroncium vždy dominuje nad baryem podzemní vody asi 50 µg/l Ba pitné vody v ČR (průměr) 80 µg/l Ba minerální vody Vincentka, Poděbradka, Šaratice vysoké koncentrace Sr mořská voda - 30 µg/l Ba a 8 mg/l Sr

42 Hydrochemie anorganické látky ve vodách: Na, K, Ca, Mg, Sr, Ba 42 Vlastnosti a význam Sr a Ba rozpustnost Sr a Ba limitována sloučeninami: SrCO 3 (log K S = -9,1) SrSO 4 (log K S = -6,46) BaSO 4 (log K S = -9,95) BaCO 3 (log K S = -8,3) málo rozpustné jsou také fluoridy pitná voda NMH (Ba) = 1 mg/l (je toxické) kojenecká a stolní voda - NMH (Ba) = 0,5 mg/l balená minerální voda - NMH (Ba) = 1 mg/l vodárenské toky - limit 0,7 mg/l Ba ostatní toky - limit 1 mg/l Ba Sr není limitováno je netoxické s výjimkou radionuklidu 90 Sr