oxid uhličitý a jeho iontové formy

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "oxid uhličitý a jeho iontové formy"

Bohumír Mach
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 oxid uhličitý a jeho iontové formy nejdůležitějším protolytickým systémem v přírodních a užitkových vodách je uhličitanový systém CO2 HCO3 CO3 ² který významně ovlivňuje složení a vlastnosti vod ( ph, neutralizační a tlumivou kapacitu, agresivitu, inkrustační účinky) ph pro pitnou vodu 6,5 9,5 MH

2 formy výskytu ve vodách volný CO2 : (symbol H2CO3 ) je rozpuštěný ve vodě vázaný CO2 : hydrogenuhličitany HCO3, CO3 celkový oxid uhličitý TIC anorganicky vázaný uhlík

3 výskyt ve vodách volný oxid uhličitý v přírodních vodách s ph < 8,3 (jednotky desítky mg/l prosté podz.vody a více v minerálních vodách) v závislosti na hodnotě ph hydrogenuhličitany jsou běžnou převládající součástí podz. vod, s vyšší Σ M ztrácí dominantní postavení uhličitany - v nízkých koncentracích, proto nejsou analyticky dokazatelné malé koncentrace v podz. v. jsou prokazatelné až při ph> 8,3

4 Schopnost vody vázat H nebo OH ionty se označuje jako neutralizační kapacita neutralizační kapacitou se rozumí látkové složení silné jednosytné kyseliny (zásady) v mmol, které spotřebuje 1 litr vody k dosažení určité hodnoty ph kyselinová kapacita KNK zásadová kapacita ZNK neutralizační kapacita je integrálem tlumivé kapacity v daném rozmezí ph v přírodních vodách je to KNK4,5 KNK4,5 (mmol/l) = HCO3 (mmol/l) a ZNK8,3

5 agresivní CO2 rovnovážný CO2 je volný (H2CO3 ), který je v rovnováze s koncentrací iontů vápníku a hydrogenuhličitanů =vápenato-uhličitanová rovnováha CaCO3 + H2CO3 = Ca + 2HCO3 při jeho poklesu inkrustace při jeho nadbytku agresivní CO2 (Heyerova zkouška) Langelierův index Is (rozdíl mezi skutečnou a fiktivní hodnotou ph ) Is = 0 rovnovážný stav Is < 0 agresivní Is > 0 inkrustující

6 radioaktivní látky nuklid druh atomů,které mají stejné protonové (atomové) číslo Z a nukleonové (hmotnostní) číslo A Pokud mají nuklidy stejná protonová čísla, ale rozdílná nukleonová čísla nazývají se izotopy Nuklidy : stabilní radionuklidy : přírodní umělé Radionuklid- poločas přeměny druh záření a jeho energií Mírou mohutnosti radioaktivního zdroje je aktivita

7 radioaktivní látky měření radioaktivity : celková objemová aktivita α, β stanovení jednotlivých radionuklidů (radon,radium,tritium,uran ) jednotkou aktivity je becquerel Bq vyhláška Státního úřadu pro jadernou bezpečnost č. 307/2002 pro vodu dodávanou do veřejných vodovodů směrné hodnoty : ²²² Rn, aktivita α, aktivita β 50 0,2 0,5 (Bq/l) pro kojence 20 0,1 0,1 MH pro 15 přírodních radionuklidů

8 chemické analýzy vzorků vod

9 chemické analýzy vzorků vod

10 chemické analýzy vzorků vod

11 grafické zpracování chemismu m g/l Proterozoikum Křída Permokarbon Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

12 grafické zpracování chemismu mg/l Proterozoikum Křída Permokarbon Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

13 Proterozoikum Křída Permokarbon Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

14 grafické zpracování chemismu podzemní voda z permokarbonu mg/ /l Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO 3- SO deprese 2. deprese 3. deprese

15 grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace mg/ /l pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese 0 Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO 3- SO4--

16 grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace mg g/l pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

17 grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace pramen ΣM pramen Ohře Na K Ca Ohře Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Mg Cl NO HCO SO

18 1. deprese 3. deprese pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese 2. deprese Na K Ca Mg Cl NO HCO SO ΣM deprese Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

19 kontaminace podzemní vody

20 kontaminace podzemní vody

21 kontaminace podzemní vody

22 kontaminace podzemní vody

23 grafické zpracování chemismu kontaminace podzemní vody mg g/l studna CHI1 CH I2 Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH-

24 grafické zpracování chemismu kontaminace podzemní vody mg g/l studna CHI1 CH I2 Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH-

25 grafické zpracování chemismu kontaminace podzemní vody studna studna CHI1 CH I2 Na K Mg Ca Cl HCO SO CO OH CHI1 CH I2 Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH- Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH- Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH-

26 alekinova klasifikace : 3 třídy -3 skupiny 4 typy podzemní vody Na Cl 9,2 III HCO3- SO4-- Cl- Ca Mg Na Ca Mg Na Ca Mg Na I. II. III. I. HCO3- >Ca a Mg II. HCO3- < (Ca+Mg)<HCO3- +SO4--) III. HCO3-+ SO4--<Ca + Mg IV. HCO3- = 0

27 Hodnocení chemismu kontrola analýz : součet c.z kationtů = c.z. aniontů analýzy kontrolních vzorků akreditace laboratoří r e p r e z e n t a t i v n í v z o r k y v o d hydrogeochemické hodnocení hydrobiologické hodnocení mikrobiologické hodnocení

28 hydrogeochemické hodnocení v prostoru : náhlé prostorové změny v chemismu (vliv hg. poměrů) kontinuální prostorové změny (interakce hornina voda = zonálnost) v čase : náhlé časové změny v chemismu změna hydrodynamických podmínek periodické změny klima vymývání NO3- systematické změny zásah do proudění podzemní vody

29 Hodnocení chemismu 1. účel hydrochemických prací 2. informace o analyzovaných vzorcích (dokumentace odběrových míst, způsob odběru, druhy analýz, laboratoř, protokoly rozborů 3. základní zjištěné údaje : celková mineralizace, ph, typ vody, zjištěné charakteristické údaje tabulky, grafy 4. hodnocení jakosti vody podle účelu hydroch. prací 5. hypotéza o tvorbě chemismu, včetně zdrojů znečištění 6. předpověď vývoje jakosti vody 7. návrh dalšího sledování

30 chemismus podzemní vody Prostá podzemní voda Minerální voda Σ mineralizace< 1 g/l vyhláška MZ 275/2004 Sb. přírodní minerální voda - má původní čistotu, je stabilní a zdroj je dobře chráněn + vyhláška MZ 423/2001 Sb. velmi slabě mineralizované RL do 50 mg/l slabě mineralizované RL mg/l středně mineralizované RL mg/l silně mineralizované RL g/l velmi silně mineralizované RL nad 5 g/l

31 vyhláška MZ 275/2004 Sb.stanoví požadavky na balená kojenecká voda balená pramenitá voda balená přírodní minerální voda balená pitná voda.. /balená léčivá voda/

33 Chemismus podzemní vody Hlavní kationty:vápník-hořčík-sodík-draslík Hlavní anionty: hydrogenuhličitany HCO - 3 sírany SO 2-4 chloridy Cl - Běžně se vyskytující se ionty v nízkých koncentracích: mangan, železo,amoniak dusičnany, obsah CO 2 Teplota vody C, ph 6,5-9,5

34 doporučené optimální hodnoty minerál. látek v pitné vodě RL mg/l Ca mg/l min.30 mg/l Mg mg/l min.10 mg/l Na 5 25 mg/l K 1 5 mg/l Cl < 50 mg/l SO4 < 50 mg/l HCO mg/l F 0,1 03 mg/l NO3 < 10 mg/l

35 marcus vitruvius pollio před započetím stavby vodovodu obrátit pozornost na tělesnou stavbu obyvatel okolo pramenů : jsou-li těla silného, barvy svěží, bez vadných nohou a bez zanícených očí, je tím nejlépe prokázána dobrá kvalita pramene

36 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody přirozené x antropogenní Mikrobiologické a biologické ukazatele : Fekální koliformní bakterie > enterokoky >koliformní >mezofillní >psychrofilní bakterie Živé a mrtvé organismy

37 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody zdravotně významné Fyzikální a chemické ukazatele : Anorganické Sb,As,Be,B,(bromičnany), Cd,Cr,Cu,CN-F-,Pb,Hg,Ni,Se,Ag Mn,NO3-,NO2-

38 Látky ovlivňující změnu jakosti podzemní vody zdravotně významné Organické Těkavé (TOL)- BTEX, Cl-U Obtížně těkavé PAU,PCB,ostatní RL Pesticidy

39 UKAZATELÉ, jejichž zvýšené hodnoty mohou negativně ovlivnit jakost pitné vody Rozpuštěné látky >1g/l Na BARVA Al Cl SO 4 ph CHUŤ PACH CHSK Mn NH 4 ZÁKAL Fe

40 POŽADAVKY NA VODU -PITNÁ BALENÁ PITNÁ BALENÁ KOJENECKÁ- BALENÁ -PRAMENITÁ BALENÁ PŘÍRODNÍ MINERÁLNÍ VODA PRO CHOV DOBYTKA A DRŮBEŽE PRO CHOV RYB VODA PRO ZÁVLAHU

41 VODA VE STAVEBNICTVÍ KOROZE POŽADAVKY NA JAKOST VODY : DOPRAVOVANÉ POTRUBÍM BETONÁŘSKÉ VODY NÁPOROVÉ VODY (PROPUSTNOST HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ X ODOLNOST BETONU)

43 AGRESIVNÍ NÁPOROVÉ VODY 30 H 2 O CEMENTOVÝ BACIL 3CaO.Al 2 O 3.3CaSO 4. 30H 2 O Ettringit= Candlotova sůl VODY MÁLO MINERALIZOVANÉ (HLADOVÉ) VODY KYSELÉ VODY S AGRESIVNÍM CO 2 VODY SÍRANOVÉ VODY S VYŠŠÍM OBSAHEM Mg VODY S VYŠŠÍM OBSAHEM NH 4 OSTATNÍ VODY

44 odběry reprezentativních vzorků vod podzemní vody prameny využívané objekty nevyužívané objekty čerpané přetokové srážkové vody povrchové vody

45 odběry reprezentativních vzorků vod četnost odběrů cíl hydrochemických prací finance - variabilita sledovaného ukazatele - důležitost vybraného objektu ve zvodněném systému

46 zásady správného odběru vzorků vod spolupráce s laboratoří před odběrem prameny: zachycené nezachycené využívané - čerpané objekty : místo odběru, hloubka čerpadla, Q, s, využívané přetokové objekty: místo odběru,q,tlak+atm. nevyužívané objekty: vystrojení, způsob odběru : Q, s,t, před odběrem, čerpadlo-vzorkovač povrchové vody: povrchový-hloubkový odběr vzorků srážkové vody : jednorázové x směsné vzorky

Podobné dokumenty

PROUDĚNÍ PODZEMNÍ VODY. V = k. I

PROUDĚNÍ PODZEMNÍ VODY. V = k. I PROUDĚNÍ PODZEMNÍ VODY V = k. I HPV dynamická statická neustálená - ustálená OBLAST AKUMULACE A PROUDĚNÍ PV Porozita HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ PRŮLINOVÁ PROPUSTNOST PRŮLINOVÁ NEZPEVNĚNÉ KLASTICKÉ SEDIMENTY