oxid uhličitý a jeho iontové formy

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

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

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

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

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

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

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

chemické analýzy vzorků vod

grafické zpracování chemismu m g/l 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Proterozoikum Křída Permokarbon Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

grafické zpracování chemismu mg/l 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Proterozoikum Křída Permokarbon Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

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--

grafické zpracování chemismu podzemní voda z permokarbonu mg/ /l 350 300 250 200 150 100 50 0 Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO 3- SO4-- 1. deprese 2. deprese 3. deprese

grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace mg/ /l 600 500 400 300 200 100 pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese 0 Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO 3- SO4--

grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace mg g/l 600 500 400 300 200 100 0 pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4--

grafické zpracování chemismu křída kvartér břehová infiltrace pramen ΣM 1067 301 pramen Ohře Na+ 23 25 K+ 15 4 Ca++ 174 41 Ohře Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4-- Mg++ 50 11 Cl- 33 23 NO3-13 19 HCO3-391 60 SO4-- 357 111

1. deprese 3. deprese pramen Ohře 1. deprese 2. deprese 3. deprese 4. deprese 2. deprese Na+ 23 25 30 24 24 25 K+ 15 4 24 16 13 10 Ca++ 174 41 231 105 99 77 Mg++ 50 11 52 26 20 19 Cl- 33 23 55 34 43 30 NO3-13 19 19 17 19 19 HCO3-391 60 360 195 146 146 SO4-- 357 111 511 207 179 165 ΣM 1067 301 1290 633 548 498 4. 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--

kontaminace podzemní vody

grafické zpracování chemismu kontaminace podzemní vody mg g/l 700 600 500 400 300 200 100 0 studna CHI1 CH I2 Na+ K+ Mg++ Ca++ Cl- HCO3- SO4- CO3- OH-

grafické zpracování chemismu kontaminace podzemní vody studna studna CHI1 CH I2 Na+ 17 20 12 K+ 9 96 13 Mg++ 9 43 10 Ca++ 106 582 81 Cl- 61 50 73 HCO3-223 0 0 SO4-97 308 148 CO3-0 78 24 OH- 0 427 4 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-

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

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

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

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

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 50-500 mg/l středně mineralizované RL 500 1 500 mg/l silně mineralizované RL 1 500 5 g/l velmi silně mineralizované RL nad 5 g/l

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

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 8-12 0 C, ph 6,5-9,5

doporučené optimální hodnoty minerál. látek v pitné vodě RL 150 400 mg/l Ca 40 70 mg/l min.30 mg/l Mg 20 30 mg/l min.10 mg/l Na 5 25 mg/l K 1 5 mg/l Cl < 50 mg/l SO4 < 50 mg/l HCO3 100 300 mg/l F 0,1 03 mg/l NO3 < 10 mg/l

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

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

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-

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

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

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

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

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

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

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

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