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.