4.cv_Hydrosféra I
4.cv_Hydrosféra I
VODA
- najrozšírenejšia látka na Zemi
- nenahraditeľná súčasť životného prostredia všetkých rastlinných a živočíšnych ekosystémov
Zemská hydrosféra
- oceány, jazerá, rieky, ľadovce a podzemné vody
- sladká voda- 1% ( prevažná časť vo forme pôdnej vlhkosti, podpovrchového ľadu, rieky, jazerá)
Hydrologický cyklus
- objem vody 113000 km3 ( funkcia pump)
- výpar z pôdy a transpirácia ( stromy)- významný zdroj pre zrážky
- likvidácia pralesov- ovplyvňuje tvorbu vodnej pary a O2
- výpar z oceánov (evaporácia)
- máme len 1% sladkej vody-> význam pre človeka, vegetáciu
Funkcie vody
- osobná spotreba, priemysel, poľnohospodárstvo, rekreácia, doprava
- tvorí 60- 99,7% obsahu látok v organizmoch
Význam pre človeka
- definovaný v 12 bodoch Európskej charty o vode v Štrasburgu
Európska charta o vode vyhlásená 6.máíja v Štrasburgu
- bez vody niet života. Je hodnotou, ktorá je pre akúkoľvek ľudskú činnosť nenahraditeľná
- zásoby sladkej vody nie sú nevyčerpateľné. Treba ich chrániť, rozumne s nimi nakladať a podľa možnosti rozmnožovať.
- znečisťovanie vody je škodlivé pre človeka i ostatné živé tvory, ktoré od nej závisia
- kvalitu vody treba udržať na takej úrovni, aby ju bolo možné použiť na požadované účely a najmä aby spĺňalo príslušné zdravotnícke normy
- použitá voda po navrátení do spoločného zdroja nesmie mať nepriaznivý vplyv na možnosť. Jeho ďalšieho využívania na verejné alebo súkromné účely
- zásadný význam pre zachovanie vodných zdrojov má udržiavanie priemerného rastlinného krytu pôdy, predovšetkým lesných porastov
- vodné zdroje musia byť sledované a vyhodnocované
- v záujme zosúladenia krátkodobých a dlhodobých cieľov je potrebné, aby príslušné úrady vypracovali plány racionálneho hospodárenia s vodnými zdrojmi
- ochrana vody si vyžaduje zintenzívnenie vedeckého výskumu, výchovy odborníkov a informovanie verejnosti.
- voda je spoločným dedičstvom, ktorého hodnotu musia uznávať všetci. Každý je povinný využívať vodu starostlivo a hospodárne.
- hospodárenie s vodnými zdrojmi by malo byť organizované podľa prirodzených povodí, nie podľa politických alebo administratívnych celkov.
- voda nepozná hranice: ako spoločný zdroj si vyžaduje medzinárodnú spoluprácu.
Tretinové pravidlo:
- 1/3 spadnutej vody sa vyparí
- 1/3 spadnutej vody stečie po povrchu
- 1/3 spadnutej vody vsakuje do zeme
Prírodné vody:
- atmosferické
- podpovrchové ( podzemná a pôdna voda)
- povrchové vody
Atmosferická voda
- vodná para- v spodných vrstvách troposféry -> kondenzácia
- vznik drobných vodných kvapiek alebo ľadových kryštálikov -> oblaky
- zrážky- dážď, sneh, ľadovce, hmla, rosa, srieň
Najvýdatnejšie zrážky
- úzke tropické pásmo ( Stredná Amerika, povodie Amazonky, Indonézia)
- horské oblasti Škótska a Walesu, Alpy, horského oblasti na pobreží Jadranského mora
Územie Slovenska nie je bezodtoková oblasť
- vody z 96% nášho územia odtekajú do Čierneho mora, z 4% do Balstického mora
- platí rovnaká bilančná rovnica ako pre pevninu, t.j. zrážky sa rovnajú súčtu výparu a odtoku.
- Slovensko: zrážky ( 753mm)= výpar (492mm) + odtok (
- Európa: zrážky 735mm= výpar 415mm + odtok 320mm
Podpovrchová voda
- podzemná voda
o vzniká vsakovaním zrážkovej a povrchovej vody
o prirodzený výver ( pramene, gejzíry)
o skrytý výver ( pod hladinou povrchových vôd)
o najmenej pohyblivé vody
o kým objem vody v atmosfére sa vymení každých 2000 rokov, podzemné vody sa vymenia priemerne len každých 8000 rokov.
o minimalizovať ich používanie na hospodárske účely tam, kde môžu vyť nahromadené odberom povrchovej vody ä okrem výroby potravín a liekov)
o zmenšiť obsah škodlivín podľa STN 75 7111
o minimalizovať riziká znečistenia haváriami
o chrániť vodné zdroje ( najmä pitnej vody)
o je surovina pre prípravu pitnej vody
o infiltrácia povrchovej vody ( zrážok)
o tvorí až 95% pitnej vody
- povrchové vody
o vznikajú z atmosferickej a podzemnej vody
o tečúce ( rieky, kanály, privádzače vody)
o stojaté ( moria, jazerá, plesá, močiare, umelé nádrže)
o Zdroj vody prevádzkovej, výrobnej, závlahovej, úžitkovej, pitnej
o znečistenie povrchových vôd STN 75 7221, 1999
Ukazovatele kvality povrchových vôd
A skupina ukazovatele kyslíkového režimu ( O2, BSK2, CHSKMn)
B skupina základné chemické a fyzikálne ukazovatele ( NNH4 +, P, Mn, NL, pH)
C ckupina doplňujúce chemické ukazovatele, nutrienty
D skupina ťažké kovy ( Hg)
E skupina biologické a mikrobiologické ukazovatele ( koliformné b.)
F skupina ukazovatele rádioaktivity)
Kvalita povrchových vôd sa stanovuje aj na základe týchto tried čistoty
I veľmi čistá
II čistá
III znečistená
IV silne znečistená
V veľmi silne znečistená
Železo
- vo vodách sa vyskytuje v nízkych koncentráciách
- formy výskytu železa v prírodných vodách závisia od rozpustnosti jeho zlúčenín, hydrolýzy, pH
- v podzemných vodách, ktoré neobsahujú rozpustný kyslík sa železo nachádza vo forme Fe2+
- v povrchových vodách v dôsledku oxidácie rozpustných solí kyslíkom sa vyskytuje ako Fe3+
Vstup železa do podzemných a povrchových vôd
- priemyselné odpadové vody ( spracovanie kovov, povrchová úprava kovov)
- vo vode je hygienicky neškodné, ale mení vzhľad vody
- ovplyvňuje chuť vody už pri koncentráciách 0,5 ať 1,5 mg.dm-3
- negatívny vplyv pre technologické procesy ( hrdzavé škvrny)
- podľa STB 0,3mg.dm-3
- vo vodných tokoch nemá obsah železa prekročiť 0,5
Mangán
- vo vodách sa vyskytuje v nízkych koncentráciách < 1,0 mh.dm-3
- formy výskytu Mn vo vodách závisí od množstva rozpusteného O2, redox. Potenciálu, pH vody
- v neprítomnosti kyslíka je najstálejšia forma mangánu Mn2+
- v prítomnosti kyslíka prebieha oxidácia a mangán sa oxiduje na Mn3+ a Mn4+
Vstup mangánu do podzemných a povrchových vôd
- priemyselné odpadové vody ( metalurgické závody)
- vo vode je hygienicky neškodný, ale mení vzhľad vody
- ovplyvňuje chuť vody, spôsobuje zafarbenie materiálov
- negatívny vplyv pre technologické procesy (textilný, pepierenský, potravinársky)
- obsah mangánu je prísne limitovaný
- podľa STN 0,1mg.dm-3
Hliník
- vo vodách sa vyskytuje v koncentráciách < 1,0mg.dm-3
- pri správnej prevádzke úpravovne vôd sa hliník nachádza vo vode len v stotinách resp. desatinách mg.dm-3
- formy výskytu Al vo vodách závisia aj od pH vody
- v silne kyslých vodách ( pH<7) je hliník prítomný ako katión
- V silno alkalických vodách (pH>7) je hliník prítomný ako hlinitanový anión ( AlO2)-
Vstup hliníka do podzemných a povrchových vôd:
- priemyselné odpadové vody ( papiernicky, kožiarsky, priemyselný)
- obsah Al nie je z hygienického hľadiska významný
- podľa STN 0,2 mg.dm-3
Meď
- vo vodách sa vyskytuje v koncentráciách < 1,0 ug.dm-3
- zvýšené koncentrácie sú len v kyslých vodách niektorých rudných ložísk
Vstup medi do podzemných a povrchových vôd:
- priemyselné odpadové vody (povrchové úpravy kovov) do vodovodnej vody rozpúšťaním medeného potrubie
- patrí medzi stopové prvky dôležité pre organizmus
- zlúčeniny medi sú veľmi toxické pre ryby
- podľa STN 0,1 mg.dm-3
Zinok
- do podzemných vôd sa Zn dostáva vylúhovaním sulfidických rúd, ktoré sa pri spolupôsobení kyslíka oxidujú na sírany
- priemyselné odpadové vody ( povrchové úpravy kovov)
- Zn nie je z hygienického hľadiska veľmi škodlivý
- podľa STN 5 mg.dm-3
- vodárenské toky len 0,05 mg.dm-3 ( škodí rybám)
Olovo
- prítomné v rozpustnej aj nerozpustnej forme
- formy výskytu Pb vo vodách závisia od zloženia vody a hodnôt pH
- najčastejší je olovnatý katión Pb2+ , alebo rôzne komplexné katióny alebo anióny
- tvorí tiež stabilné komplexy s organickými látkami ( humínovými kyselinami), preto sa zachytáva aj pri infiltrácii vody cez pôdny horizont
- vo vodách sa vyskytuje v koncentráciách 0,1 až 1,0 ug.dm-3
- zvýšené koncentrácie sú len v oblastiach rudných olovených ložísk ( desatiny mg.dm-3 a viac)
Vstup olova do podzemných a povrchových vôd:
- priemyselné odpadové vody (chemický priemysel, úpravne rúd)
- do vodovodnej vody rozpúšťaním oloveného potrubia
- výfukové plyny znečisťujú atmosferické vody
- prítomnosť olova je veľmi toxická, spôsobuje chronické otravy
- podľa STN 0,05 mg-dm-3
Arzén
- formy výskytu As vo vodách (AsO4)3- vo forme prirodzeného pozadia
- vo vodách sa vyskytuje v koncentráciách 0,1 až 1,0 ug.dm-3
Vstup arzén do podzemných a povrchových vôd
- As je uvoľňovaní do prostredia z viacerých zdrojov, pričom najväčším je vulkanická činnosť a procesy zvetrávania a sedimentácie. Priemyselné odpadové vody
- Používania arzénových pesticídov v poľnohos.
- As a jeho zlúčeniny sú veľmi toxické
- dlhotrvajúce používanie vody s vysokými koncentráciami spôsobujú chronické otravy
- krátkodobé používanie As minerálnych vôd má liečivé účinky
- podľa STN 0,05 mg.dm-3 As
- procesom distribúcie napomáha aj metylácia As do organických zlúčenín, ktoré sa tak stávajú prijateľnejšie pre živé organizmy
Kadmium
- nachádza sa najčastejšie vo forme kademnatého katiónu Cd2+
- vyskytuje sa spolu so Zn, ale v podstatne menších koncentráciách, menej ako 0,01 nmg.dm.3
Vstup kadmia do podzemných a povrchových vôd
- priemyselné odpadové vody ( povrchová úprava kovov, fotografický, polygrafický priemysel)
- výfukové plyny znečisťujú atmosferické vody
- kadmium a jeho zlúčeniny sú veľmi toxické
- podľa STN 0,005 mg.dm-3 Cd
Chróm
- nachádza sa najčastejšie vo forme Cr6+ ( aeróbne prostredie) alebo Cr3+ ( anaeróbne prostredie)
- v podzemných vodách koncentrácia Cr neprevyšuje desiatky ug.dm-3
Vstup Cr do podzemných a povrchových vôd
- priemyselné odpadové vody (povrchové úprava kovov, garbiarsky a textilný priemysel)
- chróm a jeho zlúčeniny sú veľmi toxické
- Cr4+ je toxickejší ako Cr3+
- Podľa STN 0,05 mh.dm-3
Ortuť
- nachádza sa najčastejšie vo forme Hg2+
- v prírodných vodách, koncentrácia Hg neprevyšuje stotiny ug.dm-3
Vstup Hg do podzemných a povrchových vôd
- priemyselné odpadové vody ( organické syntézy)
- použitie Hg pesticídov v poľnohos.
- zlúčeniny Hg podliehajú vo vode rôznym chemickým a biochemickým premenám, dôsledkom čoho sa koncentrujú vo vodných rastlinách a živočíchoch
- podľa STN 0,001 mg.dm-3
- biologický polčas Hg je 70 dní, pričom podstatne toxickejšie sú zlúčeniny organické
- ochranné účinky na pôsobenie ortuti má Se
- najintenzívnejší proces kumulácie a biologickej degradácie Hg je vo vodnom prostredí (morská voda), preto sú ako potraviny najrizikovejšie práve morské produkty
Kobalt
- nachádza sa v stopových množstvách najčastejšie vo forme Co2+
- v oxidačnom prostredí prechádza na Co3+, ktorý vytvára komplexné zlúčeniny s organickými látkami
- STN obsah Co pre pitné vody nelimituje
Nikel
- nachádza sa vo forme Ni2+
- priemyselné odpadové vody ( povrchová úprava kovov)
- STN obsah Ni pre pitné vody nelimituje, ale pre jeho toxicitu pre organizmy vo vodárenských tokoch dovoľuje max. 0,05 mg.dm-3
- Ni sa do prostredia dostáva najmä zo spracovania kovov. Medzi najjedovatejšiu zlúčeninu Ni patrí Ni(CO)4- tetrakarbonyl niklu. Je to plyn, ktorý spôsobuje problémy najmä v závodoch na získanie Ni. Je extrémne toxický
- Ni sa do vody dostáva ja z Ni-Cd batérii