CHEMIA2-sciaga.doc

FIZ.WŁAŚC.WODY-1-obj.właśc-od 0-4C;w temp.4Cobj.właśc.osiąga wartość minim; Dalsze podwyższanie temp. powod. wzrost obj. na skutek rozpadów asocjatów; 2-gęstość wody-zależy;.od temp.przy czym max. gęstość wody przy 4C,poniżej i powyżej 4C gęstość maleje; 3-ciepło właśc-woda ma duże ciepło właśc.; b.wolno się nagrzewa i wolno studzi; działa jak regulator ciepła; 4-napięcie powierzch-woda charakt. się znacznym napięciem pow. które spowod. jest wyst. wiązań wodorowych wyst. w asocjatach Ze wzrostem temp. nap. pow. maleje; 5-lepkość-woda charakt.się małą lepk.i ze wzrostem temp.lepk.wody maleje,a ze wzrostem ciś.rośnie;Max.lepk.w temp0C; 6-stała dielektr-woda ma dużą s.diele. co tłumaczy wyjątkową zdol.wody do rozpuszczania innych subst.Dzięki tej właśc.woda charakt.się silnymi właśc.dysocjacyjnymi;Ze wzrostem temp.stał diel.ulega zmniejszeniu; 7-adsorpcja promieniow.widzialnego-woda w stanie chem.czystym charakt.się zdol. pochłaniania z widma elektrycz.pro- mieniow. czerwonego o dł.fali 0,61-0,76mm,co powod.że obserwujemy niebieskie-tzw.zabarwienie dopełniające;8-przewodzenie prądu elekt-woda w postaci czystej jest b.słabym przewodnikiem prądu;Przewodność elekt.jest funkcją stęż.jonów zaw.w wodzie i jonów pochodz. z dysocjacji czystej wody;Zal.od temp-wraz ze wzro- stem przewodność zwiększa się,rośnie również stopien dysocjacji;

Wody NATURALNE-źródła zanieczyszcz-wymywanie i infiltracja z wylewisk śc;-wycieki z instalacji przemysł;-odcieki ze składowisk odpadów stałych;-lotniska; -aglomeracje miej;ODCZYN wód nat.zal.od:-układu węglowego CO2;-podłoża z kt.mogą być wymywane skł.;-rodzju gl.w zlewni;-doprowadzanych zanieczyszcz;

Wody atmosferyczne: ·forma gazowa – para wodna, ·forma ciekła – deszcz, rosa, ·forma stała – grad, szron, ·forma koloidalna – chmury, mgły.

Wody PODZ.-ich skład chem.uzalezniony jest od;-miejsca wyst.tych wód;-jakości wód infiltracyj;-ośrodka skalnego i czasu przebywania w tym ośrodku;-proc.fizyko-chem.i biogeochem.zachodz.w warstwie wodonośnej;Na jakość wód podz.wpływają:-proc.ługowania zw.min;-degradacja mikrobiolog.subst.org;-dyspersja rozprosze -nia subst.chem;-sorpcja i wymiana jonowa;-proc.rozcieńczenia i wymiana gazowa;

Gazy rozpuszczone w wodach nat.--N;-CO2;-O2;-H2S;-CH4 -NH3;-SO2;-H2;-CO;-He;-Ar; Przedostają się do wód:-z pow.atmosf.–w wyniku proc.chem.i biochem.zach w środ.zew.z kt.pochodzi woda;-w wyniku proc.zach.w wodach; CO2-pochodzi z tlenowych i beztl. proc.rozkładu zw.org;-wietrzenia i wymywania min.węglowych; -proc. metabolicz.org.żywych;-w wyn.rozpu szczenia CO2w powietrzu;-uwolnienie z wodorowęglanów;CO2­ w wodach pozd.pochodzi z:-infiltrujących wód pow;-proc.przemian bioch.zach. w strefie areacji i saturacji;-wietrzenia min.węglowych(FeCO3+H2O®Fe(OH)2+CO2 ;-reakcji redukcji w obecności Corg.-diageneza i meta- morfizm min.węglowych;-utlenienie zw.org; O2-zaw.w wodach rośnie ze wzrostem ciś.atmosf,maleje ze wzrostem temp.i zasolenia; Źródła:-rozpuszczanieO2 atmosf; -powst.O2 w wynuku proc.fotosynt; Do wód podz.O2rozp.przenika wraz z wodami opadow.lub pow. Może przenikać na drodze dyfuzji ze strefy areacji; Siarkowodór H2S -w wodach pow. może być pochodzenia:-mech-wyst.w wodach w obecności CO2 i zw.Fe na skutek rozkładu siarczków met.pod wpł.H2CO3-organicz-anaerobowy rozkład zw.org. zaw.siarkę;-biologicz-powstaje z siarczanów na skutek redukcji przez bakteriw siarkowe-proc.zach.w war.beztl.w wodach zaw.siarczany; Formy występowania zależą od pH. Przy pH 5-7 - gazowy siarkowodór, jon HS-. Źródła:-kontakt z gazami wulkanicznymi;-dopływające ścieki przemysł.(z gazowni,koksowni,przeróbki ropy naft) Azot Formy azotu w wodach: a)azotany, b)azotyny, c)azot amonowy (kation).

Do głównych źródeł azotanów: spływy powierzchniowe, zanieczyszczenia obszarowe, dopływające ścieki, opady atm., procesy nitryfikacji. Azotany do wód podziemnych mogą przenikać w sposób naturalny i działalności człowieka - przenawożenie gleb nawozami naturalnymi, naw. mineralnymi, niewłaściwe przechowywanie nawozów, odcieki z wysypisk odpadów, opady atm.

Proces amonifikacji: R-NH2-OH ® R-OH + NH3 + Q

Powstawanie kwaśnych deszczy: SO2+H2O®H2SO3    H2SO3+ H2O2® H2SO4     SO2+ H2O2®SO3      SO3+ H2O® H2SO4   W 60-70% odczyn wód opadowych spowodowany jest obecnością H2SO4. W 30-40% odczyn wód opadowych spowodowany jest obecnością HNO3.      2NO+2O2®NO2     2NO2+H2O®HNO2+HNO3.

Rodzaje zanieczyszczeń w wodach opadowych. I grupa: rozpuszczone gazy, II grupa: zanieczyszczenia stałe: - rozpuszczone, - silnie zdyspergowane, III grupa: zan. bakteriologiczne.

Wody podziemne. Skład uzależniony od miejsca występowania, od jakości wód infiltrujących, od natury ośrodka skalnego, w którym one występują, od zachodzących procesów fizyko – chemicznych, od procesów biogeochemicznych.

Podział: -wody podpowierzchniowe (zaskórne, hipodermiczne), -wody gruntowe (freatyczne) – najbardziej dostępne, -wody wgłębne – większe głębokości, odizolowane utworami nieprzepuszczalnymi – lita skała, glina, -wody głębinowe – są odizolowane od pow. Ziemi, silnie zmineralizowane.

Rodzaje skażeń wód: 1.Zanieczyszczenia geogeniczne (naturalne), 2.Zanieczyszczenia antropogeniczne (wywołane przez człowieka): chemiczne, biologiczne, radioaktywne. Wg zasięgu oddziaływania: 1.Ogniska punktowe (szambo, magazyny). 2.Ogniska liniowe (drogi, ciągi komunikacyjne). 3.Ogniska małopowierzchniowe (duże osadniki, pola filtracyjne). 4.Ogniska wielkoprzetrzeniowe (tereny intensywnego nawożenia).

Strefa saturacji – położona jest poniżej strefy aeracji, jest ona częścią warstwy wodonośnej, w której wszelkie przestrzenie otwarte są wodą. Strefa aeracji – oprócz wody występuje faza gazowa (powietrze i inne). Granicę pomiędzy strefami tworzy zwierciadło wody podziemnej. Czas przemieszczania wody przez st. aeracji – od kilku m-cy do kilku lat.

Wody mineralne  1. wody wodorowęglanowe (zaw. Ca i Mg), 2.wody solankowe (NaCl i KCl), 3wody wodorowęglanowosiarczanowe (CaHCO3, MgHCO3, MgSO4),  4wody żelaziste ( Fe(HCO3)2 ),  5wody siarczanowo – siarkowodorowe (CaSO4, MgSO4, H2S),  6wody radoczynne ( Ra i V w bardzo małych ilościach). Na jakość wód podziemnych wpływają: a)procesy ługowania (wymywania) sub. mineralnych, b)procesy degradacji mikrobiologicznej sub. organicznych, c)procesy dyspersji, d)procesy sorbcji i wymiany jonowej, e)wymiana gazowa powietrze – grunt, f)procesy rozcieńczania,

Wody powierzchniowe: 1.oceaniczne, 2.morskie, 3.śródlądowe (płynące, stojące)

Wody powierzchniowe płynące. Zanieczyszczenia w wodach: a)mineralne, b)biogenne, c)zw. organiczne, d)gazy rozpuszczone, e)zan. bakteriologiczne. Procesy chemiczne wpływające na jakość wód: 1.reakcje utleniania i redukcji,  2reakcje kwas + zasada, 3reakcje wymiany pomiędzy atmosferą i wodą, 4wytrącanie, 5rozpuszczanie ciał stałych,6 reakcje kompleksowania, 7adsorpcji i desorpcji. Zanieczyszczenia w wodach: mineralne, biogenne, zw. organiczne, gazy rozpuszczone, zan. bakteriologiczne.

Wody pow. stojące dzielimy na: małe zbiorniki (stawy, jeziora), duże zbiorniki (średnie, duże jeziora).

Skład wody uzależniony od podłoża i warunków atmosferycznych. Silne opady powodują rozcieńczenie zanieczyszczeń.

W średnich i dużych jeziorach koncentracja zan zależy od: 1.ilości, jakości dopływających zanieczyszczeń, 2.rodzaju podłoża, 3.rodzaju gleb zlewni. Pr. chem. wpływające na jakość wód: 1.reakcje utleniania i redukcji, 2.reakcje kwas + zasada, 3.reakcje wymiany pomiędzy atmosferą i wodą, 4.wytrącanie, 5.rozpuszczanie ciał stałych, 6.reakcje kompleksowania, 7.adsorpcji i desorpcji.

Samooczyszczanie zależy:

a)biodegradacja zw org, b)sedymentacja c)adsorpcja d)fotoliza e)ewaporacja

Skład wód naturalnych.

1.odczyn wód naturalnych zależy od: a)tzw. układu węglanowego, b)rodzaju podłoża, c)rodzaju gleb w zlewni (lub warstwy wodonośnej), d)doprowadzanych zanieczyszczeń.

Układ węglanowy. CO2 gazowy, CO2 rozpuszczony w wodzie, kwas węglowy, kwaśne węglany, węglany nierozpuszczalne  w wodzie, Układ węglanowy powoduje buforowanie wód naturalnych.

Poszczególne formy u.w. uczestniczą w; reakcjach zachodzących w procesie fotosyntezy, reakcjach zachodzących w procesie respiracji, przy rozpuszczaniu ciał stałych, przy wytrącaniu ciał stałych, w procesach biochemicznego rozkładu zw. organicznych.

Nitryfikacja: I etap (bakterie nitrosomonas) :15CO2+13NH4+=10NO2-+3C2H7O2N+23H++4H2O+energia

II etap (bakterie nitrobacter): 5CO2+NH4++10NO2+2H2O=10NO3-+C2H7O2N+energia Nitryfikacja zalezy: a)zawartosc O2, b)temp c)pH d)steż substratów i produktów e)ilosc bakterii f) Wzrost mat.org.znacznie obniża efektywność proc.nitryfik;g)dostepność światla h) Wartość krytyczna w okolicy kt.proc. nitryf.ulega zahamowaniu-0,8mgO2/l; Temp.optymalna-25-36C;Min.temp- 8C-później ulega zatrzymaniu; pH optymalne-7,6; Liczba bak.-1000-10000w ml

Denitryfikacja I typ- heterotroficzna (bakterie heterotroficzne) substancje potrzebne :wegiel org przyswajalny, azotany (V) fosforany

II typ- autotroficzna (rozne bakterie) Przebieg zalezy od: a)minimalna ilosc tlenu >0,1-0,2 b)stezenie głuchych substratów c)stez √ odzywczych Na, Ca, Fe d)pH e)temp

Siarczany Pochodzenie: a)wskutek wymywania skał, b)wymywanie gleb, c)opady atmosferyczne, d)biochemiczne utlenianie innych form siarki, e)ścieki. Siarka może być z :a)procesów spalania paliw kopalnianych, b)emisja SO2 do atmosfery, c)składowanie odpadów górniczych, d)utlenianie siarki organicznej (gleba i ścieki), e)składowiska odpadów komunalnych.

Siarczany wapnia i magnezu nadają wodzie gorzki smak.

Krzemiany Źródła: a)wietrzenie skał, b)wymywanie minerałów (albit NaAlSi3O8),

Formy: a)koloidalna, b)zawiesina (krzemionka, glinokrzemiany), c)roztwory rzeczywiste.

Formy chemiczne  w wodzie: a)niezdysocjowana krzemionka - SiO2, b)niezdysocjowany kwas metakrzemowy - SiO2xH2O (H2SiO3), c)niezdysocjowany kwas polikrzemowy - X SiO2 Y H2O,

Fosforany Żródła: a)wietrzenie i rozpuszczanie skał b)splywy powierzchniowe c)opady atmos d)ścieki e)erozja gleby

Fosforany: polifosforany, tripolifosrorany, metafosforany

Organiczne: fosfolipidy, fosfoamidy, nukteotydy