Proprietati ale apelor naturale

Proprietati ale apelor naturale

Temperatura.

In functie de provenienta lor apele naturale prezinta temperaturi diferite.

Apa potabila trebuie sa aiba temperaturi, cuprinse intre 7-15 ⁰C sub limita inferioara are efecte daunatoare asupra sanatatii, iar o apa mai calda de 15 ⁰C este fada.

Culoarea.

In straturi nu prea groase, apa pura este incolora (culoarea albastra apare numai la depasirea unei anumite grosimi). Apele naturale pot prezenta nuante de diferite culori, determinate de substantele existente in ele. Culoarea verde a apei lacurilor de munte se datoreste solurilor calcaroase, galbenul indica suprafata hidroxidului de fier coloidal, sau a substantelor humice.

O dezvoltare exagerata a unor alge poate inclina o anumita culoare a apei: Diatomee - verde deschis; verde inchis; Peridinaee- brun inchis.

Anumiti coloranti organici, deversati cu unele ape reziduale industriale, pot provoca chiar in concentratii reduse o puternica colorare a apei, de exemplu coloratii de sulf.

In functie de gradul de dispersie a substantelor, care provoaca culoarea deosebind:

Culoarea aparenta se poate indeparta prin filtrarea apei, deci se datoreste unor substante in suspensie.

Culoarea proprie sau reala este cauzata de substantele dizolvate sau in stare coloidala.

Intensitatea culorii apelor naturale se masoara in grade, in scara platin-cobalt sau bicromay-cobalt, limita admisa fiind in cazul apei potabile 15 grade.

Gustul si mirosul.

Apa pura este practic lipsita de gust si miros, dar apele naturale prezinta de cele mai multe ori un gust si un miros specific. Deoarece aceste proprietati ale apei se determina cu ajutorul simturilor, mai poarta denumirea de proprietati organoleptice ale apei.

Cauzele, care determina proprietatile organoleptice ale apei, sunt foarte diferite, de exemplu compozitia chimica, existenta substantelor volatile, tratamentele aplicate etc.

La cresterea temperaturii, are loc intensificarea anumitor gusturi si mirosuri, componentele respective devenind mai volatile.

In apele supterane si de izvor, proprietatile organoleptice necorespunzatoare se pot datora unor cauze naturale (saruri, hidrogensulfurat, bioxid de carbon etc.) sau unor influente straine (infiltrarea unor ape de suprafata inpurificate, combustibili lichizi). In apele de suprafata mirosul si gustul sunt cauzate pe de o parte de dezvoltarea algelor si a altor plante, de produsele metabolismurilor, sau de patrunderea in apele de suprafata a unor deseuri solide sau lichide. Si in cazul tratarii apei, pot aparea proprietati organoleptice necorespunzatoare, datorita excesului de reactivi la coagulare; la clorurarea unor ape inpurificate organic; patrunderii bitumelor de la izolarea conductelor; produselor de coroziune etc.

O apa potabila trebuie sa fie lipsita de miros si sa aiba un gust placut. O apa cu un gust sau miros strain, neplacut, nu poate constitui o apa potabila necorespunzatoare, chiar daca substantele care cauzeaza aceste proprietati nu prezinta un pericol din punct de vedere sanitar.

Conductibilitatea si rezistenta electrica a apei

Conductibilitatea electrica a unei ape este functie directa de continutul de electroliti, de natura acestora si de taria ionica a apei. Ea este egala cu inversul rezistentei electrice a apei.

Aparatele cu care se determina conductibilitatea, porta denumirea de conductoscoape si permit citirea directa a acestei caracteristici. Se poate exprima conductibilitatea si direct in micro-siemens.

O crestere brusca a conductibilitatii indica patrunderea unor ape reziduale puternic mineralizate.

Turbiditatea si suspensiile.

Prin turbiditate sau tulburitate se intelege gradul de opacitate al apei, inprimata de substantele in suspensie, sau in stare coloidala. Turbiditatea se poate masura, folosind micsorarea intensitatii luminii care strabate apa cu suspensii. Aparatele folosite pentru determinarea turbiditatii se numesc turbidimetre.

Determinarea turbiditatii, prin metode bazate pe principiul transparentei, consta in citirea inaltimii unui strat de apa, prin care se poate vedea un reper ti transformarea acestei valori in grade de turbiditate.

Determinarea turbiditatii prin metode fotometrice se bazeaza in general, pe masurarea extinctiei cu ajutorul celulelor fotoelectrice.

Determinarea turbiditatii prin comparare se face cu ajutorul picurarii unei solutii de mastix in apa distilata, pana la opalescenta corespunzatoare probei de determinat.

Turbiditatea apei se masoara in grade conventionale de silice. Se intelege printr-un grad de silico, turbiditgatea unei ape care contine un mm SiO₂/dm³.

O apa tulbure nu poate fi folosita ca apa potabila, atat datorita aspectului necorespunzator, cat si a pericolului de infectare.

PH, aciditare si alcalinitate.

Valoarea pH-lui determina in mare masura, atat procesele biologice si chimice, cat si o serie de tratamente ale apei, precum si caracterul coroziv al acesteia.

Astfel pentru desfasurarea normala a proceselor bio-chimice, este necesar un domeniu restrans de pH-ul, cuprins intre 6,5-8,5. Depasirea acestor limite duce la distrugerea complecta a ciclului biologic.

Apele cu pH-ul scazut exercita o actiune coroziva accentuata, iar apele cu bazicitate marita produc o spumare intensa. Eficienta unor operatiuni de tratare a apelor este functia directa de pH-ul, de exemplu coagularea, eliminarea fierului si a manganului etc. Pentru apa potabila pH-ul trebuie sa fie intre 6.6-7.6, exceptional 6,6-8.6.

Dupa cum se stie, o apa chimica pura este neutra, adica are pH=7. In cazul apelor naturale, pH-ul este influentat de unii compusi existenti in aceste ape.

Valoarea pH-ului unei ape naturale se poate determina cu ajutorul relatiei:

pH = 6,52 + log. CO_{2 bio} - log. CO_{2 liber}

In care: 6,52 este o constanta exprimand loaritmul cu semn schimbat al concentratiei ionilor de acid carbonic disociat; CO_{2 bio} = concentratia CO₂ din carbonatii acizi; CO_{2 liber} = concentratia CO₂ liber existent in apa.

Dupa cum rezulta din relatia de mai sus, aciditatea apelor naturale este cauzata, de cele mai multe ori, de bioxidul de carbon liber.

Aparitia acizilor humici se constata, in cazul apelor de mlastina, in perioada viiturilor si la trecerea apei peste anumite soluri bogate in humus. Fenomenele de fermentatie anaeroba, determina aparitia in apele naturale a unor acizi organici, in special acid acetic.

Acizi minerali liberi apar in apele naturale, la deversarea unor ape reziduale industriale acide. Este posibila aparitia unei aciditati marite si datorita fenomenului de hidroliza, de exemplu in cazul apelor bogate in saruri de fier.

4FeSO₄ + O₂ + 10 H₂O = 4Fe(OH)₃ + 4H₂SO₄

Alcalinitatea apelor naturale se datoreste ionilor de bicarbonat si in mai mica masura fosfatilor. Practic, alcalinitatea totala se datoreste bicarbonatilor de calciu si magneziu, astfel ca apele naturale obisnuite, duritatea temporara a apei este egala cu alcalinitatea totala. Carbonatii acizi ai metalelor alcaline apar, numai in urma unor procese de shimb ionic, la trecerea apei zeoliti naturali. Hidroxidul de sodiu este prezent, doar in apele epurate chimic, sau in cazul unor deversari de ape reziduale putrnic bazice.

Bioxidul de carbon ( CO₂)

Cea mai mare parte a bioxidului de carbon liber, existent in apa, este legat fizic, numai cca. 0.7% se afla dizovat sub forma acid carbonic.

CO₂ liber = CO₂ legat fizic + CO₂ dizovat

Bioxidul de carbon liber nu dauneaza calitatii apei potabile, din contra ii ofera un gust placut de prospetime. Bioxidul de carbon dizolvat poate face apa nepotabila, datorita faptului ca se poate combina cu anumite metale toxice, de exemplu plumb, cupru etc. In apa de alimentare a cazanelor CO₂ liber trebuie sa lipseasca, deoarece produce o puterinca coroziune a cazanelor.

Duritatea. Este proprietatea conferita apei de totalitatea sarurilor solubile de calciu si de magneziu. In functie de anionii de care sunt legate aceste metale deosebim:

Duritatea temporara care este data de suma bicarbonatilor de calciu si de magneziu din apa. Bicarbonatii de calciu si de magneziu se descompun.

Duritatea permanenta este determinata de celelalte saruri solubile de calciu si de magneziu, special de cloruri si de sulfati. Duritatea se masoara in unitati conventionale denumite grade de duritate.

O apa foarte dura impiedica absorbtia unor elemente importante pentru organism (iodul), iar o apa moale poate avea efecte nefavorabile, asupra unor functii importante ale organismului, in special asupra aparatului cardiovascular.

Oxigenul si substantele organice.

Atat in apele meteorice, in apele de suprafata, cat si in cele freatice, concentratia oxigenului dizolvat este aproape de limita de saturatie, determinata de presiunea sa partiala si de temperatura.

In cazul apelor de suprafata, concentratia oxigenului depinde si de numeroasele procese fizice, chimice si biologice, care insotesc ciclul vietii acvatice.

Cunoasterea cantitatii de substante organice, existente intr-o apa, are o importanta foarte mare, aceasta definind gradul de impurificare al apei respective.

Prezenta oxigenului in apa potabila este recomandabila, deoarece da acesteia un gust de prospetime.

Daca prezenta oxigenului este dorita in apa potabila, in schimb substantele organice nu sunt admise, pe de o parte datorita caracterului toxic direc, pe de alta parte datorita faptului, ca indica o eventuala infectare a apei.

De asemenea existenta amoniacului si nitritilor indica procese de putrefactie in plina desfasurare, deci apa nu este potabila. Azotitii si amoniacul pot avea insa, o origine anorganica si de acest lucru trebuie tinut seama la inerpretarea datelor analitice.

In absenta oxigenului, procesul de descompunere a componentelor proteice, decurge prin fermentare anaeroba. Acest process nedorit, duce la aparitia de CO₂ , CH₄ , H₂ S si sulfuri, facand apa nepotabila.

Halogenuri, sulfati, silicate, fosfati.

Practic in toate apele naturale exista cantitati variabile de cloruri.

Pot fi, atat de provenienta anorganica (dizolvarea rocilor sedimentare), sau organica(prin oxidarea oxigenului).

In apa potabila, concentratii mai mari de 200 mg/dm³ provoaca deranjamente ale aparatului digestiv. Trebuie subliniata actiunea corodanta a sulfatilor, asupra betoanelor si cimentelor.

Siliciul se gaseste in apele naturale sub forma de acid metasilicic, respective sarurile alkaline si alcalino-pamantoase ale acestuia. Acidul silicic influenteaza negativ calitatea apei, folosita la alimentarea cazanelor de aburi, datorita formarii crustelor foarte dure.

Radioactivitatea apei.

Reprezinta proprietatea acesteia de a emite radiatii permanente. Proprietatile naturale radioactive ale apei, depind de continutul lor in uranium, radiu, thorium, radon, si in alte elemente radioactive. Apa naturala poate fi poluata cu izotopi radioactivi, care patrund in sursele de apa din atmosfera din apele de spalare, si rezidurile industriale atomice.

Proprietati bacteriologice si biologice.

In privinta proprietatilor biologice, apa potabila nu trebuie sa contina organisme animale, vegetale si particule abiotice, vizibile cu ochiul liber, nici organisme daunatoare sanatatii ca oua, sau larve de paraziti.