Condiţii de Potabilitate a Apei

5/25/2018 Condi ii de Potabilitate a Apei

1/55

CONDIII DE POTABILITATE A APEI

Ap potabil = apa care este consumat cu plcere i nu are efecte nocive asupra consumatorului.

Condiii organoleptice de potabilitate.

Gradul (miros + gust) Intensitatea Caracteristici (gust, miros)

0 Inodor, insipid Fr gust i miros

1 Foarte slab Nesesizabil de consumator

2 slab Sesizabil de persoane avizate

3 perceptibil Sesizabil de orice consumator

4 pronunat Determin reacia consumatorului

5 puternic Face apa de neconsumat

Gustul = cantitatea de minerale i gaze dizolvate

Mirosul = prezena unor elemnete naturale sau poluante n exces

Condiii fizice.

1. Temperatura. Mediu i sntate

- Apa rece sub 5% produce o scdere a rezistenei locale a organismului

fa de infecii. Favorizeaz producerea de: amigdalite, faringite,

laringite, crete tranzitul intestinal.

-Apa cald peste 17 C, gust neplcut, nu satisface senzaia de sete.

Temperatura apei trebuie s fie cuprins ntre 7-15 C


2/55

2. Culoarea apei. Este dat de substanele dizolvate n ap, care pot avea provenien natural,

dar i ca urmare a polurii apei.

3. Turbiditatea produs de substanele minerale sau organice, insolubile n ap.

4. Radioactivitatea apei este suma radioactivitii naturale i artificiale conferite apei prin

poluare i substanele radioactive (uraniu, stroniu)

Condiii climatice.

Substane nocive:

- Azotai

- Cianuri

- Mercur

- Crom

- Nichel

- Seleniu

- Uraniu

Substanele indezirabile: nu sunt toxice, dar fac apa de nefolosit, pentru c au Ca, Fe i Fenol

n cantiti prea mari, mangan, sulfai, zinc.

Substanele indicatoare ale polurii. Ele indic modificri n sensul polurii apei, ele pot fi:

- Organice, amoniacul care indic poluare recent

-Nitriii, care indic o poluare mai veche

Condiii bacteriologice

- Lipsa total din ap a germenilor patogeni


3/55

- Foarte greu de depistat:

a) germeni mezofili, care se dezvolt la 37 C

b) Germeniisaprolii, care apar la 20 C

Condiii biologice pentru potabilitatea apei.

1. S nu conin organisme duntoare sntii

2. S nu conin organisme vizibile cu ochiul liber

3. S nu conin un numr mare de organisme care s modifice calitatea organoleptic a

apei

4. S nu conin mai mult de 20 de organisme mici

5. S nu conin tripton industrial sau fecaloid

Tripton = coninutul abiotic, suspensii, organisme moarte dinap............................................................................................................................................

Criteriile de potabilitate a apei

1. Indicatorii organoleptici

2. Indicatorii fizici

3. Indicatorii chimici

4. Indicatorii radioactivi

5. Indicatorii bacteriologici

6. Indicatorii biologici

Prin apa potabilase intelege apa care este consumata cu placere, fara a produce riscuri pentsanatatea consumatorului.

Numeroasele si variatele riscuri de imbolnavire pe care le poate produce poluarea si/scontaminarea surselor de apa a impus, inca din cele mai vechi timpuri, stabilirea unor conditii igienic


4/55

sanitare pe care trebuie sa le indeplineasca apa potabila. Primele criterii, cu caracter empiric, s-bazat exclusiv pe calitatile organoleptice (decelabile cu ajutorul organelor de simt) ale apei: gust, mirsi culoare.

Intrucat numai acestea s-au dovedit a fi insuficiente, pe masura dezvoltarii posibilitatilor

analiza fizica, chimica, bacteriologica, respectiv biologica, si a dobandirii cunostintelor privind riscpentru sanatatea consumatorilor, a fost extinsa gama criteriilor de potabilitate.

In prezent, indicatorii (sau conditiile) de potabilitate sunt sistematizati in urmatoarele grupindicatori organoleptici, indicatori fizici, indicatori chimici, indicatori radioactivi, indicatobacteriologici si indicatori biologici.

1. Indicatorii organoleptici

1.1. Gustul apei

1.2. Mirosul apei

Indicatorii organoleptici de potabilitate a apei sunt acele calitati ale apei care pot fi determinacu ajutorul organelor de simt: gustul si mirosul. In trecut, in aceasta grupa au mai fost cuprinse culoarsi turbiditatea apei, dar, in prezent, pentru aprecierea acestor doua calitati se folosesc metode obiectiv

Cu toate ca estimarea indicatorilor organoleptici are un pronuntat caracter subiectiv, importanlor nu este diminuata intrucat prima conditie de potabilitate este ca apa sa fie consumata cu placere.

1.1. Gustul apeieste determinat de continutul in elementele minerale si gaze dizolvate, in liplor apa avand un gust fad, neplacut, care nu satisface senzatia de sete.

Gustul de prospetime este conferit in principal de oxigenul dizolvat si in oarecare masura dioxidul de carbon (gust acidulat, acrisor, intepator).

Poluarea apei cu hidrogen sulfurat ii confera gust respingator, gretos, astfel incat provoarepulsia consumatorilor.

De asemenea, excesul de elemente minerale poate produce modificari ale gustului apei, cauneori poate deveni de neconsumat:

fierul, manganul - metalic:

calciul - salciu;

magneziul - amar;

clorurile - sarat.


5/55

De asemenea, poluarea cu ape reziduale fecaloid-menajere poate modifica gustul apei: sadeterminat de urina sau dulceag, neplacut, gretos produs de fecale.

1.2. Mirosul apeieste conditionat de prezenta elementelor naturale sau a unor poluanti (natursau antropici) in exces:

mirosul particular de ou stricat este datorat hidrogenului sulfurat, care rezulta prdescompunerea bacteriana a substantelor organice. Fenomenul apare cu precadere in sursele de apa foarte mare adancime sau in cazul stagnarii indelungate a apei in conducte;

mirosul de mucegai, pamantiu, de peste este determinat de inmultirea excesiva a algelofenomen intalnit in cadrul eutrofizarii surselor de apa;

mirosul particular-caracteristic, rezultat prin poluarea apei cu pesticide, cu detergenti sindus de unii sub-produsi ai dezinfectiei cu clor (trihalometanii - miros de iodoform, monocloraminelde clor).

Atat gustul cat si mirosul apei se exprima in grade conventionale (tabelul 14, conform metodologdin STAS 6342-61).

Tabelul 14. Indicatorii organoleptici de potabilitate ai apei

Gradul Intensitatea Caracteristici

0 Inodor-insipid fara gust si miros

1 Foarte slab Nesesizabil de consumator

2 Slab sesizabil de persoane avizate

3 Perceptibil sesizabil de orice consumator

4 PronuntatDetermina reactiaconsumatorului

5 Puternic apa de neconsumat

Pentru gustul si mirosul apei potabile, normele in vigoare in Romania (STAS 1342-91) prevurmatoarele valori (la 20oC):

valori admise - maxim 2 grade;

valori admise exceptional - maxim 2 grade.

2.Indicatorii fizici


6/55

2.1. Temperatura apei

2.2. pH-ul apei

2.3. Turbiditatea apei

2.4. Culoarea apei

Conductivitatea electrica a apei

Desi cea mai mare parte a indicatorilor fizici de potabilitate pot fi evidentiati cu ajutorsimturilor noastre, pentru a asigura obiectivitatea rezultatelor, in practica se folosesc aparate sinstrumente.

Principalele conditii fizice de potabilitate a apei sunt: temperatura, pH-ul, turbiditatea, culoarsi conductivitatea electrica.

2.1. Temperatura apei

Temperatura este proprietatea fizica care influenteaza perceptia gustului si mirosului apei apsi, prin aceasta, poate modula senzatia de placere la consum.

De asemenea, prin abaterea de la limitele de potabilitate, poate determina unele efecte nedorite

ingestia de apa rece, cu temperatura sub 50C, diminua capacitatea locala oro-faringiade aparare fata de agresiuni biologice, urmata de cresterea incidentei amigdalitelor, faringitelor saularingitelor;

apa a carei temperatura depaseste 170C are un gust neplacut (datorita diminuarii cantitade gaze dizolvate), capacitatea de satisfacere a senzatiei de sete este scazuta, iar la unii consumatopoate determina greturi sau chiar varsaturi.

Pe langa influenta nemijlocita asupra starii de sanatate a consumatorilor, temperatura apei poaconstitui un indicator indirect al poluarii surselor subterane. Astfel, apa de profunzime, spre deosebide cea de suprafata, se caracterizeaza prin constanta temperaturii, indiferent de cea atmosfericOscilatia temperaturii apei de profunzime in paralel cu temperatura aerului denota o comunicaresursei cu exteriorul si, prin urmare, posibilitatea poluarii/contaminarii acesteia.

Pentru temperatura apei potabile, normele sanitare prevad:

valori admise: 7 - 150C;

valori admise exceptional: temperatura naturala a sursei.

2.2. pH-ul apei


7/55

In natura, apa nu se gaseste sub forma moleculara, ci sub forma de ioni: protoni de hidrog(H+) si grupari hidroxil (HO-). Logaritmul cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogreprezinta pH-ul apei.

pH-ul natural al surselor de apa oscileaza in jurul valorilor de neutralitate, fiind cuprins intre

si 8, ceea ce ii permite apei sa-si desfasoare la parametri optimi rolul de catalizator al proceselbiochimice.

Variatiile pH-ului apei sunt datorate unor factori naturali (prezenta dioxidului de carbon,bicarbonatilor si a carbonatilor) sau poluarii cu ape reziduale (acide sau alcaline).

Cel mai frecvent, scaderea pH-ului apei din bazinele naturale este consecinta precipitatiilacide. Apa al carei pH este slab acid dispune de o mai mare capacitate de a solubiliza unele mineradin sol sau de a coroda conductele metalice prin care este distribuita la consumatori.

Normele sanitare de potabilitate prevad urmatoarele limite pentru pH-ul apei:

valori admise: 6,5 - 7.4 unitati de pH;

valori admise exceptional: maxim 8,5 unitati de pH.

2.3. Turbiditatea apei

Turbiditatea apeieste determinata de prezenta in apa a substantelor insolubile (particule suspensie sau particule coloidale), provenite din surse naturale si/sau antropice: minerale, argila, azberesturi de plante si de animale, biocoloizi (proteine si complexe hidrocarbonate), produsi de coroziune

Turbiditatea crescuta confera apei un aspect neplacut, iar particulele in suspensie, pe de o parpot constitui un suport pentru microorganismele contaminante (crescandu-le astfel viabilitatea), iar de alta parte, pot adsorbi diferiti poluanti acvatici, facilitand astfel transportul acestora la mare distant

Acest indicator de potabilitate a apei se exprima in grade sau unitati de turbiditate de formazi(STAS 6323-88). Normele sanitare in vigoare sunt:

valori admise: max. 5 grade;

valori admise exceptional: max. 10 grade.

2.4. Culoarea apei

Culoarea apei este consecinta substantelor dizolvate, care pot avea provenienta naturala (saruminerale, acizi humici, lignina, tanin, compusi flavinici) sau antropica.

Uneori, sursele de apa subterana pot contine cantitati crescute de fier sau mangan in formredusa, complet dizolvate. In prezenta oxigenului atmosferic, metalele se oxideaza, astfel incat a(initial aparent clara) in cateva minute devine ruginie (fier) sau negricioasa (mangan).


8/55

In apa din puturile de mare adancime sau in aceea care stagneaza timp indelungat in conducsub actiunea microflorei acvatice, se poate produce hidrogen sulfurat. Prin combinare cu fierul, acegenereaza sulfura ferica/feroasa care coloreaza apa in negru.

Modificarea culorii apei poate limita folosinta acesteia prin efectul psihic generat

consumatori, si, totodata, poate constitui un indicator al poluarii acesteia.

Determinarea culorii apei se face prin compararea acesteia cu o scara colorimetrica de platincobalt (bicromat-cobalt).

Norme sanitare:

valori admise: max. 15 grade;

valori admise exceptional: max. 30 grade.

Conductivitatea electrica

Conductivitatea electricaa apei este in directa proportionalitate cu gradul de mineralizare. general, sursele de apa situate la mare adancime au conductivitatea constanta si, de regula, mai madecat a celor de suprafata. De aceea, modificarea gradului de mineralizare, mai ales a apei subteransugereaza poluarea acesteia.

Cresterea cantitatii de elemente minerale din apa (si prin urmare a conductivitatii electricpoate avea cauze naturale sau antropice. Gradul crescut de mineralizare, in functie de amploare, poamodifica proprietatile organoleptice ale apei si/sau poate amplifica potentialitatile patogene renacardio-vasculare sau endocrine.

Conductivitatea apei se exprima in Siemens/cm (S/cm), iar normele de potabilitate acceptasunt:

valori admise: max. 1 000 S/cm;

valori admise exceptional: max. 3 000 S/cm.

3. Indicatorii chimici

3.1. Substantele cu actiune nociva

3.2. Substantele indezirabile

3.3. Substantele indicatoare ale poluarii

Numarul foarte mare de substante chimice care pot patrunde (natural sau antropic) compozitia apei, fiecare cu o anumita semnificatie sanitara, a impus expertilor OMS clasificar


9/55

acestora in urmatoarele trei grupe: substante cu actiune nociva, substante indezirabile si substanindicatoare ale poluarii.

3.1. Substantele cu actiune nociva

Substantele cu actiune nocivareprezinta grupa de indicatori chimici (elemente sau compusi), provenienta naturala sau antropica, care pot determina, de cele mai multe ori, efecte toxice specificeconsumatori. De aceea, pe baza cunostintelor experimentale privind toxicitatea acuta sau cronica diverse animale de laborator, sunt stabilite limite de admisibilitate foarte exacte.

Pentru transpunerea concentratiilor maxime admise in apa potabila, se iau in consideratie dozetoxice experimentale, consumul mediu zilnic de 3 litri de apa si greutatea medie de 70 de kg pentru uadult. Formula de calcul este:

Concentratia in apa potabila


10/55

Cadmiu 0,005 mg/dm3 Plumb 0,05 mg/dm3

Cianuri libere 0,01 mg/dm3 Seleniu 0,01 mg/dm3

Crom Cr6+ 0,05 mg/dm3Trihalo-metani

Total 0,1 mg/dm3

Cloroform 0,5 mg/dm3

Fluor 1,2 mg/dm3

Uraniu 0,021 mg/dm3

Pesticide (organoclorurate, organofosforice, carbamice,erbicide):

fiecare componenta

suma tuturor componentelor din fiecare clasa

0,1g/dm3

0,5g/dm3

3.2. Substantele indezirabile

Substantele indezirabile sunt acele substante chimice, in marea lor majoritate de originaturala, care nu determina manifestari toxice, dar a caror prezenta in apa potabila poate modifiproprietatile organoleptice si/sau pe cele fizice.

Depasirea anumitor concentratii poate limita consumul apei pentru acoperirea utilitatilgospodaresti sau industriale sau o poate face improprie pentru consum.

In standardele de calitate, limita acestor substante are doua nivele de concentratie:

de admisibilitate - concentratia pana la care nu produc nici un fel de inconveniente sicarei depasire nu determina efecte nedorite;

exceptionala - concentratia a carei depasire nu este acceptata.

Principalele substante indezirabile sunt sarurile de calciu si magneziu, cadetermina duritatea totala a apei, formata din:


11/55

duritatea temporara- sau carbonatata - datorata bicarbonatilor de calciu si magneziu dapa, care, sub actiunea temperaturii ridicate, precipita sub forma de saruri insolubile;

duritatea permanenta - sau necarbonatata - data de alte saruri de calciu si magnezazotati, sulfati, cloruri, fosfati s.a.

Sarurile de calciu si magneziu in exces genereaza unele inconveniente, dintre care mai frecvensunt:

confera apei un gust amarui-salciu destul de neplacut si propritati laxative;

cresc temperatura de fierbere a apei;

datorita interferarii cu agentii de spalare, cresc consumul de sapun sau detergenti;

pateaza lenjeria si vesela; dupa spalare, parul capata aspect degradat;

reduc durabilitatea tesaturilor;

precipita pe cazane (risc de explozie), pe conducte (cu reducerea debitului) si vasele de bucatarie, formand cruste.

Numeroase studii au constatat corelatii intre duritatea apei si patologia cardio-vasculara, in sensul incidenta acesteia este mai scazuta in teritoriile cu duritate moderata a apei (dar aceste corelatii sucontestate de studiile efectuate de National Research Council din SUA, ale caror rezultate suneconcludente).

In Standardul de potabilitate STAS 1342-91, duritatea apei se exprima in grade germannormele stabilite fiind:

valoare admisa: max. 20 grade germane;

valoare admisa exceptional: max. 30 grade germane.

Alte substante indezirabile sunt: fier, mangan, cupru, zinc, cloruri, sulfati, fiecare dintre edeterminand modificari organoleptice ale apei sau anumite efecte la consumatori.

Astfel, fierul si manganulin exces pateaza rufaria si favorizeaza dezvoltarea bacteriil

feruginoase si manganoase, a caror proliferare excesiva confera apei aspect gelatinos.

Cresterea concentratiei de cupru si zincimprima apei un gust amarui-astringent, care la unepersoane poate avea efecte emetizante. De asemenea, determina modificari ale culorii sau aturbiditatii apei.

In prezenta concentratiilor crescute de cloruri si de sulfati, apa capata un gust sarat-amConsumul indelungat suprasolicita functia de filtrare/reabsorbtie renala si modifica aciditatea gastrica


12/55

Valorile admise pentru aceste substante indezirabile (STAS 1342-91) sunt redate in tabelul 16

Tabelul 16. Normele de potabilitate pentru substantele chimice indezirabile - valori maxim(mg/dm3de apa)

Indicatorul Conc. admisa Conc. admisaexceptionalCalciu 100 180Cloruri 250 400Cupru 0,05 0,1Fier 0,1 0,3

Magneziu 50 80Mangan 0.05 0,3Sulfati 200 400Zinc 5 7

3.3. Substantele indicatoare ale poluarii

Substantele indicatoare ale poluaarii sunt acele substante chimice care nu determina efectoxicesi nici nu limiteaza utilitatile apei. Semnificatia igienico-sanitara consta in faptul ca prezenlor indica(semnaleaza)poluarea apeicu alte substante chimice si mai ales cu microorganisme potentpatogene.

Indicatorii chimici de poluare a apei sunt: substantele organice, amoniacul si nitritii.

Substantele organicesunt considerate un indicator global al poluarii, intrucat semnalea

indirect probabilitatea existentei concomitente a microorganismelor de insotire a poluarii organicDeoarece ele se pot gasi frecvent in sursele de apa, valoarea de indicator sanitar este conferita numai dcresterea brusca a concentratiei.

Determinarea substantelor organice din apa potabila se face prin oxidabilitatea lor careprezinta cantitatea de oxigen folosita pentru oxidarea lor exclusiv cu oxidanti chimici (permangande potasiu sau dicromat de potasiu).

Exprimarea rezultatelor, respectiv a cantitatii de substante organice, se poate face fie prcantitatea absoluta de oxigen consumat - CCO - (consumul chimic de oxigen), fie prin cantitatea oxidant chimic care elibereaza oxigenul necesar reactiei.

Normele sanitare de potabilitate sunt:

concentratia admisa CCO max. 2,5 mg/dm3;

KMnO4 max.10 mg/dm3;

concentratie admisa exceptional CCO max. 3 mg/dm3;


13/55

KMnO4 max.12 mg/dm3.

Amoniaculrezulta din prima etapa de descompunere a substantelor organice azotoase dapa sau poate proveni din sol. Intrucat procesul are loc intr-o perioada relativ scurta (de la cateva opana la cateva zile), prezenta amoniacului semnaleaza o poluarea recenta a sursei respective.

Limitele admise in apa potabila sunt:

concentratia admisa:zero;

concentratie admisa exceptional (numai pentru apa din surse subterane mai adanci de 60 m): max. 0,5 mg/dm3.

Nitritiidin apa provin din amoniac, intr-un stadiu mai avansat al descompunesubstantelor organice azotoase de catre bacteriile psihrofile nitrificatoare. Deoarece procesul se produla cateva zile pana la cateva saptamani de la patrunderea substantelor organice in sursa de apa, nitriau valoare de indicator al unei poluari mai vechi.

Normele de potabilitate sunt:

concentratia admisa:zero;

concentratie admisa exceptional (numai pentru apa din surse subterane mai adanci de 60 m): max. 0,3 mg/dm3.

4. Indicatorii radioactivi

Realitatea riscului patogen radioactiv (vezi capitolul 2.4.2.4. Potentialitatile patogene ale apei

impus elaborarea unor norme pentru diferitii radionuclizi naturali sau antropici care pot contamisursele de apa.

Valorile maxime admise au fost stabilite pe baza normelor de expunere radioactiva a populatde 0,05 mSv/an, la un consum mediu zilnic de 2 dm3 de apa.

In apa potabila, activitatea globala alfa si beta maxim admisa este stabilita in functie insumarea aportului maxim al radionuclidului radiu-226 alfa-radioactiv si al radionuclidului strontiu-beta-radioactiv (tabelul 17).

Tabelul 17. Radioactivitatea apei - norme de potabilitate.

Activitatea globala Conc. admisa Conc. admisa exceptional

Alfa max. 0,1 Bq/dm3 max. 2,3 Bq/dm3

Beta max. 1 Bq/dm3 max. 50 Bq/dm3


14/55

In activitatea globala nu este inclusa radioactivitatea radonului si tritiului; in cazul depasiconcentratiilor admise, standardele de potabilitate impun determinarea activitatii fiecarui radionucnatural (3H, 40K, 222Rn, 226Ra, 228Ra, 210Pb,210Po, 234U, 235U, 238U, 232Th) sau antrop(58Co, 60Co, 89Sr, 90Sr, 129I, 131I, 134Cs, 137Cs, 241Am, 239Pu).

5. Indicatorii bacteriologici

Din punct de vedere bacteriologic, cea mai importanta conditie de potabilitate este absentotala a germenilor patogeni. Intrucat evidentierea acestora este greu de realizat, datorita tehnicilbacteriologice laborioase, in practica curenta s-a acceptat cercetarea prezentei florei bacteriene insotire, cu valoare indicatoare (germeni indicatori).

Pentru stabilirea diagnosticului bacteriologic de potabilitate a apei, se folosesc urmatoindicatori:

Germenii mezofili(germenii care se dezvolta la temperatura de 370C), proprii omului s

animalelor cu sange cald, sunt in marea lor majoritate saprofiti. Ei constituie un indicator global contaminarii apei, deoarece, cu cat numarul lor este mai mare, cu atat creste si probabilitatea existentunor germeni patogeni.

In conditii naturale, intre microflora bacteriana criofila (care cuprinde germenii saprofiti propmediului hidric) si cea mezofila (patrunsa in urma contaminarii) exista un raport de 3:1, raport benefdesfasurarii optime a proceselor de autopurificare a apei si viabilitatii ecosistemului acvatic.

Germenii coliformisunt microorganisme care ajung in sursele de apa prin poluarea acestora dejecte umane sau animale. Desi predominant saprofiti, prezenta lor in apa indica posibilitatea existentunor germeni patogeni de origine intestinala.

Viabilitatea lor in apa, asemanatoare cu cea a germenilor tifo-paratifici, constituie un caractcare amplifica valoarea lor de indicator sanitar.

Enterocociisunt microorganisme de origine intestinala, care se gasesc in apa intr-un rapode 1:10 fata de germenii coliformi. Deoarece prezinta tipuri caracteristice pentru om si animale, faraprezenta fenomene de variabilitate microbiana, enterococii permit diferentierea sursei de contamina(umana sau animala). Avand o viabilitate mai redusa in apa, prezenta lor semnaleaza o contaminarecenta si intensa.

Germenii sulfito-reducatorisunt enterobacterii care, in mediul acvatic neprielnic, trec forme sporulate, cu mare rezistenta. De aceea, prezenta lor denota o contaminare veche, iar absenta l

arata ca sursa de apa nu a fost contaminata de multa vreme. Fata de enterococi, se gasesc intr-un rapode 1:10.

Bacteriofagii entericiconstituie un indicator complementar al contaminarii fecale a apDeterminarea lor face parte din analizele speciale, mai frecvent identificandu-se bacteriofaantiholerici, antitifici, antidizenterici si anticoli.

Normele sanitare bacteriologice de potabilitate a apei sunt redate in tabelul 18.


15/55

Tabelul 18. Indicatorii bacteriologici de potabilitate a apei

Tipul

instalatiei

Nr. total ger-

meni

mezofili

Nr. probabil

coliformi totali

Nr. probabil

coliformi

fecali

Nr. probabil

streptococi

fecali

Centrala, cuapa dezin-fectata

< 20/ cm3 0 0 0

Centrala, cuapa nedezin-

fectata< 100/ cm3 < 3/100 cm3 0 0

Locala (fan-tani, izvoare)

< 300/ cm3 < 10/100 cm3 < 2/100 cm3 < 2/100 cm3

6. Indicatorii biologici

Printre factorii care conditioneaza existenta si dezvoltarea comunitatii de macro microorganisme din ecosistemul acvatic, un rol important il are calitatea apei.

Astfel, in apele curate, care contin oxigen dizolvat in cantitate mare, traiesc si se dezvolnumeroase organisme, mai ales superioare. In apele poluate, bogate in amoniac si hidrogen sulfurat, pexista doar vietuitoare inferioare, nepretentioase, adaptate mediului sarac in oxigen.

Spre deosebire de microorganisme, care supravietuiesc destul de putin in apa, organismeacvatice au o mare viabilitate si stabilitate, permitand caracterizarea sanitara a sursei de apa pe o maperioada de timp.

In functie de semnificatia sanitara, organismele acvatice au fost clasificate in oligosapro(caracteristice apelor nepoluate), polisaprobe (caracteristice apelor foarte poluate) si mezosaprobe (doua subgrupe- si ) care fac trecerea intre cele doua categorii (sisteme):

organisme oligosaprobe, reprezentate de crustacee, moluste, pesti etc., caracteristiapelor curate in care procesele de mineralizare sunt complete;

organisme -mezosaprobe (plantele cu clorofila) care sunt prezente in apele cu poluaredusa, in care predomina procesele oxidative, iar procesul de autopurificare este avansat;

organisme -mezosaprobe sunt reprezentate de alge, celenterate, diatomee, larve insecte etc., care traiesc in apele moderat poluate; datorita diminuarii cantitatii de oxigen dizolvpredomina procesele de reducere;

organisme polisaprobe,caracteristice apelor intens poluate, sunt reprezentate protozoare, ciliate, flagelate, bacterii filamentoase, viermi tubicizi etc.

Sistemul saprob de caracterizare sanitara a surselor de apa este redat sintetic in tabelul 19.


16/55

Tabelul 19. Indicatorii biologici de calitate a apei

Caracteristica apei Indicatorul biologic

Oxigen dizolvat

mg/dm3

50

C 200 C

CurataOligosaprob crustacee,

moluste, pesti14,0 10,0

Slab poluata mezosaprob plante cuclorofila

11,5 9,5

Moderat poluatamezosaprob alge,

celenterate, diatomee, larve deinsecte

5,5 3,5

Intens poluataPolisaprob protozoare, ciliate,flagelate, bact. Filamentoase, viermi

2,5 1,5

In functie de mobilitatea lor si sensul de deplasare, organismele acvatice sunt clasificate in:

planctonsunt organismele care pot trai liber in apa si se deplaseaza in sensul curentulde apa;

necton sunt organismele care pot trai liber in apa, dar se deplaseaza contrar curentude apa;

bentoscare este format din organismele imobile, fixate pe diferite suprafete.

Continutul acvatic abiotic, format din detritus organic si/sau mineral, resturi vegetale, fragmende insecte poarta denumirea de tripton.

Triptonul impreuna cu planctonul formeazasestonulapei.

Normele biologice de potabilitate a apei sunt redate in tabelul 20.

Tabelul 20. Norme biologice de potabilitate a apei

Indicatori Concentratii admise

Volumul sestonuluiinstalatii centrale Max. 1 cm /m

instalatii locale Max. 10 cm /m

Organisme animale, vegetale si particule vizibile cuochiul liber

nu se admit

Organisme animale microscopice max. 20/dm


17/55

Organisme care, prin inmultire in masa, modificaproprietatile organoleptice/fizice ale apei

se admitdoar exemplare izolate,

din anumite specii

Organisme indicatoare de poluare nu se admit

Organisme daunatoare sanatatii: oua de geo-helminti,chisturi de giardia, protozoare intestinale patogene nu se admit

Pentru diminuarea potentialului infectios al apei, expertii Organizatiei Mondiale a Sanataconsidera utila si analiza virusologica a apei. In acest sens, se estimeaza ca absenta unei unitaformatoare de plaja la 1 dm3de apa este suficienta pentru inlaturarea oricarui risc virusologic.

Pentru ca apa sa fie potabila, ea trebuie sa indeplineasca concomitent toate conditiile

potabilitate. Nerespectarea chiar si a unui singur indicator sanitar anuleaza folosinta respectiv

surse de apa.

.............................................................................................................................

PROCESE TEHNOLOGICE I PROTECIA MEDIULUIApe potabi le; ape industr iale; ape reziduale.

Obiectivele temeiTema 5 are ca obiectiv studierea tratamentelor aplicate apelor pentru a putea deveni potabile, sau pentru a folosite ca ape industriale.5.1. IntroducereApa este unul dintre cele trei elemente fundamentale ale industriei, alturi de materiile prime i energia.Apa este compusul chimic cel mai abundent i larg distribuit. Peste 71% din suprafaa pmntului oconstituie oceanele, care conin 97% din cantitatea de ap existent. Mai mult de 2% se afl sub form degheari la cei doi poli i constituie peste 75% din apa curat a lumii. Din cei circa 1% rmai, o parte din ase gsete la adncimi foarte mari, astfel c numai 0,6% din totalul de ap al planetei este disponibil pentr

om, ap care circul din mare n atmosfer prin evaporare, pe uscat prin precipitaii i napoi la mare.Industria este primul mare consumator de ap, apoi irigaiile i municipalitile.n funcie de utilizri, apele se mpart n:- ape potabile, folosite n scopuri gospodreti;- ape industriale, utilizate practic n toate sectoarele indusriale.

Apa este un lichid cu proprieti fizico-chimice deosebite fa de compuii similari.Proprietile fizice ale apei.Densitatea. Este 1,00 g/cm3 la 4oC i 0,9982 g/cm3 la 20oC pentru apa pur.


18/55

Culoarea. Apa pur este incolor. n strat gros capt o nuan albstruie. Culoarea brun-glbuie care aparadesea este determinat de substanele organice i produii lor de descompunere.Temperatura apei variaz n funcie de provenien.Turbiditatea este determinat de prezena n suspensie a unor particule de argil, nisip, substane organiceetc., care mprtie lumina.Gustul i mirosul apei nu pot fi msurate complet obiectiv, datorit sensibilitii diferite a persoanelor lagust i miros. Gustul i mirosul sunt date de natura i concentraia substanelor minerale i ndeosebiorganice din ap.pH-ul apei depinde de natura i concentraia substanelor dizolvate.A. Principalii constitueni minerali ai apeiAlcalinitatea. pH-ul celor mai multe ape nepoluate este cuprins ntre 8 i 6, fiind determinat de echilibrulchimic ntre ionii de carbonat i bicarbonat.CO2 + H2O H+ + HCO3 2H+ + CO32 (1)Aciditatea depinde de cantitatea de sruri dizolvate ce provin de la acizi tari i baze slabe.Duritatea apelor este datorat prezenei srurilor solubile ale metalelor alcalino-pmntoase, n specialcalciu i magneziu. Duritatea poate fi temporar, cnd este determinat de bicarbonaii de calciu imagneziu, i permanent datorat celorlalte sruri solubile.

Cationii. Apele conin ioni de sodiu i potasiu, calciu i magneziu. n urme: mangan, fier, aluminiu, metaltranziionale.Anionii. Se regsesc: halogeni, sulfai, nitrai, fosfai, borai, silicai.Oxigenul. Solubilitatea oxigenului n ap depinde de presiunea parial a oxigenului n aer, temperatura api coninutul mineral al apei. Este necesar prezena a cel puin 5 mg/l n apele de suprafa pentruntreinerea vieii.B. Compuii organiciNecesarul (sau consumul) de oxigen biochimic (NOB sau COB). Msoar cantitatea de oxigen consumatde o prob pstrat timp de cinci zile la 20oC. Pierderea de oxigen este determinat de aciunea bacterianNecesarul de oxigen chimic (NOC) sau consumul chimic de oxigen (CCO). Este dat de cantitatea de oxigennecesar oxidrii chimice a substanelor organice. Se determin cu dicromat de potasiu i acid sulfuric.Oxigenul echivalent dicromatului consumat este luat ca o msur a necesarului de oxigen chimic al probeiC. Compoziia bacteriologic a apeiO examinare bacteriologic a apei este esenial pentru determinarea calitii unei ape potabile sau pentru determina contaminarea apei cu ageni patogeni. Testul bacteriologic implic detectarea bacteriilor care poproduce boli la oameni i animale.5.2. Ape potabileSursele de ap sunt: apele de suprafa (izvoarele, rurile, lacurile i chiar apa de mare i apele subterane),acestea din urm avnd toate calitile apei potabile. Celelalte ape trebuie tratate i corectate pentru a deveape potabile.La apele de suprafa este necesar s se corecteze unele proprieti ca: turbiditatea, gustul, mirosul,caracteristicile bacteriologice cu ajutorul operaiilor de limpezire, deferizare, demagnetizare, degazare,decolorare, dezinfectare. Alegerea tratamentului este n funcie de calitatea apei.5.2.1. L impezirea apeiApele de suprafa sunt, de obicei, tulburi datorit suspensiilor solide ca: ml, argile, bacterii i virusuri.Procesul de limpezire include sedimentarea i filtrarea, cu sau fr coagulani.Sedimentarea sau decantareapoate constitui o prim etap a procesului de limpezire, cnd apa coninesuspensii fine, sau poate realiza o limpezire total dac particulele solide sunt prea mari. Sedimentareaparticulelor din suspensie se produce sub aciunea gravitaiei, n aparate numite decantoare (vezi tema 4).Coagularea i flocularea. Pentru a ndeprta particulele coloidale din ap este necesar aglomerarea lornaintea filtrrii. Particulele foarte fine au o suprafa mare i o mare capacitate de adsorbie. De obicei


19/55

adsorb ionii negativi din ap (carbonat, sulfat, fosfat), se ncarc negativ i nu se mai pot aglomera.Coagulanii, prin disociere, trebuie s pun n libertate ioni pozitivi, care s le neutralizeze i s permitaglomerarea i depunerea lor. Pe de alt parte, prin hidroliz, coagulanii trebuie s formeze precipitatefloconoase care s antreneze particulele din suspensie prin absorbie. Cei mai utilizai sunt coagulaniianorganici: sulfat de aluminiu, sulfat feric, sulfat feros, aluminat de sodiu, clorur de aluminiu etc.F il trarea apei

Filtrarea urmrete reinerea celor mai fine suspensii din ap, care nu s-au depus prin decantare. Filtrareapoate urma dup decantare simpl sau dup coagulare-floculare-decantare. Ca materiale filtrante seutilizeaz nisip cuaros, marmur, crbune (vezi tema 4).

5.2.2. Corectarea calitii apelorDup filtrare apele nu sunt ntotdeauna proprii utilizrii ca ape potabile datorit gustului, mirosului, culorialcalinitii prea mari, mineralizrii ridicate. n aceste cazuri apele sunt supuse unor operaii decorectare acalitii ca: aerare, degazare, deferizare, demanganizare, neutralizare, demineralizare etc.Aerarea apei. Prezena aerului i dioxidului de carbon, dizolvate n ap, i confer gustul plcut de approaspt. Dac apa conine puin aer dizolvat este necesar aerarea nainte de distribuie. Aerareandeprteaz gustul i mirosul neplcut, oxideaz materiile organice care ar putea intra n putrefacie,

ndeprteaz o mare parte din fierul i manganul coninut (care n prezena aerului precipitca Fe(OH)3 iMnO2). De ex., pentru fier:2 Fe(HCO3)2 + H2O + O2 2 Fe(OH)3 + 4 CO2 (2)Procedeele de aerare se bazeaz pe realizarea unui contact ct mai intim ntre aer i ap: dispersia apei n a(pulverizarea apei n aer) sau dispersia aerului n ap (barbotarea aerului comprimat prin plci poroase, sauaerarea mecanic cu ajutorul unor rotoare cu palete).Dup aerare, precipitatul de hidroxid feric trebuie ndeprtat din ap. La unconinut sczut de fierprecipitatul poate fi eliminat simplu prin filtrare n filtre rapide obinuite, cu nisip cuaros. n cazul apariide suspensii coloidale se aplic coagularea cu sulfat de aluminiu i apoi sedimentarea i filtrarea.ndeprtareagustului, mirosului i culoriiApele de suprafa pot avea un gust sau miros neplcut, datorat unor sruri minerale sau unor produi dedescompunere organic etc., sau dac sunt poluate sau conin gaze ca H2S, CH4. ndeprtarea acestora sepoate realizaprin adsorbie pe crbune activat, oxidare cu clor, permanganat de potasiu sau ozon, sau prinaerare.Substanele organice sunt, n general, ndeprtate prin adugare de crbune activ. Oxidarea cu clor,permanganat de potasiu sau ozon poate ndeprta gustul sau mirosul, dar n unele cazuri poate avea efectcontrar. De exemplu, clorurarea compuilor fenolici duce la accentuarea gustului i mirosului neplcut. H2i CH4pot fi ndeprtate prin aerare. Problema ndeprtrii gustului i mirosului apei este dificil i necesitratri speciale pentru fiecare caz n parte.n cazul n care apele de suprafa au dizolvai acizi humici sau produse rezultate din descompunereaplantelor, au o coloraie glbuie sau maronie. Decolorarea apelor se realizeaz n procesul de filtrare pestecrbune activ, sau prin oxidare cu clor sau ozon.5.2.3. Dezinf ectarea apei

Dezinfectarea reprezint distrugerea organismelor patogene, fa desterilizare care reprezint eliminareatuturor organismelor vii. Dezinfectarea se aplicapelor care n prealabil au fost limpezite i filtrate i sepoate realiza prinprocedee biologice, fizice sau chimice.Procedeele biologice de dezinf ectare a apei folosesc aciunea membranei biologice, care se formeaz nfiltrele lente de nisip i carerein microorganismele.Procedeele fi zice de dezinf ectare a apei folosesc ageni fizici care au aciune de distrugere amicroorganismelor, cum ar fi: cldura, radiaiile sonice i ultraviolete, radiaiile ionizante etc.


20/55

Dezinfectarea prin fierbere. Cantiti mici de ap se pot dezinfecta prin fierbere. Apa fiart nu mai conin

gaze dizolvate, nu are duritate temporar. Procedeul este costisitor, iar apa fiart are un gust neplcut.

Dezinfectarea cu radiaii sonice. Folosete vibraiile elastice, ultrasunete, cu frecvene mai mari de 16 000Hz. Apa este supus ultrasunetelor timp de 2-20 minute, cnd se creeaz n celula microbian condiii de

inhibare a metabolismului.Dezinfectarea cu radiaii ionizante gamma (). Aceste radiaii sunt de natur electromagnetic,asemntoare radiaiilor X, avnd o mare putere de penetrare. Se obin cu ajutorul izotopilor radioactivi.Procedeul s-a utilizat experimental pentru dezinfetarea apelor reziduale puternic infectate (spitale, abatoarNu se cunosc, ns, urmrile utilizrii pe timp ndelungat asupa florei i faunei.Dezinfectarea cu radiaii ultraviolete. Radiaiile ultraviolete solare (radiaii electromagnetice cu lungimi dund ntre 16 i 400 ) au o aciune sterilizant natural asupra apelor de suprafa. Se obin n lmpi decuar, prin descrcri electrice n vapori de mercur. Efectul bactericid n apa limpede este util pe o distande 20-25 cm. Lmpile de cuar se monteaz direct n conducte, apa circulnd de-a lungul lor.Procedee chimice de dezinf ectare a apei

Aceste procedee folosesc drept ageni de dezinfectare reactivi chimici, cu dezavantajul c unii reactivimodific caracteristicile organoleptice ale apei.Dezinfectarea cu ajutorul microelementelor. Metale ca argintul i cuprul, chiar n concentraii foarte mici(sutimi de mg/L) au proprietatea de a distruge microorganismele, iar efectul bactericid crete cu cretereaconcentraiei, a temperaturii i a timpului de contact dintre ap i metal. Procedeul de dezinfectare cu ionide argint se poate realiza, de ex., prin: filtrarea apei printr-un strat de nisip argintat, contactul direct al apecu suprafee metalice argintate sau dizolvarea n ap a unor sruri solubile de argint(AgF).Dezinfectarea cu ajutorul ozonului. Aerul ozonizat are o puternic aciune bactericid. Ozonul este produsprin descrcri electrice (fr scntei) n aer uscat, dar metoda este scump datorit consumului mare deenergie electric.Dezinfectarea cu permanganat de potasiu se bazeaz pe aciunea oxidant a KMnO4 i se aplic numai ladezinfectarea unor cantiti mici de ap, datorit costului ridicat i datorit faptului c este necesar uneori sse ndeprteze excesul de permanganat prin precipitare i filtrare.

Dezinfectarea apei cu clor i substane clorigene.Mai poart denumirea de clor inarea apei. Majoritateainstalaiilor practic dezinfectarea cu ajutorul clorului, deoarece necesit instalaii simple i ieftine. n plusclorul sigur apei un rezidual dezinfectant, care prentmpin orice contaminare ce arputea aprea dupdezinfectarea iniial.Cnd clorul gazos este adugat la ap, au loc reaciile:Cl2 + H2O H+ + Cl- + HOCl (3)HOCl H+ + OCl- (4)n figura 1 este dat distribuia speciilor clorului n funcie depH. Deoareceformele bactericide active sunCl2i HOCl, se constat c la valori alepH-ului mai mari de 7,6, mai puin de 50% din clorul total se aflntr-o form activ. Deoarece cele mai multe ape potabile sunt tratate i distribuite la valori ale pH-ului mamari de 7,6 este nevoie, n scopul asigurrii unei protecii adecvate, de cel puin 0,3 mg/l clor rezidual nsistemul de distribuie. Acest fapt explic prezena mirosului de clor n unele ape potabile.


21/55

Fig. 1. Efectul pH-ului asupra speciilor clorului.Clorul poate fi adugatla apa brut, naintea oricrui tratament preclorinaresau adugat n diferitepuncte ale instalaiei, i din nou dup toate tratamentele postclorinare.n afar de clor se utilizeaz, n mai mic msur sau n cazuri speciale, dezinfectarea cu substaneclorigene:- clorura de var, care rezult din aciunea clorului asupra varurlui stins:

Ca(OH)2

+ Cl2

CaOCl2

+ H2

O (5)acioneaz tot prin intermediul acidului hipocloros:2 CaOCl2 + 2 H2O CaCl2 + Ca(OH)2 + 2 HOCl (6)- hipocloriiide calciu i sodiu acioneaz tot prin intermediul acidului hipocloros:

Ca(OCl)2 + H2O Ca(OH)2 + 2 HOCl (7)NaClO + H2O NaOH + HOCl (8)Se utilizeaz cu randament ridicat, dar sinteza lor este dificil.n unele cazuri se utilizeaz n loc de clor iodul sau fluorul. Iodul are avantajul unui potenial de oxidare msczut dect clorul, permind un rezidual n sistem, n plus fiind solid este mai uor de utilizat.ncepnd din 1950, multe ri practic introducerea fluorului n apa potabil. S-a constatat o reduceresemnificativ a cariilor dentare prin meninerea unui rezidual de fluor de circa 1,0 mg/l. Sursa cea mai

comun de fluor o reprezint fluorura de sodiu, fluorosilicatul de sodiu Na2SiF6 sau acidul hexafluorosilicH2SiF6.5.3. Ape industrialeApa utilizat n industrie provine din surse foarte variate: ruri, lacuri, izvoare, mri i oceane. Cantitatea gradul de tratament aplicat apei variaz foarte mult de la o industrie la alta, de la o instalaie la alta. nindustria chimic, condiiile de calitate impuse apei sunt determinate de diferitele utilizri: materie prim,agent de rcire, solvent, agent de nclzire etc.


22/55

Apele terestre provin din ploaie sau zpad. Acestea dizolv din atmosfer CO2, O2, N2 i antreneazsuspensii coloidale microscopice. Pe pmnt apele dizolv o serie de substane minerale ca: silicai icarbonai de calciu, fier i magneziu, sulfai, cloruri, azotai, fosfai de magneziu, sodiu, potasiu etc.Majoritatea acestor minerale sunt insolubile n ap, ns datorit prezenei dioxidului de carbon carbonaiialcalino-pmntoi i alte sruri insolubile se dizolv parial sub form de bicarbonai. Apele naturaleconin, deci, cantiti variabile de sruri dizolvate. Prezena n apa natural a acestor substane dizolvate oface improprie utilizrii, ca atare, n industrie. Unele substane, ca de exemplu MgCl2 i CO2, produccoroziunea instalaiilor:MgCl2 + 2 H2O Mg(OH)2 + 2 HCl (9)Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 (10)FeCl2 + Mg(OH)2 Fe(OH)2 + MgCl2 (11)care continu aciunea de corodare. Reaciile produse de CO2:Fe + O2 + 2 CO2 + H2O Fe(HCO3)2 (12)2 Fe(HCO3)2 + O2 + H2O 2 Fe(OH)3 + 4 CO2 (13)Dioxidul rezultat continu aciunea sa coroziv.Apele dure depun, n cazul utilizrii lor la cazanele de abur, cruste pe pereii cazanelor i conductelor, careconduc la nfundarea conductelor. Supranclzirile locale sau ocurile pot crpa crustele i evaporarea

brusc n contact cu peretele fierbinte duce la explozii.

Fig. 2. Corodarea pereilor metalici i depunerea de cruste pe conducte datorit srurilor prezente n ap.De aceea apele naturale, pentru a putea fi utilizate ca ape industriale, sunt supuse unor tratamente depurificare i corectare a calitii lor prin urmtoarele operaii: sedimentare, tratare cu coagulani, filtrare,dezinfectare, degazare, dedurizare, demineralizare, desiliciere. Operaiile de sedimentare, coagulare, filtrari dezinfectare se fac n aceleai condiiii i cu aceeai aparatur ca la apa potabil.5.3.1. Dedur izarea apei

Duritatea unei ape reprezint coninutul total de sruri de calciu i magneziu, exprimat n grame decarbonat sau oxid de calciu pe unitatea de mas de ap, denumite grade de duritate. Gradul germanreprezint duritatea unei ape care conine 1,0 g CaO la 100 000 g ap (sau 0,719 g MgO).Coninutul de sruri de calciu i magneziu sub form de bicarbonai constituie duritatea temporar, Dt. Prfierbere acetia se descompun:Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 + H2O (14)Mg(HCO3)2 MgCO3 + CO2 + H2O (15)Duritatea permanent, Dp, exprim coninutul de sruri de calciu i magneziu ale acizilor tari (cloruri,sulfai, azotai).


23/55

Apele dure trebuie dedurizate total sau parial.Dedurizarea parial, denumit i decarbonatare, se realizeaz cnd se nltur numai srurile care conferduritate temporar. Aceasta se poate realiza prin nclzire sau tratare cu lapte de var:Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2 H2O (16)Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 2 CaCO3 + Mg(OH)2 + 2 H2O (17)CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (18)Dedurizarea total const n ndeprtarea tuturor srurilor de calciu i magneziu, utilizndu-se reactivichimici sau schimbtori de ioni.Dedurizarea apei prin metode care utilizeaz reactivi chimici

Se aplic, de obicei, la apele dure i urmrete reducerea duritii naintea dedurizrii prin metoda cuschimbtori de ioni. Reactivii cei mai utilizai sunt laptele de var i carbonatul de sodiu, metoda fiindcunoscut sub numele de metoda var-sod. Metoda are la baz precipitarea calciului sub form de carbonade calciu i a magneziului ca hidroxid de magneziu.Reaciile care au loc n diferite etape ale procesului sunt:1. Reacia CO2 liber cu varul adugat:CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (19)Dei nu duce la dedurizare, aceast reacie are loc preferenial, deoarece CO2 este acidul cel mai tare din

sistem.2. Reacia bicarbonailor de calciu i magneziu cu lapte de var:Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2 CaCO3 + 2 H2O (20)Mg(HCO3)2 + 2 Ca(OH)2 2 CaCO3 + Mg(OH)2 + 2 H2O (21)4. Reacia celorlalte sruri solubile de calciu cu soda:CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4 (22)5. Reacia celorlalte sruri solubile de magneziu cu varul i soda:a. MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4 (23)b. CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4 (24)Este o reacie n dou trepte, deoarece reacia 5.a. produce o sare de calciu parial solubil care trebuie sreacioneze cu CO32- n scopul precipitrii calciului. Cantitile de var i sod necesare se vor calcula dinstoechiometria acestor reacii. Rezult c eliminarea srurilor de magneziu este mai scump dect a celor dcalciu, necesitnd cantiti duble de reactani.nainte de tratarea chimic, apa este analizat pentru determinarea cantitilor de var i sod necesarepurificrii.Purificarea prin metoda var-sod nu este complet. Se poate mbunti purificarea dac se completeazacest tratament astfel:- se adaug un mic exces de Na2CO3, care micoreaz solubilitatea carbonailor de calciu i magneziu;- se face o nou purificare cu fosfat trisodic, cnd precipit fosfaii de calciu i magneziu, mai puin solubii mai uor de decantat dect carbonaii corespunztori:


24/55

3 Ca(HCO3)2 + 2 Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6 NaHCO3 (25)3 CaCO3 + 2 Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 Na2CO3 (26)3 CaSO4 + 2 Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 Na2SO4 (27)3 MgCO3 + 2 Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 3 Na2CO3 (28)3 MgCl2 + 2 Na3PO4 Mg3(PO4)2 + 6 NaCl (29)n cazul apelor cu duritate mic (duritatea permanent cel mult egal cu duritatea temporar), se poate folohidroxid de sodiu. Au loc reaciile:CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O (30)Ca(HCO3)2 + 2 NaOH CaCO3 + Na2CO3 + 2 H2O (31)Mg(HCO3)2 + 4 NaOH Mg(OH)2 + 2 Na2CO3 + 2 H2O (32)MgSO4 + 2 NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 (33)Una dintre problemele majore ale dedurizrii cu var-sod este ndeprtarea precipitatului (noroiului) produMetodele principale au fost depozitarea n lagune, deversarea n cursul rurilor sau n sistemul canalelorsanitare, dar aceste metode au rezultate poluante. O metod de ndeprtare pentru instalaiile mari esterecalcinarea, adic regenerarea varului din CaCO3, prin calcinare. n cazul n care Mg(OH)2 a precipitatmpreun cu CaCO3, este necesar s se ndeprteze magneziul naintea recalcinrii.Dedurizarea apei prin metoda cu schimbtori de ioni

Aceste metode utilizeaz schimbtori de ioni, cationii, n forma acid RH sau forma sodiu, RNa.Schimbtorul de ioni se obine prin copolimerizarea stirenului cu divinilbenzen, urmat de sulfonareainelelor benzenice ale polimerului. Atunci cnd substituentul la nucleu este gruparea sulfonic SO3H, ionde schimb este protonul (H+), iar cnd substituentul este gruparea sulfonic sub forma srii sodice (SO3Na), ionul de schimb este Na+.(34)


25/55

Fig. 3. Obinerea rinii schimbtoare de cationi.

n cazul formei acide, RH, apa rezultat are un coninut n acizi minerali echivalent cu duritatea permanena apei brute i poate avea caracter coroziv. Se utilizeaz cnd apa are duritate permanent mic. n cazulformei sodiu, RNa, se obine o ap dedurizat care poate fi alcalin cnd apa brut are duritate temporarmare.Au loc reaciile:- ciclul hidrogen:2 HR + Ca(HCO3)2 CaR2 + 2 H2O + 2 CO2 (35)2 HR + Mg(HCO3)2 MgR2 + 2 H2O + 2 CO2 (36)2 HR + CaCl2 CaR2 + 2 HCl (37)2 HR + MgCl2 MgR2 + 2 HCl (38)2 HR + CaSO4 CaR2 + H2SO4 (39)2 HR + MgSO4 MgR2 + H2SO4 (40)Schimbtorul epuizat se regenereaz prin tratare cu o soluie de HCl 5-7%:CaR2 + 2 HCl 2 RH + CaCl2 (41)MgR2 + 2 HCl 2 RH + MgCl2 (42)

- ciclul sodiu:2 NaR + Ca(HCO3)2 CaR2 + 2 NaHCO3 (43)2 NaR + Mg(HCO3)2 MgR2 + 2 NaHCO3 (44)2 NaR + CaCl2 CaR2 + 2 NaCl (45)2 NaR + MgCl2 MgR2 + 2 NaCl (46)2 NaR + CaSO4 CaR2 + Na2SO4 (47)2 NaR + MgSO4 MgR2 + Na2SO4 (48)Regenerarea schimbtorului se realizeaz cu o soluie 10% clorur de sodiu:CaR2 + 2 NaCl 2 RNa + CaCl2 (49)MgR2 + 2 NaCl 2 RNa + MgCl2 (50)Pentru obinerea unei ape dedurizate neutre se utilizeaz dou variante ale procesului de dedurizare.ntr-o prim variant, apa dedurizat prin ciclul hidrogen se amestec cu apa dur pn la neutralizare, dupcare este introdus n ciclul sodic (figura 4). La amestecarea apei dure cu apa acid, au loc reaciile:Ca(HCO3)2 + 2 HCl CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2 (51)Mg(HCO3)2 + 2 HCl MgCl2 + 2 H2O + 2 CO2 (52)Ca(HCO3)2 + 2 H2SO4 CaSO4 + 2 H2O + 2 CO2 (53)n a doua variant, apa dur se mparte n dou fluxuri: unul trece prin coloana cu ciclul sodic (NaR),cellalt prin ciclul acid (HR) (figura 5), cei doi eflueni neutralizndu-se prin amestecare, cnd au locreaciile:NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 (54)2 NaHCO3 + H2SO4Na2SO4 + 2 H2O + 2 CO2 (55)


26/55

Fig. 4. Dedurizarea apei prin trecerea succesiv prin ciclul hidrogen i ciclul sodic.


27/55

Fig. 5. Dedurizarea apei prin trecerea n paralel prin ciclul hidrogen i ciclul sodic.Se pot utiliza coloane cu amestec de cationii, strat mixt de HR i NaR n raportul corespunztor raportuluDt/Dp.n toate cazurile procesele sunt discontinue, alternnd schimbul ionic cu regenerarea. Se utilizeaz baterii coloane: unele pe dedurizare, altele pe regenerare.5.3.2. Demineral izarea apei

Demineral izarea apei reprezint operaia de ndeprtare total a tuturor anionilor i cationilor din ap.Aceast operaie se realizeaz prin diferiteprocedee, cum ar fi distilarea sau schimbul ionic.Distilarea, cel mai simplu procedeu, const n evaporarea apei i condensarea vaporilor. Este un processcump, de aceea se aplic numai unor cantiti mici de ap. Apa mai conine o cantitate mic de CO2, carese elimin prin barbotare cu abur.Deminerali zarea prin schimb ioni c, sau deioni zarea apei, se realizeaz prin trecerea apei, n etapesuccesive, prin coloane cu cationit puternic acid i anionit puternic bazic, sau invers (figura 6).2 HR + Ca(HCO3)2 CaR2 + 2 CO2 + 2 H2O (56)


28/55

2 HR + CaCl2 CaR2 + 2 HCl ap acid (57)2 HR + MgSO4 MgR2 + H2SO4 ap acid (58)

Fig. 6. Demineralizarea apei prin trecerea succesiv prin coloane cu cationit puternic acid i anionit puternbazic.Apa acid rezultat este neutralizat prin trecerea peste anionit:ROH + HCl RCl + H2O (59)2 ROH + H2SO4 R2SO4 + H2O (60)Regenerarea se realizeaz cu acid mineral, HCl, H2SO4, pentru cationit i cu baz, NaOH, pentru anionit:Ca2R + H2SO4 2 HR + CaSO4 (61)

RCl + NaOH ROH + NaCl (62)5.4. Ape rezidualeApele reziduale sunt apele care rezult n urma diferitelor utilizri i se pot mpri n ape reziduale de can(sau municipale) i ape reziduale industriale. Apele reziduale conin 99,95% ap i numai0,05% impuritcare sunt substane organice sau anorganice, solubile sau insolubile, degradabile sau nedegradabile, a croevacuare n apele curgtoare poate ridica probleme serioase. Apele industriale, n funcie de gradul deimpurificare, fie se amestec cu apele reziduale municipale i se trateaz mpreun, dup care se deverseazn ruri, fie se trateaz separat i se reutilizeaz n procesul industrial.5.4.1. Tratamentu l apelor reziduale

O schem de principiu pentru tratarea apelor reziduale este redat n figura 7.Tratamentul primar const din orice operaii ca sedimentare sau sitare, care ndeprteaz particulele peste

mrimea coloidal. De asemenea, ndeprteaz 30-60% din necesarul de oxigen biochimic (COB sau NOBTratamentul secundar asigur ndeprtarea materiilor coloidale sau dizolvate i reduce n continuare NOBAcest tratament este un tratament biologic, prin creterea microorganismelor care utilizeaz reziduurile dinap ca aliment.


29/55

Tratamentul teriar se aplic n cazul reutilizrii apei n industrie.

Fig. 7. Schema general a tratrii apelor reziduale.Tratamentul primar

Colectarea apelor reziduale se realizeaz, n cele mai multe cazuri, prin scurgere sub aciunea gravitaiei.

Este necesar ndeprtarea obiectelor mari, care se face cu grtare i site. Depunerile sunt depozitate ngropi sau gunoi sau sunt incinerate.Apele reziduale trec apoi n decantoare, n care se depun solidele mai mici, Aceste decantoare au fundul npant, iar viteza de circulaie este mic. Se pot aduga i coagulani pentru ndeprtarea suspensiilor maifine.Tratamentul secundar

Este o epurare biologic, ce se realizeaz n dou variante: natural (a) i artificial (b).a. Se realizeaz n cmpuri de irigare i filtrare. Mediul filtrant l constituie solul pe care se mprtie apa dcanal, la suprafaa solului formndu-se o membran biologic ce reine substanele din apele reziduale, can prezena aerului i microorganismelor sunt supuse unui proces de transformare i eliminare. Cel mai logeste s fie aplicat n regiunile aride.

Se mai pot utiliza filtre cu nisip, ca la apa potabil, pe suprafaa crora se formeaz membrana biologic.b.1. Primul tip de epurare biologic artificial se realizeaz prinfiltrareprin diferite medii minerale capiatr spart, zgur, crmid, cocs. Bucile de piatr, cele mai utilizate, se mpacheteaz suficient de lejepentru a permite circulaia curentului de ap de jos n sus i prezint suficiente deschideri pentru aprentmpine obturarea cu noroi biologic. Aceasta este cea mai utilizat metod de tratament biologic.Pe filtru, dup o perioad de timp, se formeaz o mas mcirobian care va mineraliza i stabiliza reziduuriMaterialele din ap vor fi la nceput adsorbite i apoi asimilate de microorganisme pentru sintez i energiTotui, este necesar i o ndeprtare continu a microorganismelor, altfel ntreg filtrul se va nfunda(colmata). Aerarea filtrului se poate realiza natural pe baza diferenei de temperatur ntre capetele filtrulusau cu ajutorul unor aeratoare.b.2. Al doilea tip de epurare biologic artificial se face prin procese cu nmol activ. n aceste procese, fade procesul anterior, floculele de nmol activat sunt n suspensie n curentul de ap n micare. Procesul ar

la baz constatarea c, dup o aerare prelungit a apelor de canal, se dezvolt flocule din diferitemicroorganisme, care au fost denumite nmol activ sau activat.Deoarece acesta este un proces strict aerob, necesarul de oxigen este mare i dificil de satisfcut datoritsolubilitii mici n ap. Aerul introdus are trei funciuni: transfer oxigenul la apa rezidual i meninecondiiile aerobe; produce amestecarea intim a floculelor i apei de canal i menine floculele n suspensi


30/55

O parte din nmol este recirculat i are rolul de a accelera creterea floculelor de bacterii. Cantitatea denmol recirculat variaz ntre 10 i 30%, n funcie de coninutul de suspensii n apele de canal. Deoareceprocesul cu nmol activ este unproces microbiologic, prezint mare importan factorii care promoteaz sinhib creterea. Cei mai importani sunt:pH-ul, temperatura i potenialul de oxido-reducere.pH-uldetermin natura microorganismelor care predomin n sistem.

Fig. 8. Staiede epurare a apelor cu nmol activ.Fermentarea nmolului.Nmolul putrescibil colectat trebuie s fie ndeprtat ieftin i eficient. Separarea

lui se face cu filtre rotative (fig. 9). Deoarece este putrescibil, el poate fi stabilizat prin mijloace biologice,servind ca surs de alimente i energie microorganismelor anaerobe care se gsesc n nmol. Nmolul brutconine 95% ap, dar aceast ap este greu de ndeprtat.Fermentarea nmolului este efectuat n scopul reducerii volumului i a numrului de patogeni. Nmolulproaspt este de culoare gris, cu miros dezagreabil datorit tiolilor i poate fi uor pompat. Nmolulfermentat este de culoare neagr, granular. Fermentarea nmolului este un procesrealizatdemicroorganisme, cinetica i timpul de realizare a procesului fiind dependente de temperatur.


31/55

Fig. 9. Separarea nmolului activ cu ajutorul filtrelor rotative (stnga); nmol fermentat (dreapta).Gazul de nmol care ia natere n timpul fermentrii conine majoritar metan, dar i CO2 i urme dehidrogen sulfurat. Se produce suficient gaz pentru nclzirea nmolului la temperatura necesar, nclzirea

cldirii instalaiei, producerea de ap cald.

ndeprtarea nmolului.Nmolul fermentat este inert, dar conine nc mult ap. El poate fi deshidratatprin nclzire sau filtrare, dup care trebuie depozitat.Tratamentul teriarSe aplic n scopul reutilizrii apelor dup tratare, ca ape industriale. Profunzimea i gradul de tratamentnecesar depind de tipul de reutilizare.Tratamentele primar i secundar nu sunt eficiente; dup tratamentul secundar apele conin necesar de oxigbiochimic i chimic, care continu un ciclu natural de descompunere. Apele conin, de asemenea, compuicu fosfor i azot i substane organice ca insecticide, ageni activi de suprafa, pesticide. Tratamentul terial apelor uzate poate include una sau mai multe din urmtoarele operaii:Clorinarea. Acest proces se aplic i apelor dup tratamentul secundar, n scopul reducerii bacteriale. n

unele cazuri, ns, numai clorinarea cu cantiti corespunztoare de clor poate furniza ape ce pot fireutilizate.Precipitarea cu ageni chimici. n acest proces se formeaz compui insolubili, iar precipitatul format sesepar din ap.ndeprtarea fosfailor se poate realiza prin adugare de sruri duble de aluminiu sau fier. Se formeazfosfai insolubili, care se adsorb pe flocoanele de hidroxizi metalici.Spumarea i separarea spumei. Tratamentul secundar nu poate s ndeprteze i s descompun detergegrei ca ABS (alchilbenzensulfonai). Procesul de separare a spumei se bazeaz pe abilitatea agenilor activ


32/55

de suprafa, ca ABS, de a se colecta la interfaa lichid gaz (spum). Spuma astfel format concentreazsolidele n suspensie prin mecanismul flotaiei.Adsorbia pe crbune activ. Tratarea apelor reziduale cu crbune activ pare s devin unul din cele maiimportante procese ale tratamentului teriar. Apa este trecut printr-o coloan cu crbune activ particule.Coninutul organic al apei scade pe msura naintrii n strat. Regenerarea crbunelui se face n cuptoare la70-80oC cu ap sau aer, dar se pierde o mic parte din crbune.Eletee de oxidare. Eleteele de oxidare sau lagunele de ape reziduale sunt lacuri mari de suprafa n careste deversat apa rezidual i, dup o staionare corespunztoare, reutilizat. Oxidarea este controlat detransferul de oxigen, care trebuie s fie uniform. Procesul este aerob i transferul de oxigen n esen lasuprafa care, de obicei, este agitat de vnt. La fund se depune un ml care poate fi ocazional ndeprtat.Funcioneaz ca o camer de sedimentare i stabilizare. Stabilizarea se face de ctre bacterii.Epurarea apelor reziduale prin schimb ionic

Schimbtorii de ioni se utilizeaz la tratarea apelor reziduale nainte de a fi deversate n mediu, dac coniconcentraii mici de compui toxici, la tratarea apelor ce vor fi reutilizate sau la tratarea apelor reziduale ceconin compui are pot fi recuperai. Astfel:- apele reziduale ce conin compui organici cu sulf, fenoli, cianuri. Se realizeaz defenolarea prin trecereacestor ape peste rini schimbtoare de ioni, puternic acide, fa de care fenolii se comport ca baze, sau

anionii puternic bazici, fa de care fenolii se comport ca acizi;- apele reziduale acide sau alcaline, care rezult n procesele tehnologice de fabricare a acizilor i bazelortrebuie neutralizate naintea deversrii n ruri. Apele acide se pot epura pentru recuperarea acizilor, trecnaceste ape peste un anionit slab bazic, care reine acizi.

2 ROH + H2SO4 R2SO4 + 2 H2O (63)ROH + HCl RCl + H2O (64)ROH + HNO3 RNO3 + H2O (65)Regenerarea schimbtorului se face cu o soluie amoniacal (NH4OH):R2SO4 + 2 NH4OH (NH4)2SO4 + 2 ROH (66)RNO3 + NH4OH NH4NO3 + ROH (67)RCl + NH4OH NH4Cl + ROH (68)- apele amoniacale de la fabricile de amoniac se epureaz cu ajutorul cationiilor puternic acizi. Rinaepuizat se regenereaz cu soluie de HNO3 10%, rezultnd soluii de azotat de amoniu care pot fi utilizateca ngrmnt:

RH + NH4OH NH4R + H2O (69)NH4R + HNO3 RH + NH4NO3 (70)- apele reziduale care conin mercur sunt epurate de mercurul foarte toxic prin tratarea cu rini cationiceputernic acide n forma R2Ca:

R2Ca + Hg2+ R2Hg + Ca2+ (71)Regenerarea cationitului se face cu acid azotic sau clorhidric 10%. Dac rina utilizat este foarte ieftin,

atunci ea se arde i rezult mercur metalic.- apele reziduale cu crom, la un coninut mai mare de 30 mg/l crom au efect letal. Aceste ape rezult de labile de cromare, pasivizare, instalaiile de purificare a gazului de sintez etc. Cromul hexavalent din apelreziduale se poate ndeprta prin tratare cu anionii:

2 ROH + CrO42- R2CrO4 + 2 OH- (72)Regenerarea anionitului se realizeaz cu soluie de NaOH:R2CrO4 + 2 NaOH Na2CrO4 + 2 ROH (73)


33/55

Rezumatul temeinIntroducere se discut principalele proprieti ale apei.Apele devin potabile dup tratamente de limpezire, aerare, ndeprtarea gustului i mirosului, dezinfectarApele industriale trebuie s fie lipsite de substane corozive i de compui care dau duritate apei.

Dedurizarea apelor se face fie cu reactivi chimici, fie cu schimbtori de ioni.Deionizarea apei se face prin schimb ionic i ndeprteaz toi ionii din ap (cu excepia celor ai apei).Tratarea apelor reziduale se face prin tratamente primare i secundare, iar pentru reutilizarea apelor n

industrie

Apa. Rolul biologic i socio-economic

ApaApa ndeplinete numeroase roluri n organismul uman, fiind ntr-o strns relaie cu acesta. Apaare rol biologic, fiind un element esenial n fiziologia uman i rol socio-economic, prin contribuia

activ la dezvoltarea social. Un amplu studiu, n continuare.

Rolul biologic al apei

Importan biologic a apei const n faptul c ea reprezint baza structural i funcional a fiinelorvii. Cantitatea total de ap din organismul uman reprezint la adult 60 70% din greutatea corporaln organismele mai tinere, proporia apei este mai mare: 97% la fetus, 91% la trei luni i 81% la copilude un an. Din totalul volumului de ap 50% este ap intracelular, 15% n interstiiu i 5% se afl ncirculaie. Repartiia n esuturi difer: esutul adipos sub 20%, cel osos 30%, conjunctiv 60%, muscul77%, nervos 85%, iar n lichidele biologice poate ajunge la 99%.

Apa transport n organism diferite substane utile proceselor vitale i particip la eliminarea produselrezultate din metabolism. Apa are rol important n digestie, transformnd macromoleculele primite dinalimentaie n molecule asimilabile. De asemenea, asigur refacerea permanent a esuturilor vii.Acestea, dar i numeroase alte funcii confer apei importana de lichid biologic pentru fiinele vii.

n organismul uman, apa se gsete n echilibru stabil, n sensul c aportul de ap echivaleaz cu

pierderile. Exist anumite situaii cnd eliminarea de ap depete aportul, iar bilanul hidric devinenegativ (hemoragii, vrsturi, stri diareice, transpiraii puternice). Dac aportul de ap depetepierderile, atunci bilanul hidric devine pozitiv (n perioada de cretere sau la gravide).


34/55

Cantitatea de lichide pe care o pierde organismul ntr-un interval de 24 de ore este de aproximativ 2,5litri, prin mai multe ci: urinar (1500 ml), materiile fecale (150 ml), tegumente (600 800 ml) i prinumidifierea aerului expirat.

Aportul zilnic de ap trebuie s fie n cantitate egal cu pierderile de 2,5 litri. Aportul se realizeaz priingestia de lichide (1,5 litri), restul fiind acoperit de apa din compoziia alimentelor i prin apaendogen rezultat din combustiile ce au loc la nivelul esuturilor. Aportul de ap este reglat prinsenzaia de sete care apare atunci cnd reducerea cantitii de ap din organism atinge 0,1- 1% dingreutatea corporal. Setea reprezint o necesitate provocat de creterea presiunii la nivelul mediuluiintern. Tolerana organismului la deshidratare este redus, de doar 2 3 zile. Reglarea volumului de adin organism se facepe cale nervoas (hipotalamus) i pe cale hormonal (hipofiz, suprarenal).

Rolul socio-economic al apei

Fabricile se numr printre cei mai mari consumatori de ap, deci industrializarea nu este posibil nabsena unor surse de ap satisfctoare din punct de vedere calitativ i cantitativ. Apa este un bunindispensabil i n dezvoltarea agriculturii (irigaii sau ferme de animale).

Sursele de ap

Apa este larg rspndit n natur, dar numai o mic parte din totalul ei poate fi utilizat pentru

alimentarea populaiei. Marea majoritate a apei de care dispune pmntul se gsete sub form de apsrat, intens mineralizat, utilizabil doar dup prelucrare. Ponderea apei srate n natur este maimic de 3%.

Apa dulce la rndul ei, este nmagazinat mai bine de jumtate sub form solid, n gheari, astfel ncdoar 1,4% este ap dulce care poate fi folosit de om. Aceast cantitate ar asigura pentru fiecare om dpe pmnt aproximativ 1000 de m3 anual. Sursele de ap dulce sunt neuniform rspndite, abundenten regiunile ecuatoriale, mai restrnse n regiunile subtropicale i temperate i lipsind aproape n

totalitate n zona deerturilor. Aproximativ un miliard de oameni, mai ales din zonele aride ale AfriciiAsiei i America latin, dispun de mai puin de 2 litri de ap pe zi. La aceasta se adaug populaiaglobului, n continu cretere, care va necesita un volum tot mai mare de ap dulce. n condiiarezervelor de ap dulce limitate i unele degradate prin poluare, apa va deveni o materie prim vital.


35/55

n natur apa se afl n circuit continuu. n atmosfer se gsete sub form de vapori, rezultai dinevaporarea apelor de suprafa, din sol sau vegetaie. Vaporii de ap din aer, sub form de cea i norajung din nou pe suprafaa pmntului prin precipitaii (ploaie, ninsoare). Dac solul este permeabil,apa se infiltreaz n interior pn la nivelul unui strat impermeabil, deasupra cruia se adun iformeaz apa subteran. Pe solurile impermeabile, apele din precipitaii se scurg la suprafa,alimentnd i formnd apele de suprafa. Apele subterane se deplaseaz i ele n raport cu nclinareastraturilor impermeabile, ajungnd din nou la suprafaa solului sub form de izvoare, ruri i fluvii, deunde prin evaporare intr din nou n atmosfer i ciclul se reia.

Sursele de ap care pot fi folosite pentru alimentarea populaiei sunt reprezentate de cele 3 faze alecircuitului apei n natur: ape subterane, ape de suprafa i ape meteorice.

Apele subterane

n raport cu adncimea la care se gsesc se pot clasifica n ape freatice i de adncime.

Apele freatice se acumuleaz din precipitaii n cursul procesului de infiltrare, deasupra primului stratimpermeabil din sol. Se mai pot forma i din infiltrarea apei rurilor i lacurilor prin albiile acestora.Apele freatice se gsesc la adncimi variabile. Majoritatea lor se afl la adncimi cuprinse ntre 2 3 sau 1012 m, dar uneori se gsesc la adncimi mult mai mari. Straturile freatice care se gsesc la

adncimi mai mici, au variaii importante de debit, dar i de proprieti fizice, chimice i biologice.Aceste ape sunt srace n substane minerale datorit adncimii mici la care se afl. Sunt uor decontaminat prin rezidurile de la suprafaa solului, de aceea conin frecvent ageni biologici (bacterii,fungi), substane chimice poluante (detergeni, insecticide, pesticide) sau materii anorganice nconcentraii periculoase. Cu ct straturile de ap freatic se afl la o adncime mai mare, cu attcalitatea lor va fi mai bun.

Apele de adncime sunt toate straturile de ap care se gsesc n profunzimea solului, situate sub stratude ap freatic i pot fi cuprinse ntre dou straturi de sol impermeabil cel inferior permind acumulare

apei, iar cel superior cu rol protector, astfel de multe ori apa de adncime se gsete sub presiune. Dinpunct de vedere cantitativ apele de adncime au debit constant i neinfluenat de variaiile precipitaiilatmosferice. Sunt protejate de contaminarea de la suprafa ceea ce le ofer un nivel nalt de puritatecomparativ cu apele din pnza freatic.


36/55

Apele de adncime se caracterizeaz prin concentraii mai ridicate de sruri minerale, compui de fiermangan, calciu sau magneziu, acumulate n timpul filtrrii. Uneori pot conine gaze n exces (CO2).Apele de adncime sunt recomandate pentru alimentarea cu ap potabil datorit calitilor i nivelulude puritate ridicat.

Apele de suprafa

Acestea provin din precipitaiile atmosferice, topirea zpezilor i din izvoare. n funcie de nclinaiasolului i relief, apele de suprafa pot curge sau staiona. Compoziia acestor ape variaz n limite larn raport cu natura rocilor sau a terenurilor pe care le traverseaz, n funcie de sezon i proprietilealtor ape pe care le primesc. Ploile i topirea zpezilor produc modificri importante, cantitative icalitative, prin impuritile pe care le antreneaz de pe solurile pe care cad. Prin utilizarea apelor desuprafa n diferite scopuri (irigaii, industrie) i, mai ales, prin deversri de ape uzate, caracteristicile

naturale ale apelor de suprafa sunt modificate puternic. Ele conin bacterii patogene, virusuri, parazii oule acestora, precum i substane chimice toxice (detergeni, pesticide, insecticide). Datoritpolurii, apele de suprafa nu pot fi consumate dect dup prelucrare i tratare.

Apele de suprafa se clasific n ape curgtoare i ape stttoare.

Apele curgtoare sunt constituite din ruri i fluvii, fiind utilizate frecvent n aprovizionarea marilororae. Acestea prezint variaii mari de debit n funcie de volumul precipitaiilor. Din punct de vederecalitativ sunt necorespunztoare datorit coninutului crescut n substane chimice poluante i ageni

biologici. Coninutul n sruri minerale este redus i variabil. Datorit nivelului ridicat de poluare, apafluviilor i a rurilor nu poate fi folosit ca ap potabil ca atare dect dup prelucrare, altfel existndriscul de mbolnvire.

Apele stttoare sunt reprezentate de lacuri, mri i oceane, a cror ap se gsete n depresiundin scoara terestr.

Lacurile naturale de ap dulce reprezint o surs de ap de mai bun calitate comparativ cu apelecurgtoare, n general posibilitile de contaminare fiind reduse. Lacurile artificiale sau de acumulare

sunt formate prin amenajarea cursurilor de ap curgtoare. Apa acestor lacuri se apropie calitativ de adin lacurile naturale. n funcie de durata staionrii n lac, caracteristicile apei se mbuntesc.

Apa din mri i din oceane are o compoziie chimic complex, coninnd cantiti crescute de sruri(aproximativ 35 g/l), din care cea mai mare pondere o are clorura de sodiu apoi clorura de magneziu.


37/55

proporii mai reduse se gsesc numeroase oligoelemente: litiu, iod, mangan. Pentru a fi utilizat ca appotabil, apa mrilor necesit un tratament de desalinizare.

Apele meteorice

Provin din precipitaiile atmosferice apa de ploaie sau topirea zpezilor. Compoziia chimic a apeimeteorice difer comparativ cu celelaltesurse de ap deoarece conine cantiti mai mari de oxigen,azot, dioxid de carbon, amoniac i ozon. Apa meteoric are un coninut redus de sruri minerale fiind ap uoar.

Apele meteorice sunt pure n momentul formrii, apoi se contamineaz ncepnd cu trecerea lor prinatmosfera ncrcat de pulberi, ageni biologici, hidrogen sulfurat i ali poluani prezeni n aerul

atmosferic. Apele de ploaie care au antrenat din atmosfer anhidrite sulfuroase sau azotoase, au un pHacid (ploaie acid). Odat czute la suprafaa solului se contamineaz n continuare cu substaneorganice i anorganice, bacterii, parazii sau fungi. Debitul lor este variat, gustul este diferit fa de apobinuit (lipsesc sruri minerale), sunt poluate i nu satisfac senzaia de sete. Din aceste motive nu pfi utilizate ca ape potabile n populaie.

Necesarul de ap al populaiei

Folosirea apei de but este o necesitate fiziologic a organismului, dar aprovizionarea cu ap are o

importan mult mai mare deoarece contribuie la meninerea unei stri optime de igien n rndulpopulaiei, dar are i importan mare din punct de vedere economic.

Necesarul de ap a unei persoane pentru consum este estimat la 2,5 litri zilnic. Pentru satisfacereaigienei individuale este necesar aproximativ 25 litri de ap pentru un du i 200 250 litri pentru obaie. Cantitatea total de ap folosit de o persoan variaz ntre 40 280 litri pe zi, n funcie denivelul de dotare a locuinelor cu instalaii de alimentare.

Comparativ cu populaia, industria este un mare consumator de ap aproximativ 40 80% dinnecesarul unui ora. Se estimeaz c pentru producerea unei tone de oel se folosesc ntre 12.000 i20.000 de litri de ap, iar pentru producerea unei tone de zahar se pot folosi pn la 150.000 de litri deap. Ali mari consumatori de ap sunt fermele zootehnice prin necesarul de ap pentru cretereaanimalelor.


38/55

Poluarea i autopurificarea apei

n sens larg, poluarea apei semnific perturbarea echilibrului biologic al ecosistemului acvatic, datora

modificrilor proprietilor sale naturale. OMS definete poluarea apei ca fiind alterarea calitilorfizice, chimice i biologice, produs direct sau indirect de activitatea uman, n aa msur nct apa snu mai poat fi utilizat n toate scopurile, sau numai la unele dintre ele, la care a servit n starenatural. Aceeai definiie este valabil i n Romnia, n Legea apelor. Totui, poluarea apelorpoate fi artificial cauzat de om, dar i natural prin modificri produse fr intervenia omului.

Poluarea natural

Calitatea apelor poate fi modificat de unele procese naturale chimice, fizice sau biologice. La baza

acestor modificri stau reziduurile organice de origine animal sau vegetal care sunt descompuse priaciunea bacteriilor prezente n mod normal n ap. Aceste procese au loc cu consumarea oxigenului dap, ceea ce determin modificri asupra faunei i florei acvatice, caracterizate prin apariia unor specmai rezistente i dispariia altora. nflorirea apei este unul dintre cele mai frecvente tipuri dempurificare a apei i se caracterizeaz prin dezvoltarea excesiv a algelor albastre sau verzi. Ca urmaapa va prezenta un miros specific i o anumit culoare, n funcie de preponderena speciilor (verde,albastru). n timp, algele dezvoltate n exces se distrug i elibereaz n ap substane toxice care vorprovoca moartea petilor i a altor organisme acvatice. Consumat n scop potabil determin episoadeacute de diaree. Impurificarea natural nu are caracter de lung durat, fiind o tulburare temporar aecosistemelor acvatice.

Poluarea artificial

Poluarea apei de ctre om se poate realiza prin contaminarea cu apele reziduale menajere (conindetergeni, materii fecale, reziduri). Acestea au o mare ncrctur microbian, inclusiv ageni patogeni substane chimice toxice. Apele reziduale industriale au un coninut ridicat de substane chimice ceece le confer un potenial toxic.

Autopurificarea apei

Sursele de ap poluat au capacitatea de a se autopurifica parial sau pn la puritatea anterioarpolurii. Aceast proprietate a apei este cunoscut sub numele de proces de autopurificare i poate aveloc att n apele de suprafa ct i n cele subterane, eficiena procesului depinznd de mai mulifactori.


39/55

Factorii fizici

Diluia. Deversarea unei substane poluante ntr-un bazin natural de ap produce amestecarea celor

dou medii lichide, rezultatul fiind reducerea concentraiei de poluani deversai.

Sedimentarea. Const n depunerea treptat a suspensiilor din ap pe fundul albiei. Eficiena acestuiproces depinde de adncimea apei i mai ales de viteza de curgere. Sedimentarea produce transparenaapei, scade coninutul microbian i de materie organic.

Radiaiile solare. Radiaiile ultraviolete au aciune bacteriostatic (opresc nmulirea bacteriilor) ibactericid (distrug bacteriile), mai ales la suprafaa apei (puterea de penetrare a radiaiilor ultravioleeste mic). Aciunea lor este influenat de gradul de transparen al apei fiind mai redus dac apa esmai tulbure.

Temperatura. n bazinele naturale de ap unde temperatura este sczut, flora microbian se distruge timp deoarece aceste bacterii necesit temperatur ridicat pentru a supraveui.

Factori chimici

Concurena microbian. Distrugerea unor microorganisme se realizeaz prin efecte de tip antibiotic saprin consumul suportului nutritiv de ctre bacterii cu metabolism mai rapid. Concurena microbiancontribuie eficient la procesul de autoepurare a apei n condiii de temperatur mai ridicat cndmetabolismul bacteriilor este mai activ.

Distrugerea de ctre organisme acvatice. Unele organisme acvatice, cum sunt protozoarele, molutelesau crustaceii au ca suport nutriv bacteriile din ap.

Intervenia bacteriilor. Exist bacterii, fungi i protozoare ce acioneaz asupra substanelor chimice dorigine organic sau anorganic din ap, cu scopul prelucrrii pentru a produce substrat nutritiv.Materiile organice sunt transformate n molecule cu greutate mic, ca n final s fie mineralizate.Aceste procese biochimice sunt complexe, intervenind diferite grupuri de organisme. Astfel, n apele


40/55

poluate se pot ntlni organisme denitrificatoare, petrol-oxidante, fenol-oxidante, fenol-litice sauferuginoase.

Procesul de autoepurare al apei poate fi eficient pn la revenirea la condiiile anterioare polurii, dacpoluarea nu a fost prea mare. n condiii de impurificare puternic, capacitatea de autoepurare estedepit, iar apa va rmne degradat. Pentru a menine puritatea apei trebuie evitate deversrile depoluani.

Apa i starea de sntate

Datorit modificrilor compoziiei chimice a apei, exist posibilitatea apariiei unor afeciuni legate deexcesul sau carena unor elemente chimice dinap, dar i prezena unor substane strine de compozi

normal a apei. n mod normal apa are o compoziie chimic variat, cu un numr mare de elementechimice dizolvate. Ca urmare a polurii la compoziia normal se pot aduga i alte substane chimicece pot produce o multitudine de efecte asupra organismului uman.

Apa poate constitui o cale de transmitere a numeroase substane chimice cu aciune toxic. Aceste potajunge n organism prin apa but zilnic n cantiti mici, dar pentru o perioad lung de timp,favoriznd afeciunile cronice. Exist situaii cnd substanele toxice se afl n cantitate mare i potproduce intoxicaia n form acut.

Nitraii

n mod normal, apa conine cantiti mici de nitrai. Acetia rezult din mineralizarea materiei organicdin ap. Originea nitrailor poate fi solul intens mineralizat i bogat n sruri de azot, poluarea soluluicu reziduri organice sau pot fi antrenai n ap de pe solultratat cu ngrminte pe baz de azot(aceasta este i cea mai frecvent modalitate de poluare a apei cu nitrai). Consumul apei cu nitraiafecteaz n special copilul mic i produce methemoglobinemie sau cianoz infantil. Boala se poateproduce i prin consumul plantelor cultivate pe terenuri intens fertilizate, dar acest mod de mbolnvir

reprezint sub 5% din total.

n mod normal, la omul sntos nitraii sunt absorbii n partea superioar a intestinului subire o zonaproape steril. Existena unei flore microbiene produce creterea pH-ului la valori mai mari de 4. naceste condiii, nitraii se transform n nitrii sub aciunea bacteriilor (Salmonella, Staphlococcus,


41/55

Clostridium). Nitriii vor ajunge n circulaie i se vor combina cu hemoglobina, pe care o transform methemoglobin, iar aceasta nu va mai putea elibera oxigen la esuturi.

Aportul continuu de nitrai prin ap produce intoxicaia cronic la copil. Methemoglobina este prezenpermanent fr a produce simptome clinice evidente. Blocarea transportului de oxigen tisular scaderezistena organismului i creterea incidenei diferitelor boli.

Substanele pesticide

Sub aceast denumire se gsesc o serie de substane chimice ce pot omor diverse organisme insectefungi, plante neproductive. Pesticidele sunt produse chimice de origine organic sau anorganic,varietatea lor fiind extrem de mare din punct de vedere a modului de aciune asupra organismelor, a

cilor de ptrundere sau a tipului de organism afectat.

Utilizarea pesticidelor pe scar larg a produs numeroase efecte favorabile agriculurii (a crescutproducia), dar a i poluat intens mediul nconjurtor. Prin tratarea chimic a terenurilor agricole o pardin substanele pesticide sunt fixate n sol, iar alt parte sunt antrenate de apa precipitaiilor i ajung npnza freatic sau n bazinele naturale de la suprafa. n aceste condiii se realizeaz poluarea soluluiapei, a alimentelor i a aerului (o cantitate mic se volatilizeaz n aerul atmosferic), acestea devenindsurse de contaminare pentru organismul uman.

Pesticidele au o toxicitate variabil organo-fosforatele fiind cele mai toxice, iar organo-cloruratele ao toxicitate mai redus. Persistena pesticidelor n ap este diferit, de la dou sptmni la doi ani(perioad ce este influneat i de cantitate de pesticid deversat). Ajunse n ap determin o serie demodificri: schimb culoarea, mirosul sau gustul apei, se concentreaz n organismele acvatice sauinterfer cu procesele biochimice din ap.

Cel mai frecvent se produce intoxicaia cu organo-fosforate manifestat prin greuri, vrsturi, dureriabdominale, dar se poate ajunge la deprimarea centrului respirator i deces.

Plumbul

Prin poluarea industrial o serie de ioni metalici ajung n sursele de ap. Plumbul este un metal greu,destul de rspndit n mediul nconjurtor. n apele de suprafa se gsete n concentraii variate, n


42/55

funcie de gradul de poluare. Plumbul se absoarbe n proporie mic pe cale digestiv i este supusdetoxifierii la nivelul ficatului, totui cantitile mici pe perioade lungi de timp determin intoxicaiacronic (saturnism). Prima epidemie de saturnism a fost descris n 1930, n Germania, i s-a datoratantrenrii plumbului din conductele de aprovizionare cu ap. Simptomele cele mai frecvente nintoxicaia cronic sunt oboseala general, paloare, episoade diaree alternate cu constipaie, anemie.

Mercurul

Cea mai frecvent modalitate de ptrunderen organism a mercurului este calea digestiv. Concentramercurului n ap este variabil, dar indiferent de forma lui acesta este transformat n metil-mercur dectre microorganisme acvatice, un compus organic. Dup absorbie ajunge n snge i se fixeaz lanivelul hematiilor. Prima intoxicaie acut cu mercur a fost semnalat n Japonia ntre anii 1953 196Cauza a fost deversarea apelor uzate provenite de la uniti de producere a clorurei de vinil i

acetaldehidei care conineau cantiti mari de metil-mercur. Alimentaia populaiei era format din pei scoici de mare, cu o concentraie crescut de metil-mercur. n intoxicaia acut produs n golfulMinamata din Japonia, au fost nregistrate peste 100 de cazuri de intoxicaie acut i 29 de decese. nRomnia concentraia maxim de mercur admis n apa de but este de 0,001 mg/l.

Cadmiul

Este un element neesenial pentru organismul uman, ce poate fi prezent n cantitate mare n apa de busau alimentele contaminate. Alturi de plumb i mercur este considerat unul dintre poluanii majorimetalici ai mediului. Poluare apei cu cadmiu se realizeaz prin deversri de ape uzate industriale sauantrenarea sa din soluri feritilizate cu ngrminte pe baz de fosfor. Apa potabil nepoluat conine

pn la 0,001 mg/l cadmiu.

Absorbia pe cale digestiv se face la nivelul intestinului subire n proporie de 5 10%, n funcie dedoz, vrst i ali factori dietetici. Depozitarea n esuturi se face sub form de metaltionein, osubstan ce rezult din combinarea metalului cu o protein specific. Intoxicaia acut cu cadmiu pecale digestiv este rar. Un caz de intoxicaie cu cadmiu a avut loc n 1962, n Japonia, unde apele uzaale unor interprinderi metalurgice au fost utilizate pentru irigarea unor culturi. Apa folosit avea oconcentraie de cadmiu de pn la 240 mg/l. Afeciunea, cunoscut sub numele de boala Itai itai, s-a

manifestat prin dureri abdominale, lombare i articulare, i o mare fribilitate a oaselor, ceea ce afavorizat fracturile multiple. Au fost afectai 280 de persoane, din care peste 100 au decedat.

Efectele cronice ale expunerii la cadmiu, permit depozitarea acestuia n organism. mpregnareaorganismului cu cadmiu favorizeaz fracturile spontane, creterea tensiunii arteriale i apariiamalformaiilor congenitale. Concentraia maxim admis n ap este de 0,005 mg/l.


43/55

Hidrocarburile aromatice

Apa potabil conine substane chimice cunoscute pentru efectul cancerigen. Au fost o serie de studii

au demonstrat o legtur direct ntre prezena substanelor cancerigene n ap i frecvena unor tipuride cancer. Cteva dintre argumente au fost creterea incidenei cancerului n comunitile ce consumap potabil provenit din surse poluate, petii din apa contaminat nregistreaz uneori adevrateepidemii de cancer, iar animalele de laborator expuse la substanele cancerigene din ap dezvolt uneltipuri de cancer.

Hidrocarburile aromatice sunt legate de alte particule aflate n suspensie n ap proporional cudensitatea particulelor. n apele rurilor foarte bogate n suspensii cantitatea de hidrocarburi ingeratepoate fi mare. Sursele principale de impurificare a apei cu hidrocarburi aromatice sunt deversrile deape uzate, menajere i industriale. Prin consumul de pete contaminat hidrocarburile aromatice ajung

interiorul organismului uman.

Nitrozaminele

Au o rspndire larg n mediul nconjurtor i sunt cunoscute pentru efectul puternic cancerigen,mutagen i teratogen. Pot fi ntlnite n toate mediile acvatice, mai frecvent n apele poluate i se potsintetiza din nitriii i nitraii din ap sau din alte amine. Nitraii i nitriii se gsesc n cantiti crescutn apele intens poluate cu ngrminte chimice azotoase, iar aminele pot proveni din pesticid e.

Efectele nitrozaminelor sunt n principal cancerigene i mutagene. 80% dintre aceste substane potproduce tumori la animalele de laborator, existnd i un anumit grad de specificitate fa de organeleint. Nitroza

Condiţii de Potabilitate a Apei

Documents

Transcript of Condiţii de Potabilitate a Apei