Ugrás a tartalomhoz

Szennyvíztisztítási technológiák I.

Dr. Simándi Péter (2011)

Szent István Egyetem

3. fejezet - A szennyvíz kémiai tulajdonságai

3. fejezet - A szennyvíz kémiai tulajdonságai

Bevezetés

A szennyvizeket legjellemzőbben a kémiai és biológiai tulajdonságain keresztül tudjuk leírni. Életünk elképzelhetetlen vegyipari termékek nélkül, melyek jelentős része előbb utóbb a szennyvízben jelenik meg. Egyre több természetidegen anyag kerül forgalomba, melyek biológiai úton nem bomlanak le, perzisztensek, így felhalmozódnak a táplálékláncban, ill. a környezetben. Mások kikerülve a felszíni vizekbe eutrofizációt okozhatnak, ill. toxikus hatásúak.

E tanulási egységben megvizsgáljuk a szennyvizekben leggyakrabban előforduló kémiai anyagokat, azoknak a vízre, élővilágra és a környezetre kifejtett hatásait.

Követelmény:

  • legyen tisztában a szennyvíz legfontosabb kémiai tulajdonságaival, tudjon különbséget tenni köztük;

  • tudjon következtetni ezek környezeti hatásaira;

  • ismerje fel konkrét példákon a különböző kémiai paraméterek okozta hatásokat!

Kémiai jellemzők

A kémiai jellemzők részletes felsorolását az 1. táblázat tartalmazza (lásd korábban).

A szennyvíz kémiai jellemzői közül legfontosabbak a következők:

  • kémhatás (pH);

  • összes oldott anyag:

  • oldott szervetlen (ásványi) anyag (sótartalom);

  • oldott szerves anyag,

  • összes foszfortartalom (összes P, g m-3);

  • szerves nitrogén (szerves N, g m-3)

  • a szerves szennyeződés mutatói (BOI, KOI, TOD, TOC).

Összes sótartalom

Az összes oldott szervetlen anyag, az összes vízben levő ion mennyisége (sókoncentráció) az egyes összetevők külön-külön mérése és összegzése nélkül is megállapítható. Ilyen módszer az ismert térfogatú, szűrt víz bepárlási maradékának mérése, ami túl sok szerves anyagot nem tartalmazó víz esetében jól megközelíti az összes szervetlen anyag mennyiségét (105 °C-on a bepárolt mintarészlet tömegállandóságig szárításával határozzák meg). Gyors, rutin vizsgálatra különösen alkalmas módszer a víz oldott sótartalmának jellemzésére a víz fajlagos elektromos vezetőképességének mérése. A vízben oldott nyolc fő ion mennyiségének egyedi mérése ennél jóval időigényesebb. Ezek a főbb ionok: a Na+, K+, Ca2+, Mg2+ kation, valamint a anion.

A vízoldható szervetlen anyagok között a nagyszámú vízben oldódó savak, sók, toxikus nehézfém vegyületek és egyéb szervetlen vegyületek említhetők.

Az élővizekbe a legtöbb szervetlen eredetű szennyeződés a műtrágyák használata során és a bányavizekből jut. A pirit (FeS2) pl. levegő és víz jelenlétében, baktériumok hatására átalakul. A végtermék kénsav és vas(II), vas(III)-szulfát. Ez az átalakulás külszíni fejtésekben éppúgy lejátszódik, mint a mélyművelés során. A savas víz azután a talajvízbe kerül, esetleg források révén a szabadba jut. Mivel a pirit a legtöbb szénben is előfordul, a szénbányák környékén a patakok és források vize kénsavas lehet.

Az élővizekben kifejlődött növények és állatok életfolyamatai bizonyos pH értékek között zavartalanul játszódnak le. Savas szennyeződés hatására azonban az egyensúly felborul. megnövekedő savasság egyébként nem csupán a légzést, hanem más anyagcsere folyamatokat is akadályoz. Hosszabb idő alatt a savas víztől mind a növények, mind az állatok elpusztulnak. A savas víz károkozó hatása megnyilvánulhat az állatok pusztulása (valamennyi gerinces, sok gerinctelen, néhány mikroorganizmus az, ami megmarad), a magasabb rendű növények többségének elpusztulása (néhány alga marad meg), a vízben lévő szerkezetek nagy mértékű korróziója (vezetékek, vasbeton, vasszerkezetek, zsilipek, hajótestek stb.) valamint a haszonnövények elpusztulása révén is.

A vízminőségi problémák egyik fontos kérdése, hogy milyen és mennyi a vízben az oldott fémionok koncentrációja. A fémek bioakkumuláció révén kerülnek a táplálékláncba. A vizekbe geológiai úton vagy antropogén szennyezés révén jutnak. Az emberi szervezet számára egyes fémek jelenléte elengedhetetlenül szükséges. Ezek az úgynevezett esszenciális elemek: kalcium, magnézium, bór, cink, króm, kobalt, mangán, molibdén, ón, réz, vas. Ezen fémek hiánya is egészségkárosodást okozhat, de az is baj, ha nagyon nagy koncentrációban vannak jelen.

Az arzén, a kadmium, az ezüst, a higany és az ólom esetleges jelenléte a vizekben erősen toxikus hatású, ezért ezeknek kis mennyiségei is megakadályozzák az ivóvízként való hasznosítást.

A toxikus fémek az emberre nézve azért is veszélyesek, mert miután megkötődtek a biomasszában, ott felhalmozódnak, és a tápláléklánc végén lévő ember már igen nagy dózisban kaphatja az erősen mérgező anyagokat.

Az édesvizek és a tengervíz nehézfémtartalma a környezet antropogén terhelésének különösen érzékeny indikátora. A fémek a hidroszférában oldott és lebegő szilárd részecske formájában (adszorbeált), továbbá vízi üledékekben és a biomasszában fordulnak elő. Az antropogén eredetű nehézfémek dúsulási tényezője a folyókban, pl. a biomasszában 100-10000-szeres értéket is elérhet. (Dúsulási (akkumulálódási) tényező: a sejt szárazanyagában kimutatható nehézfém-koncentráció és az adott fém vízben lévő koncentrációjának hányadosa.) A kadmium-ion potenciális veszélyt jelent hazai vizeinkre, pl. a száraz-elemek egyik alkotórésze, savas közegben oldható. A szervezetbe kerülve idegméregként hat, keringési, emésztőszervi és bőrelváltozásokat okoz.

A higanyvegyületek közül a legveszélyesebbek az organikus származékok, különösen a metil-higany-kation (CH3Hg+) és a dimetil-higany ((CH3)2Hg). Ha higanyvegyületek élővízbe jutnak a meder alján az iszapban összegyűlnek, anaerob baktériumok működése révén az előbbi vegyületekké alakulnak át.

A vízoldható metil-higany-származékok az állatok zsírszövetében halmozódnak fel, s a táplálékláncon keresztül így az emberi szervezetbe juthatnak. Mivel a természetes vizek iszapjából a higany eltávolítása technikailag nehéz és költséges feladat, szükség van arra, hogy kibocsátásukat a minimálisra korlátozzuk. A városi tisztítótelepek szennyvizeiben a higany mennyisége 1 ppb (μg/dm3), még akkor is, ha az ipar egyébként nem használ higanyt, vagy higanytartalmú vegyületeket. Ez a szennyeződés gyógyszerekből, fertőtlenítőszerekből és a háztartásokban használt festékekből származik.

A nátrium, kalcium és egyéb sók öntözést követő lefolyásból, ipari tevékenységből, az utak sózásából és természetes forrásokból származhatnak. Az utak téli sózásából származó károk, - mint a gépkocsik, hidak korróziója, a növényzet pusztulása, és a vízszennyezés, - az USA-ban 2,9 milliárd dollárt tesznek ki évente. Vizsgálatok folynak a jelenleg használatos sók, kalcium-magnézium acetáttal történő helyettesítésére, amely lényegesen lecsökkentené ezeket a károkat.

A víz összes keménységét a Ca2+ és Mg2+ ionok vegyületei okozzák. Ezek az elemek természetes körülmények között a szénsav oldó hatása vagy a talajban lejátszódó mikrobiológiai folyamatok révén jutnak a vízbe. Beszélünk állandó és változó (karbonát) keménységről.

A szervetlen növényi tápanyagok közül két meghatározó tápanyag, a foszfor, (foszfát) és a nitrogén (nitrát és ammónium) a vízi ökoszisztémák növényeinek növekedésében játszik szerepet.

Ezek túlzott mennyisége az algák gyors növekedését, a fokozott virágzást, a gyomok sűrű növekedését, a víz szagának, ízének, szépségének romlását, a napsugarak blokkolását okozza.

Az algák pusztulását követő lebontás során az aerob dekomponálók a víz oldott oxigéntartalmát lecsökkentik, és ez gátolja a vízi élőlények életműködését.

Az ivóvízben a foszfát nem okoz egészségügyi problémát, tekintettel arra, hogy az embereknek szüksége van erre a tápanyagra. Az ivóvíz nagyobb nitrátkoncentrációja veszélyes az ember számára. Vidéki területeken a talajvíz kutak nitrátszennyezése következhet be amennyiben, azok közelében emésztőgödör, vagy szeptikus tank található. A nitrát az emberi emésztőrendszerben nitritté redukálódik, amely nagyobb mennyiségben 3 hónaposnál fiatalabb csecsemőknél, akiknél a vérképző szervek még teljesen nem fejlődtek ki, a nitrát bejutása a szervezetbe halálos kimenetelű lehet.

Az elmúlt 50 évben Észak-Amerikában és Európában több mint 2000 esetben következett be nitrát mérgezés, melyből mintegy 170 esetben következett be halál. Európában különösen Hollandiában következett be a talajvíz elnitrátosodása, az intenzív állattenyésztés, és az ezzel járó jelentős trágyaképződés illetve kihelyezés következtében.

A szerves nitrogén a friss szennyvízbe az emberi vizelettel kerül, vagy a szerves anyag lebontási folyamatok eredményeként ammónia, ill. nitrát-nitrogén formájában jelentkezhet magasabb koncentrációban. Az ammónium-ionok megjelenése a felszíni és felszín alatti vizekben - ugyanúgy, mint a nitrit-ioné is - általában friss szennyezésre utal.

A szervetlen eredetű vízszennyező anyagok főbb jelenlevőit, a szennyeződés eredetét, a hordozóközeget és a káros hatásokat a 4. táblázat, a szerves eredetűeket az 5. táblázat mutatja be részletesen.

4. táblázat. Szervetlen eredetű szennyező anyagok, eredetük, a hordozóközeg, valamint káros hatásuk bemutatása

5. táblázat. Szerves eredetű szennyező anyagok, eredetük, a hordozóközeg, valamint káros hatásuk bemutatása

A vízszennyezésnek a huszadik századig legelterjedtebb formája a szerves szennyezés volt. Ez a vízi élőlényrendszer szerves-anyag lebontását növelve változtatja meg a vízminőséget. Ha a lebontást végző szervezetek (baktériumok) elhasználják a víz oldott oxigénkészletét, az oldott oxigént lélegző állatok elpusztulnak, mérgező anyagcseretermékek (NH3, H2S) keletkeznek a vízben, amik a légtérből lélegző állatokat, a növényeket, sőt a vizet használó szárazföldi állatok és az ember életét is veszélyeztetik. Ha tápanyagként keresztüljutott a szerves anyag a lebontási folyamatokon, akkor pedig mineralizációja során termeli a trófianövelő anyagokat.

A természetben milliós nagyságrendben léteznek olyan vegyületek, amelyek szenet, oxigént, hidrogént és más elemeket tartalmaznak, továbbá ugyanilyen nagyságrendben szintetikus szerves vegyületek is. A természetes forrásokból származó szerves vegyületek évmilliók óta léteznek a környezetben, az élő szervezetek ezekből sokat életfolyamataikban hasznosítanak, másrészt, valamilyen módon tolerálják azokat, amelyek számukra nem használhatóak fel.

A szintetikus szerves anyagok jó része is ártalmatlan az élővilágra, vannak azonban olyanok is, amelyek a biokémiai folyamatokat befolyásolják, vagy ezek lejátszódását megakadályozzák. Közülük sokat célszerű emberi cselekvés juttat a környezetbe, mint pl. a növényvédő szereket, hogy kártevőket, gyomnövényeket elpusztítsanak. Miután feladatukat elvégezték, ezeket illetve ezek bomlástermékeit is természetszerűleg szennyezőanyagnak kell tekintenünk.

A szerves anyagok, amelyek a kémiai iparok hulladékaiként jutnak az élővizekbe, vagyis elsősorban a szintetikus szerves anyagok termelése hihetetlen mértékben megnövekedett. Ezek a vegyületek hajtóanyagként, műanyagként, oldószerként, festékként, rovarölő-, gombaölő- és gyomirtó szerként, élelmiszer- és italadalékként, háztartási vegyszerként és gyógyszerként kerülnek forgalomba. Jelentős részük bakteriálisan nem bontható le, tehát a talajban vagy az élővizekben felhalmozódnak. Néhány közülük – jellemző példa a DDT – a táplálékláncon belül akkumulálódik, s a baktériumokon és a véglényeken keresztül eljut a magasabb rendű élőlényekbe is, ahol ily módon koncentrációjuk lényesen nagyobb lehet, mint a környezetben.

Mivel ezeknek a vegyületeknek a vizekből való eltávolítása nem könnyű feladat, cél az, hogy megakadályozzuk a környezetbe való jutásukat.

A víz szervesanyag-tartalmának jellemzése többféleképpen történik. Annak alapján, hogy a vízben levő szerves anyagok igen sokfélék lehetnek, s nincs mód minden esetben minden egyes vegyület minőségi-mennyiségi vizsgálatára, a szervesanyag-tartalmat ún. összegparaméterek segítségével jellemzik. A szerves anyagok a természetes vízben oldott vagy lebegő anyag formájában találhatók meg. Ezen vegyületek összességének mennyiségi jellemzésére a kémiai oxigénigény (KOI) meghatározását alkalmazzák. Vízanalitikai, illetve hidrobiológiai szempontból a szerves anyagok jellemző tulajdonsága, hogy hozzáférhetők-e a mikroorganizmusok számára. Erre a kérdésre a víz biokémiai oxigénigénye ad választ (BOI).

A kémiai oxigénigény (KOI) a vízben lévő szerves anyagok kémiai oxidációjához szükséges oldott oxigén mennyiségét adja meg. A kémiai úton történő erélyes roncsolás a meghatározás alapja, gyorsabb és teljesebb folyamat, mint a biológiai módszerrel történő meghatározás. A fogyott oxidálószerrel egyenértékű oxigén a szervesanyag-tartalom mérőszáma. (O2 mg/dm3). Oxidálószerként kálium-permanganátot vagy kálium-bikromátot alkalmaznak.

A reakció kénsavas közegben, magas hőmérsékleten az alábbiak szerint zajlik:

2KMnO4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + 5,O’

K2Cr2O7 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O + 3,O’

A keletkezett oxigén a mintában lévő szerves anyagot széndioxiddá és vízzé oxidálja.

A biokémiai oxigénigény (BOI) meghatározására alkalmazott módszer lényege, hogy a szerves anyagok baktériumok általi aerob oxidációjához szükséges oldott oxigén mennyiségét (mg/dm3) méri - általában öt napos oxigénfogyasztást - meghatározott körülmények között (hőmérséklet, tápoldat-összetétel).

A szennyvizek szerves anyag tartalmának összetétele olyan is lehet, hogy a szerves anyag csak egy része bontható biológiailag (így kicsi a BOI), de a teljes szerves anyag tartalmat ki tudja mutatni a kémiai oxigénigény, ezért a KOI érték viszonylag nagy. A BOI és a KOI értékek arányából lehet tájékozódni, hogy a szennyvíz tisztítható-e biológiai eljárással.

Ismert az összes szerves szén (TOC), azaz a vízben előforduló összes szervesen kötött szén mennyisége mg/dm3-ben kifejezve is, mint összegparaméter. Különösen kis szerves anyag koncentráció meghatározására alkalmas. Az eljárás a vízminta magas hőmérsékleten történő égetése/oxidációja során keletkezett szén-dioxid mennyiségét határozza meg.

A vízben található valamennyi szerves anyag - függetlenül esetleges jellemző károsító hatásától - potenciális oxigénfogyasztónak tekinthető, minthogy az atmoszférával egyensúlyban lévő élővíz redoxi viszonyai között termodinamikailag nem stabilis. Ezen vegyületek oxidatív átalakulása azonban, amelyet rendszerint mikroorganizmusok katalizálnak, oly mértékig gátolt lehet, hogy még ilyen körülmények között is jelentős perzisztenciát (azaz, a lebomlási folyamatoknak ellenálló, természetben stabil állapot) mutathatnak.

A szerves szennyezők is lehetnek természetes eredetűek, de nagyobb problémát a különböző antropogén szennyezők jelentenek, ezek elsősorban a növényvédő szerek, mosószerek, kőolajszármazékok, fenolok, a poliklórozott bifenilek (PCB) vizekbe került maradványai.

Mivel ezek az anyagok rendszerint a vizekben kis mennyiségben vannak csak jelen, mégis igen káros hatásúak, ezért a főbb szerves mikroszennyezők körébe soroljuk őket.

A huminanyagok természetes eredetű szerves vegyületek a vizekben, ezért az élő szervezetekre nem jelentenek közvetlen veszélyt, de más vegyületekkel kölcsönhatásba lépve toxikussá válhatnak.

Szénhidrogének. Az alifás és cikloalifás szénhidrogének (alkánok, alkének, alkinok, naftének), mint az ásványolaj alkotói a bányászat, a szállítás, a feldolgozás és a felhasználás komplex láncolatán haladnak keresztül.

A motorhajtóanyagok előállítása, tárolása, szállítása és felhasználása során tekintélyes mennyiségük kerül a környezetbe, a leggyakoribb kárt világszerte ez, vagyis az ásványolaj szennyeződés okozza. A vízbe került olajszennyeződés aránylag gyorsan és minden irányban szabadon terjed a víz felszínén.

A szétterülést a víz mozgása (hullámzás), a magas vízhőmérséklet, a víz lebegőanyag- illetve felületaktív anyag tartalma, vagy az oldott sók hiánya nagyban elősegíti. Az olaj a víz felületére jutva különféle folyamatok során komponensekre bomlik, átalakul.

A kőolaj és annak frakciói a környezetbe kerülve a következő átalakulásokon mehetnek tehát keresztül:

  • szétterül, vékony filmszerű réteget alkot, megakadályozza az oxigén oldódását vízben;

  • párolog, kellemetlen ízhatásúvá válik,

  • oldódik, főleg a kis szénatomszámú frakció,

  • emulziót képez,

  • lebegőanyaghoz kötődik,

  • autooxidáció, az átalakulás során mérgező ketonok és aldehidek keletkeznek.

A vízbe ömlő olajból a víz felületén emulziós réteg képződik, amelyből szilárd és folyékony szénhidrogén-aggregátumok csapódnak ki. Ha az olaj a vízfelületen csak igen vékony réteget is képez, az oxigén és a szén-dioxid cseréjét a víz és az atmoszféra között már az is akadályozza. Ennek következtében a biológiai egyensúly felborulhat, az oxigént igénylő élő szervezetek károsodnak. A fizikai folyamatok mellett kémiai, túlnyomórészt oxidatív folyamatok is végbemennek. Például a napfény hatására mérgező anyagokat termelő fotokémiai reakciók jönnek létre, eközben az olaj lassan rövidebb szénláncú vegyületekké alakul.

A biokémiai folyamatok során a természetes vizekben előforduló mikroorganizmusok energiaforrásként értékesítik az olajban lévő szénhidrogéneket, a szenet illetve a többi biogén elemet. A talajba illetve vizekbe jutó kis mennyiségű olajat bizonyos mikroorganizmusok lebontják, nagyobb mennyiségű olaj azonban ezeket is elpusztítja.

A bakteriális tevékenység a víz kémiai tulajdonságaitól, az olaj diszperziós fokától, az olaj, illetve az olajat kísérő anyagok fajtájától és a hőmérséklettől is függ.

A viszonylag kis molekulatömegű aromás szénhidrogének (benzol, toluol, xilol, etil-benzol, sztirol, naftalin) a szerves kémiai technológia fontos közbülső-, illetve végtermékei. Az illékony aromások hatása elsősorban abban nyilvánul meg, hogy a víznek kellemetlen ízt és szagot kölcsönöznek. A mikroorganizmusok ezeket, a csak nagyobb koncentrációban fitotoxikus származékokat lebontják. Ezzel szemben ismeretes, hogy a benzolszármazékok mérgező hatásúak az emlősökre és az emberre. A krónikus és akut mérgezés számos esetét leírták, amelyek a központi idegrendszert károsító hatásra, karcinogén és mutagén elváltozásra, leukémiára, szemirritációra és bőrmegbetegedésre utalnak.

Policiklusos aromás szénhidrogéneket (PAH) csekély (1μg/dm3 alatti) vízoldhatóságuk ellenére a felszíni vizekben nagy területen szétoszlanak, mivel a kolloidális szemcsék adszorbeálják vagy felületaktív anyagok oldatba viszik őket. A kondenzált aromás vegyületek gyakran erős lipofil hatást mutatnak, s ennek következtében a szövetekben nagy mértékben feldúsulnak.

A bioszférából ezek a származékok főként fotokémiai oxidáció vagy mikrobiológiai átalakulás révén távoznak. A policiklusos aromás vegyületek – köztük több bizonyítottan karcinogén hatása miatt - ökológiai szempontból kiemelt figyelmet érdemelnek.

Klórozott szerves vegyületek közt a környezeti kémia szempontjából fontos szerves klórvegyületek a klórozott C1- és C2-szénhidrogének, poliklór-bifenilek (PCB), klórtartalmú peszticidek, klórozott fenolok, valamint a részben rendkívül mérgező poliklór-dibenzo-dioxinok (PCDD) és poliklór-dibenzo-furánok (PCDF).A polihalogénezett bifenilek (PCB-k) mintegy kétszázféle különböző szerkezetű anyag együttesét jelentik. Széles körben alkalmazzák őket a műanyagiparban, növényvédő szerek, festékek, gumik, csomagolóanyagok gyártásánál, valamint transzformátorok, kondenzátorok hűtőfolyadékaként.

Lebomlási idejük még a DDT-nél (ld. növényvédő szerek) is hosszabb. A bakteriális lebontásnak ellenállnak, perzisztenciájuk annál nagyobb, minél több klór található a fenolgyűrűhöz kötve. Ma már a legkülönbözőbb vizekben előfordulnak, bár a vízben nem jól oldódnak (kevesebb, mint 1 mg/L az oldhatóságuk), a zsírszövetekben azonban akkumulálódnak. Erősen toxikusak és rákkeltő hatásukat is igazolták. Manapság ezeket a vegyületeket szerves foszfor-észterekkel próbálják helyettesíteni.

Tenzidek (detergensek) a vízben részben jól oldódó felületaktív anyagok, amelyek a felületi feszültséget csökkentik, s ezen tulajdonságuk révén számos ipari folyamatban és a háztartásban (mosás, emulgeálás, diszpergálás, flotálás, habképzés stb.) alkalmazást nyernek. Vizeinket kizárólagosan emberi tevékenység révén szennyezik. A kereskedelmi mosó- és tisztítószerekben fő összetevőként vannak jelen. Szerkezetük alapvetően aszimmetrikus, hidrofil (poláris) fejcsoportból és hidrofób (apoláris) szénhidrogénláncból állnak, amely utóbbi hosszúsága az egész molekula tulajdonságát befolyásolja. A vízbe kerülve a víz felületi feszültségének csökkentése és a habképződés folytán jelenléte számos élőlény számára kedvezőtlen. Éppen ezért érthető a mosószergyártók és alkalmazók törekvése, hogy olyan detergenseket állítsanak, alkalmazzanak, amelyek biológiailag gyorsan lebomlanak. Ipari területeken a folyóvizek tenzid koncentrációja a 0,05 mg /dm3 értéket is elérheti.

A peszticidek helytelen felhasználás, vagy véletlen balesetek következtében kerülhetnek a vizekbe. Elszivárgások révén szennyezhetik az ivóvízbázisokat. A peszticidek többsége nehezen bomlik, folyamatos használat esetén dúsul.

Összefoglalás

A szennyvizek pH-ja közel semleges. Az oldható szervetlen vegyületekre (só tartalom) a vezetőképesség alapján következtethetünk. Az élővizekbe a legtöbb szervetlen eredetű szennyeződés a műtrágyák használata során és a bányavizekből jut. A bányavizek sok esetben a kénbaktériumok hatására savas kémhatásúak, így a pH-t csökkentik. Az oldott szervetlen vegyületek között vannak toxikusak, pl. a nehézfémek, melyek a táplálékláncon keresztül fel is dúsulhatnak. Ezek közül a kadmium és a higany jelenthetnek legnagyobb veszélyt az élővilágra. A víz keménységét a kalcium és a magnézium ionok okozzák. Beszélhetünk állandó és változó keménységről.

A szervetlen növényi tápanyagok közül két meghatározó tápanyag, a foszfor, (foszfát) és a nitrogén (nitrát és ammónium) a vízi ökoszisztémák növényeinek növekedésében játszik szerepet. Ezek fő forrásai a szennyvíztisztító telepek, mint pontforrások, a diffúz források közül a településekről, szántóföldekről, állati itató helyekről származó lefolyás, illetve a műtrágya bemosódása jelentős. Az összes foszfortartalom a szennyvizekbe leginkább a mosószerekből kerül, mivel a ma gyártott mosószerek hatóanyag-tartalmának legalább 15-35%-a foszfát, ill. foszforvegyület, mely a befogadóba jutva intenzív alganövekedést és így eutrofirációt okoz.

A szerves nitrogén a friss szennyvízbe az emberi vizelettel kerül, vagy a szerves anyag lebontási folyamatok eredményeként ammónia, ill. nitrát-nitrogén formájában jelentkezhet magasabb koncentrációban. Az ammónium-ionok megjelenése a felszíni és felszín alatti vizekben - ugyanúgy, mint a nitrit-ioné is - általában friss szennyezésre utal.

A szerves anyagok a kémiai iparok hulladékaiként jutnak az élővizekbe. Ezek a vegyületek hajtóanyagként, műanyagként, oldószerként, festékként, rovarölő-, gombaölő- és gyomirtó szerként, élelmiszer- és italadalékként, háztartási vegyszerként és gyógyszerként kerülnek forgalomba.

A szerves szennyezők is lehetnek természetes eredetűek, de nagyobb problémát a különböző antropogén szennyezők jelentenek, ezek elsősorban a növényvédő szerek, mosószerek (detergensek), kőolajszármazékok, fenolok, policiklusos aromás szénhidrogének (PAH), poliklórozott bifenilek (PCB) vizekbe került maradványai.

A huminanyagok természetes eredetű szerves vegyületek a vizekben, ezért az élő szervezetekre nem jelentenek közvetlen veszélyt, de más vegyületekkel kölcsönhatásba lépve toxikussá válhatnak.

A víz szervesanyag-tartalmának jellemzése történhet a KOI, BOI, TOC és TOD mérésén keresztül.

Ellenőrző kérdések

  1. Hogyan lehet meghatározni a vizek sótartalmát?

  2. A nehézfémek hogyan hatnak a vízi ökoszisztémára?

  3. A műtrágyák bemosódása a felszíni vizekbe milyen hatással van az ökoszisztémára?

  4. A mosószerek a vizek milyen tulajdonságaira hatnak?

  5. A vizek tulajdonságait hogyan befolyásolják a szénhidrogének?