< návrat zpět

VODA - CHEMICKÉ ZLOŽENIE VODY

VODA - CHEMICKÉ ZLOŽENIE VODY

H2O_(water_molecule)

Vodu
vyskytujúcu sa v prírode môžeme pokladať za roztok anorganických aj organických
látok (plynných, kvapalných i tuhých). Chemicky čistá je destilovaná voda.

Z
chemického hľadiska rozdeľujeme látky nachádzajúce sa vo vodách na anorganické
a organické. Z fyzikálneho hľadiska môžu byť tieto látky prítomné ako iónovo
rozpustené (elektrolyty), neiónovo rozpustené (neelektrolyty) alebo ako
nerozpustené (neusaditeľné, usaditeľné a vznášavé).

Anorganické látky vo vodách

Medzi hlavné
anorganické súčasti prírodných vôd patrí vápnik, horčík a sodík, ktoré sú
prítomné prevažne ako katióny, a z aniónov hydrogenuhličitany, sírany a
chloridy. V malých koncentráciách sú v prírodných vodách zastúpené ešte
draslík, železo a mangán a v stopových koncentráciách mnoho ďalších kovov,
ktorými sa voda obohacuje pri styku s pôdou, rôznymi minerálmi a horninami.

Zo zlúčenín nekovov prichádzajú do úvahy v malých
koncentráciách amoniak a amónne ióny, dusitany, dusičnany a fosforečnany. Do
skupiny neiónovo rozpustných látok patria najmä zlúčeniny kremíka, bóru a
titánu.

Pomerné zastúpenie
jednotlivých zložiek sa môže líšiť aj v
prírodných vodách podľa ich genézy. V odpadových vodách môže byť toto zloženie
úplne špecifické.

Organické látky vo vodách

Pôvod organických látok vo vode je veľmi rôznorodý.
Prirodzené organické znečistenie prírodných vôd spôsobujú výluhy z pôdy a
sedimentov, produkty životnej činnosti rastlinných a živočíšnych organizmov
žijúcich vo vode. Príčinou umelého organického znečistenia je ľudský faktor a
jeho civilizačná činnosť spojená so značným chemickým odpadom. Veľmi dôležitým faktorom
vyplývajúcim z kontaminácie životného prostredia organickými látkami je často
zabúdaný fakt ovplyvnenia biologického mikrosveta, ktorý žije v symbióze s
makrosvetom.

Z hľadiska účinkov možno organické látky vo vodách rozdeliť
na neškodné a škodlivé. V pitnej vode sa nachádzajú organické látky rádove v
desatinách až jednotkách mg.l-1, v povrchových vodách asi 10-krát viac a v
znečistených odpadových vodách až v
g.l-1. V povrchových vodách sa predpokladá niekoľko 100-1000 organických zlúčenín.

Organické látky majú
vplyv predovšetkým na kvalitu a vlastnosti prírodných vôd. Niektoré sú toxické.
Iné, aj keď netoxické, môžu veľmi negatívne ovplyvňovať kyslíkovú bilanciu toku
alebo senzorické vlastnosti vody.

Látky
prítomné vo vode možno klasifikovať aj podľa ich kvantitatívneho zastúpenia. V
oblasti starostlivosti o životné prostredie je toto hľadisko v mnohých smeroch
výhodné.

Látky prítomné vo vode:

· rozpustené: I. trieda: (látky prítomné v
množstvách väčších ako 5 mg.dm-3):sodík, vápnik, horčík, kremík, hydrogenuhličitany, chloridy,
sírany, organické látky,

II. trieda: (látky v množstvách väčších ako 0,1 mg.dm-3): draslík,
železo, bór, fluoridy, amoniakálny dusík, dusičnany,

III. trieda: (látky v množstvách väčších ako 0,01 mg.dm-3): hliník, meď,
mangán, zinok, olovo, arzén, bárium, bromidy, fosforečnany,

IV. trieda: (látky prítomné v stopových množstvách, menších ako 0,01
mg.dm-3): kadmium, chróm, kobalt, nikel, ortuť, kyanidy,

V. trieda: (prechodné zložky vznikajúce vo vodnom prostredí pri narušení
rovnováhy): biologické cykly (obeh uhlíka, kyslíka, dusíka, síry),
rádionuklidy,

· nerozpustené: I. trieda: látky neusaditeľné, usaditeľné a vznášavé,

II. trieda: mikroorganizmy (riasy, baktérie, huby, vírusy)


Sodík a draslík

Sodík aj
draslík sú bežnou súčasťou prírodných vôd. Pomer Na : K sa pohybuje v rozmedzí
10 : 1 až 25 : 1. V atmosferických vodách sa pomer znižuje v prospech draslíka.
Z hľadiska kvantitatívneho zastúpenia kovov vo vodách sa sodík vyskytuje na
treťom mieste za vápnikom a horčíkom. Draslík tvorí prírodné rádioaktívne pozadie vôd, pretože prírodný
draslík obsahuje 0,0118% rádioaktívneho nuklidu 40K.

Vápnik a horčík

Vápnik a
horčík sa vyskytujú vo vodách prevažne ako jednoduché ióny Ca2+ a Mg2+. Sú
zvyčajne hlavnými katiónmi v prírodných vodách. Vzhľadom na obmedzenú
rozpustnosť CaCO3 a CaSO4 neprevyšuje ani v minerálnych vodách koncentrácia
vápnika hodnotu 1000 mg.l-1. Vysoká koncentrácia vápnika je viazaná na
prítomnosť dostatočného množstva rozpusteného oxidu uhličitého.

Horčíka je
v prírodných vodách obvykle menej ako vápnika. Hmotnostný pomer Ca : Mg sa
pohybuje v rozmedzí 4 : 1 až 2 : 1. Vo výnimočných prípadoch môže nadobudnúť
opačné hodnoty, ako je to napr. v morskej vode a v minerálnych vodách Šaratica
a Zaječická.

V
spojitosti s obsahom vápnika a horčíka sa niekedy hovorí o tzv. tvrdosti vody,
ktorá však v literatúre nie je definovaná jednotne. Vychádza sa buď z hľadiska
technologického alebo analytického. Pretože termín tvrdosť vody nezodpovedá
svojím významom predstave o skutočnom správaní vody (tvrdá voda = ľad),
postupne sa stráca z literatúry. Delenie vôd na „mäkké" a „tvrdé" je veľmi
relatívne. Vyjadrovanie „tvrdosti vody" v nemeckých stupňoch je archaizmom,
ktorý nemá naďalej miesto ani v odbornej literatúre ani vo výučbe na všetkých
stupňoch vzdelávacej sústavy.

Vápnik a
horčík môžu byť za vyšších teplôt príčinou vzniku sedimentov alebo tuhých
nánosov (kotolného kameňa) na stenách nádob a technologických zariadení.. Majú
schopnosť zrážať roztoky mydla, tvoriť nerozpustné soli vyšších alifatických
kyselín a tým spôsobujú nedostatky v kvalite výrobkov.

Nedostatok horečnatých iónov v organizme
ovplyvňuje činnosť obličiek, štítnej žľazy, nervový systém. Prejavuje sa
agresivitou, bolesťami hlavy, kŕčmi, vypadávaním vlasov, lámaním nechtov, práchnivením
zubov, chvením očných viečok.

Železo

Železo sa
vyskytuje v nízkych koncentráciách v povrchových a podzemných vodách. Formy
výskytu rozpusteného i nerozpusteného železa závisia od pH,
oxidačno-redukčného potenciálu a
prítomnosti komplexotvorných anorganických a organických látok.

Prírodné
vody s obsahom železa nad 10 mg.l-1 považujeme za minerálne vody a nazývame ich
železnatými vodami. Obsah železa ovplyvňuje senzorické vlastnosti vody.

Aj nízke
koncentrácie železa vo vode môžu byť príčinou rozvoja železitých baktérií,
ktoré môžu upchávať vodovodné potrubie a pri svojom odumieraní spôsobovať
zápach vody. Železo vo vodách spôsobuje teda najmä technické nedostatky pri
zásobovaní pitnou vodou. Vo vodách pre zásobovanie priemyslu je obsah železa
taktiež nevítaný, pretože zanecháva na materiáloch hrdzavé škvrny.

Striebro

V
prírodných vodách sa striebro nachádza len v stopových množstvách. Vo vyšších koncentráciách sa vyskytuje len v
niektorých banských vodách a priemyselných odpadových vodách (fotografický
priemysel).

Pri styku vody s kovovým striebrom alebo jeho nepatrne
rozpustnými zlúčeninami sa voda zbavuje bektérií. Baktericídne pôsobenie sa
vysvetľuje reakciou strieborných iónov s bielkovinami živej hmoty. Keďže
striebro môže byť príčinou kožných ochorení, limituje sa jeho obsah v pitnej
vode. Striebro pôsobí toxicky aj na ryby.

Zinok

V
obyčajných podzemných a povrchových vodách sa zinok nachádza v minimálnych
koncentráciách. Mimoriadne vysoké koncentrácie sa nachádzajú v kyslých vodách z
rudných baní. Z hľadiska senzorických vlastností vody je limitovaným pre pitnú
vodu. Značne škodí rybám a iným vodným organizmom.

Selén

V
prírodných vodách je selén prítomný len v stopových množstvách. Zlúčeniny
selénu sú pomerne jedovaté, preto je limitovaný pre pitnú vodu a vodu vo
vodárenských tokoch.

Chróm

Toxicita
chrómu závisí od jeho oxidačného stupňa. Toxicky pôsobia najmä chrómany a
hlavne dichrómany. Okrem toxicity ovplyvňujú aj senzorické vlastnosti vody.

Hlavným
umelým zdrojom chrómu sú odpadové vody z povrchovej úpravy kovov, garbiarskeho
a textilného priemyslu ako aj inhibítory korózie používané v chladiacich
okruhoch.

Fluór a chlór

Flór a
chlór sú vo vodách prítomné prevažne ako jednoduché anióny F- a Cl-.

Flór má vo
vodách zvláštny hygienický význam .

Najrozšírenejšou formou výskytu chlóru sú chloridy. Spolu s
hydrogénuhličitanmi a síranmi sú chloridy hlavnými aniónmi vo vodách.. Chloridy
sú chemicky aj biochemicky pomerne stabilné. V pitnej vode nie sú hygienicky
škodlivé, ovplyvňujú však chuť vody. Chlór má dezinfekčné účinky, a preto sa
používa na ničenie choroboplodných zárodkov v pitnej vode. Dnes vieme, že chlór
sa vo vode môže viazať na niektoré organické zvyšky a vytvárať trihalogénmetany
(hlavne trichlórmetan), a tie môžu mať rakovinové účinky. Aktívny chlór je
značne škodlivý pre ryby a iné vodné organizmy.

Bróm a jód

V obyčajných
podzemných a povrchových vodách sú bróm
a jód prítomné obvykle len v stopových množstvách. Vyššie koncentrácie sú v
morskej vode (Mŕtve more) a v minerálnych vodách.

Zlúčeniny síry

V
prírodných a odpadových vodách sa môžu vyskytovať anorganické zlúčeniny síry v
oxidačnom stupni -II, 0, IV a VI.

Sírany sa
vyskytujú v obyčajných podzemných a povrchových vodách . Z chemického hľadiska
sú vo vodách stabilné. Vysoké koncentrácie síranov však môžu ovplyvniť chuť
vody a byť príčinou laxatívnych účinkov. Vyššie obsahy síranov vo vode sú
príčinou jej agresívnosti voči betónu.

Siričitany sa v prírodných vodách takmer nevyskytujú. Sú
prevažne umelého pôvodu (v odpadových vodách z výroby sulfitovej celulózy a
tepelného spracovania uhlia).

Tiosírany
sa vyskytujú v prírodných vodách len výnimočne. V niektorých minerálnych
vodách, kde sprevádzajú sulfán, sú prirodzeného pôvodu. Nachádzajú sa v
odpadových vodách z tepelného spracovania uhlia, farbiarní a garbiarní.

Tiokyanatany sa prirodzene vo vodách nevyskytujú. Sú obsiahnuté v
odpadových vodách z tepelného spracovania uhlia.

Sulfán a
jeho iónové formy sú vo vodách nestabilné, pretože sa môžu oxidovať chemicky
alebo biochemicky až na sírany. Minerálne vody obsahujúce najmenej 1 mg.l-1
sulfidickej a tiosíranovej síry sa nazývajú sírnymi vodami. Zvlášť bohaté sú
minerálne vody ropného pôvodu. Sulfán a jeho iónové formy môžu byť príčinou
korózie kanalizačných rúr z betónu. Sulfán významne ovplyvňuje senzorické
vlastnosti vody. Prahová koncentrácia pachu závisí od pH, pretože pachový vnem
spôsobuje nedisociovaný H2S. Pre ryby je sulfán veľmi jedovatý.

Zlúčeniny fosforu

Anorganicky viazaný rozpustený fosfor sa môže vo vodách vyskytovať v
jednoduchých alebo komplexných iónových i neiónových formách, alebo ako
polyfosforečnany. Koncentrácie fosforečnanov v povrchových vodách sa pohybujú v
desatinách mg.l-1. Vplyvom fosforečnanov obsiahnutých v pracích prostriedkoch a
používaním fosforečnanov v poľnohospodárstve (hnojivá), obsah fosforečnanov v
prírodných vodách neustále vzrastá.. Zlúčeniny fosforu hrajú dôležitú úlohu v
prírodnom obehu látok. Sú nevyhnutné pre vyššie aj nižšie organizmy.

V podzemných vodách sa fosforečnany vyskytujú iba v malých
koncentráciách, pretože sú v pôde zachytávané chemicky aj fyzikálne, najmä v
kyslom prostredí. Vyššie koncentrácie fosforečnanov v povrchových vodách sú
jednou z príčin eutrofizácie. Obsah fosforečnanov v podzemných vodách určených
na zásobovanie pitnou vodou sa považuje za indikátor fekálneho znečistenia, pokiaľ
sú organického pôvodu.

Zlúčeniny dusíka vo vodách

Dusík zohráva v prírode veľmi dôležitú úlohu. Vyskytuje sa v
rôznych formách vo vzduchu, vo vode i v pôde a podlieha množstvu
mikrobiologických, chemických a fyzikálnych procesov. V obehu dusíka v prírode
zohráva významnú úlohu aj človek. Jeho aktivitami dochádza k silnému
ovplyvneniu prirodzených zmien foriem dusíka, s čím sú spojené mnohostranné
problémy v životnom prostredí.

V prírode sú veľmi stabilné formy dusíka: maximálne
redukovaná forma (amoniak a organický dusík), neutrálna forma (molekulový dusík)
a úplne oxidovaná forma (dusičnany). Okrem týchto stabilných foriem dusíka pri
jeho reakčných zmenách vznikajú rôzne medziprodukty, ktoré sa môžu za určitých
podmienok akumulovať, čím môže dôjsť väčšinou k negatívnym efektom na životné
prostredie. Oxidy NOx (NO a NO2) s N2O zohrávajú dôležitú úlohu pri procesoch v
atmosfére a stratosfére - teda vo vzduchu a dusitany ovplyvňujú kvalitu vody,
resp. vodných tokov.

Dusík patrí medzi najdôležitejšie makrobiogénne prvky.
Uplatňuje sa pri všetkých biologických procesoch prebiehajúcich v povrchových,
podzemných a odpadových vodách a pri biologických procesoch čistenia a úpravy
vody.

Zlúčeniny dusíka môžu byť anorganického alebo organického
pôvodu. Zlúčeniny dusíka v biosfére neovplyvnené antropogénnou činnosťou sú
prevažne biogénneho pôvodu, vznikajú rozkladom organických dusíkatých látok
rastlinného a živočíšneho pôvodu.

Splaškové odpadové vody sú jedným zo zdrojov organického
dusíka. Z nich pochádza 45-80% organických látok. Najdôležitejšími dusíkatými
látkami v splaškových vodách sú amoniakálny dusík, močovina a aminokyseliny,
ktoré môžu byť voľné alebo viazané v bielkovinách a ich štiepnych produktoch..
Organického pôvodu sú aj zlúčeniny dusíka v poľnohospodárskych odpadových
vodách (močovka, hnojovica, silážne šťavy). Ďalším zdrojom je rozkladajúca sa
biomasa odumretých mikroorganizmov.

Anorganickým zdrojom dusíka sú splaškové vody z
poľnohospodárskej pôdy hnojenej minerálnymi dusíkatými hnojivami, atmosferické
vody (zvlášť v období búrkovej činnosti; oxidy dusíka vznikajú ako vedľajšie
produkty pri spaľovaní palív a veľké množstvo ich obsahujú výfukové plyny
motorových vozidiel) a niektoré priemyselné odpadové vody, napr. z tepelného
spracovania uhlia. Pri bilancii dusíka vo vodách môže mať v niektorých
prípadoch význam aj fixácia atmosferického elementárneho dusíka niektorými
mikroorganizmami.

Organické dusíkaté látky sa rozkladajú mikrobiálnou
činnosťou a dusík sa obyčajne uvoľňuje ako dusík amoniakový. Amoniak vznikajúci
pri rozklade proteínov, je v prírode pri vhodných podmienkach rýchlo oxidovaný
cez dusitany na dusičnany. Tento proces sa nazýva nitrifikácia. Hlavnými protagonistami tejto oxidácie sú
baktérie nazývané nitrifikanty. Tieto možno nájsť všade - v pôde, v obyčajných
aj morských vodách. Ide vždy o dve fyziologicky rozdielne skupiny
mikroorganizmov. Prvá skupina oxiduje amoniak na dusitany, druhá dusitany na
dusičnany. Nitrifikácia uzatvára obeh
dusíka medzi amoniakom a dusičnanmi. Nitrifikácia je ovplyvnená koncentráciou
kyslíka, oxidu uhličitého, pH, teplotou a niektorými organickými a
anorganickými látkami, ktoré ju môžu inhibovať (napr. fenolom, anilínom,
dusitanmi a pod.). Dusičnany, ako konečný produkt nitrifikácie, slúžia ako
základ pre asimilačné a disimilačné procesy látkovej výmeny. Asimilácia
dusičnanov ako zdroja dusíka zohráva v procese čistenia odpadových vôd
nepodstatnú úlohu, pretože na tento účel slúži amoniak. Na druhej strane môžu
však fakultatívne aeróbne baktérie (denitrifikanty) pri respirácii využívať
namiesto voľného kyslíka dusičnany. Táto disimilačná cesta vedie cez
medziprodukty dusitany (NO2-), oxid dusnatý (NO) a oxid dusný (N2O) až ku
molekulárnemu dusíku (N2).

Amoniakálny dusík

Ako minerály sa jednoduché amónne soli nevyskytujú.
Amoniakálny dusík je primárnym produktom rozkladu rastlinných a živočíšnych
organických dusíkatých látok. Amónne soli sú súčasťou niektorých dusíkatých
hnojív a z poľnohospodárskych plôch sa dostávajú do podzemných a povrchových
vôd. Sekundárne môžu amónne zlúčeniny vznikať priamo vo vodách redukciou
dusičnanov. Tento jav nastáva v podzemných vodách vo väčších hĺbkach, ktoré
obsahujú zvýšené koncentrácie železa a mangánu, prípadne aj sulfán a jeho
iónové formy. Amoniakálny dusík obsahujú odpadové vody z plynární, koksární a
galvanizovní. Môžu ho obsahovať aj pitné vody dezinfikované chlóramináciou. Do
atmosferických vôd sa dostáva z priemyselných exhalátov.

Pri rozpúšťaní amoniaku vo vode vzniká hydrát NH3.H2O, ktorý
priamo disociuje na ióny NH4+ a OH-. Zvyšujúca teplota podporuje disociáciu
NH4+ na NH3. Amoniak môže tvoriť ammínkomplexy s iónmi mnohých kovov v závislosti od koncentrácie amoniaku, od pH
prostredia a od koncentrácie kovu. Tieto komplexy môžu sťažovať odstraňovanie
kovov z odpadových vôd.

Podzemné vody a čisté povrchové vody majú koncentráciu
dusíka (NH3 + NH4+) asi do 0,1 mg.l-1. Väčšie koncentrácie dusíka v podzemných
vodách sa vysvetľujú chemickou redukciou dusičnanov, pokiaľ nie sú organického
pôvodu. Redukcia dusičnanov v železnatých vodách je rýchlejšia v alkalickom
prostredí a je urýchľovaná prítomnosťou medi. V podzemných vodách, ktoré
prichádzajú do styku s ropnými vodami môže byť obsah amoniakálneho dusíka aj
viac ako 100 mg.l-1. Vysoké koncentrácie sa vysvetľujú rozkladom fosílnej
organickej hmoty v anoxickom prostredí (Vo vode nie je prítomný elementárny
kyslík, aerobné organizmy využívajú kyslík viazaný v dusitanoch a dusičnanoch.
Redukcia prebieha až na elementárny dusík. Za týchto podmienok nevznikajú
typické produkty anaerobného metabolizmu.), kde neprebiehajú nitrifikačné
pochody.

Amoniakálny dusík je v prírodných vodách za oxických
podmienok veľmi nestály. Biochemickou oxidáciou (nitrifikáciou) prechádza na
dusitany až dusičnany. Chemická oxidácia je veľmi náročná. Manganistan
draselný, dichroman draselný ani ClO2-
sú neúčinné. Aj ozón oxiduje amoniakálny dusík len v závislosti od pH
prostredia a prítomnosti katalyzátorov. Potrebný je nadbytok ozónu a veľmi
alkalické prostredie. Účinným oxidačným
činidlom je chlór, ktorý podľa reakčných podmienok poskytuje zmes rôznych
chlóramínov, elementárny dusík alebo oxid dusný.

Z málo rozpustných zlúčenín amoniakálneho dusíka sú dôležité
podvojné fosforečnany MIINH4PO4 (MII = Mg,Zn,Cd ai.) ktoré sa zrážajú v
alkalickom prostredí. Majú veľký význam pre chemické odstraňovanie dusíka a
fosforu z vody a fosforečnan amónnohorečnatý MgNH4PO4(s) má význam pri
anaerobnej stabilizácii kalu.

Amoniakálny dusík je z hygienického hľadiska veľmi významný,
pretože je jedným z primárnych produktov rozkladu organických dusíkatých látok. Je preto dôležitým chemickým
indikátorom znečistenia podzemných vôd živočíšnymi odpadmi.

Toxický vplyv amoniakálneho dusíka na ryby je závislý od pH
vody, pretože toxický účinok má nedisociovaný hydrát amoniaku, nie ión NH4+, pretože ľahko preniká membránami buniek. Najvyššia dovolená
koncentrácia nedisociovaného amoniaku pre ryby sa pohybuje od 0,01 do 0,04 mg
N(NH3) v 1 litri. Bolo dokázané, že nedisociovaný NH3 je toxický aj pre rôzne
fotosyntetizujúce organizmy v koncentráciách väčších ako 1 mg NH3 v jednom
litri. Z toho vyplýva dôležitosť diferenciácie medzi obidvoma formami výskytu
amoniakálneho dusíka.

Amoniakálny dusík vo vode výrazne zvyšuje koróziu medi a jej
zliatin. V prípade zvýšenia koncentrácie amoniakálneho dusíka prebieha značná
korózia medi a jej zliatin už pri hodnotách pH 6-7.

Dusitany

Ako minerály sa dusitany v prírode nevyskytujú. Ak sú
prítomné vo vodách, vznikajú biochemickou oxidáciou amoniakálneho dusíka alebo
biochemickou redukciou dusičnanov. Anorganického pôvodu sú dusitany v
atmosferických vodách, kde sa môžu tvoriť oxidáciou elementárneho dusíka pri
elektrických výbojoch v atmosfére.

Niektoré priemyselné odpadové vody sú na dusitany veľmi
bohaté. Sú to napr. odpadové vody z výroby farbív, zo strojárenských závodov,
kde sa používajú kvapaliny na chladenie obrábacích strojov. Tieto kvapaliny
obsahujú dusitany ako inhibítory korózie. Dusitany sú súčasťou aj niektorých
rozmrazovacích kvapalín.

Vo vodách sú prítomné vo forme jednoduchého iónu NO2-.
Spravidla sprevádzajú dusičnany a
amoniakálny dusík. V čistých podzemných a povrchových vodách nie sú prítomné
vôbec, alebo len v stopových koncentráciách.

Najdôležitejšími bodovými zdrojmi dusitanov vo vyspelých
priemyselných krajinách sú dnes nitrifikujúce čistiarne odpadových vôd (ČOV).Tu
vznikajú dusitany ako medziprodukt pri nitrifikácii - oxidácii amoniaku na
dusičnany. Pri neúplnej nitrifikácii, spôsobenej určitou poruchou (napr.
hydraulickou, prevádzkovou alebo inhibíciou), môže dôjsť k vysokým
koncentráciám dusitanov na odtoku z
nitrifikujúcej ČOV. Ďalším potenciálnym zdrojom čiastočne už aj dnes a stále
viac v blízkej budúcnosti môžu byť denitrifikujúce ČOV. V týchto vznikajú
dusitany ako medziprodukt pri redukcii dusičnanov na molekulový dusík (N2).

Pri difúznych vnikoch dusíka spôsobených eróziou, podzemnými
a drenážnymi vodami, ktoré tvoria viac ako 50% celkových vnikov dusíka do
povrchových vôd, zohrávajú dusitany nepodstatnú úlohu. Za určitých okolností
môže dôjsť z polí, hnojených kalom z ČOV resp. močovkou a ležiacich v blízkosti
povrchových vôd, po silných dažďoch ku splachom, a tak sa môžu dostať dusitany
do recipientu.

Kritické faktory pre zvýšenú netto-produkciu dusitanov v
tečúcich vodách sú:

· vysoká
koncentrácia amoniaku resp. zvýšená produkcia amoniaku

· vyššia
teplota (v lete)

· toxické vplyvy,
ktoré majú selektívny účinok na druhý krok nitrifikácie (nitratácia).

Toxicita dusitanov vo vode je známa, preto sú vo vodných
tokoch nežiadúce. Toxické sú pre ryby - najcitlivejšie reagujú pstruhy.
Dusitany oxidujú železo hemoglobínu v krvných bunkách, pričom vzniká
methemoglobín. Týmto dochádza k zníženiu kyslíkovej kapacity krvných buniek.
Nízke koncentrácie kyslíka vo vode vzhľadom na spomenutý účinok dusitanov v
krvi ešte zvyšujú ich toxický účinok. Pre toxický účinok dusitanov na ryby sú
dôležité aj ďalšie podmienky. Významným faktorom je koncentrácia chloridov vo
vode, ktoré znižujú toxický účinok dusitanov.

Vysoké
koncentrácie dusitanov spôsobujú u
kojencov methemoglobinémiu. Okrem toho sa v kyslom prostredí
gastrointestinálneho traktu živočíšnych organizmov predpokladá možnosť
transformácie dusitanov na potenciálne karcinogénne N-nitrozoamíny.

Dusitany
sú všeobecný inhibítor pre celý rad mikrobiologických procesov. Brzdia za
určitých podmienok oxidáciu amoniaku (nitrifikáciu), redukciu N2O a spôsobujú
tak neúplnú denitrifikáciu dusičnanov na molekulový dusík, čím dochádza k úniku
N2O do atmosféry a zosilneniu skleníkového efektu atmosféry.

Dusičnany

Minerály obsahujú dusičnany veľmi zriedkavo. Dusičnany
vznikajú sekundárne pri nitrifikácii amoniakálneho dusíka. Sú konečným stupňom
rozkladu organických dusíkatých látok v oxickom prostredí. Ďalším zdrojom je
hnojenie pôdy dusíkatými hnojivami. Pri nadmernom hnojení sa dusičnany kumulujú
napr. v mrkve a špenáte. Pri elektrických výbojoch v atmosfére sa oxidáciou
elementárneho dusíka tvoria väčšinou dusičnany, ktoré prechádzajú do
atmosferických vôd.

Dusičnany sa vo vodách vyskytujú väčšinou v jednoduchej
iónovej forme, t.j. ako NO3-. Prítomné
sú takmer vo všetkých vodách. V prírodných vodách sa koncentrácie dusičnanov
menia v závislosti od vegetačného obdobia. V zime, v podzemných vodách, sa
nachádzajú v maximálnych koncentráciách. V lete, vo vegetačnom období, sú z
vody odčerpávané vegetáciou, vrátane lesných porastov. Maxima a minima závisia
aj od spôsobu obrábania pôdy.

V železnatých vodách býva obsah dusičnanov zvyčajne menší,
pravdepodobne vzhľadom na možnú redukciu.

Veľká koncentrácia dusičnanov a dusitanov je
charakteristická pre podzemné vody v oblastiach borovicových lesov, v
piesčitej, dobre prevzdušnenej pôde, ktorá obsahuje baktérie schopné fixovať
elementárny dusík a nitrifikačné baktérie. Opačne je to v smrekových a dubových
lesoch. Pod porastom agátov vzniká zvláštny druh humusu, bohatý na dusíkaté
zlúčeniny. Tie presakujúca voda vymýva z humusu aj zo systému koreňov do podzemných
vôd.

Dusičnany sú konečným produktom mineralizácie organicky
viazaného dusíka a za oxických podmienok sú stabilné.

Dusičnany v odtokoch z biologických čistiarní odpadových vôd
majú charakter sekundárneho znečistenia, môžu byť v povrchových vodách príčinou
nadmerného rozvoja rias a sinic.

Pri biochemických premenách podliehajú dusičnany vo vodách
redukcii na dusitany až elementárny dusík. Denitrifikácia, ktorá vedie k úbytku
zlúčenín dusíka vo forme N2, alebo N2O z vody, má význam v technológii vody. Navrhnutá
bola na odstraňovanie nadmerného anorganicky viazaného dusíka z odpadových vôd po ich biologickom čistení.
Hlavným dôvodom je odstránenie živín podporujúcich nadmerný rast zelených
organizmov.

Po vyčerpaní kyslíka rozpusteného vo vode môžu dusičnany
dočasne slúžiť ako zdroj kyslíka pre
biologickú oxidáciu organických látok prítomných vo vode.

Okrem biochemickej redukcie dusičnanov je za určitých
podmienok možná aj chemická redukcia, ktorá vo vodách prebieha pôsobením FeII v
alkalickom prostredí za katalytického pôsobenia medi. Reakcia je stimulovaná
síranmi a inhibovaná fosforečnanmi.

Dusičnany sú sami o sebe pre človeka málo škodlivé. Môžu
však škodiť nepriamo tým, že sa v gastrointestinálnom trakte môžu redukovať
bakteriálnou činnosťou na toxickejšie dusitany. Pokiaľ nedochádza k redukcii na
dusitany, sú dusičnany vylučované močom. Čím je hodnota pH žaludočných štiav
vyššia, tým ľahšie sa dusičnany redukujú na dusitany.

Ďalším negatívnym rysom dusičnanov je ich toxicita
spočívajúca v tom, že môžu byť prekurzormi N-nitrozoamínov. Z tohto hľadiska sú
škodlivé aj dospelým ľuďom.

Kyslík

Kyslík
prechádza do vody jednak difúziou z
atmosféry a jednak vzniká pri fotosyntetickej asimilácii vodných rastlín. V
čistých povrchových vodách je koncentrácia rozpusteného kyslíka obvykle 85-95 %
nasýtenia a počas dňa kolíše. Toto kolísanie súvisí s intenzitou fotosyntézy a
so zmenami teploty počas dňa.

Na rozdiel
od povrchových vôd sú podzemné vody chudobné na rozpustený kyslík, avšak po
vývere na povrch sa ním rýchle nasycujú. Množstvo rozpusteného kyslíka je
určujúcim faktorom, či budú vo vode prebiehať aeróbne alebo anaeróbne procesy.
Je nevyhnutný na zabezpečenie aeróbnych procesov pri samočistení povrchových
vôd a pri aeróbnom biologickom čistení odpadových vôd.

Obsah
rozpusteného kyslíka je dôležitým indikátorom čistoty tokov. Je nevyhnutný pre
život rýb. Koncentrácia 3-4 mg.l-1 sa považuje za dolnú hranicu. Lososovité
ryby vyžadujú koncentráciu okolo 6 mg.l-1.

Kyslík vo
vode má význam pri hodnotení agresivity vody na kovy (tzv. kyslíková korózia) a
je významným ukazovateľom pri kontrole práce biologických čistiarni odpadových
vôd.

Zlúčeniny uhlíka

Vzdušný
oxid uhličitý nemá vplyv na koncentráciu CO2 vo vodách. Oxid uhličitý
biochemického pôvodu je významným zdrojom CO2 v obyčajných podzemných a
povrchových vodách. Vzniká pri biologickom rozklade organických látok prítomných
vo vode aj v pôde.

Oxid
uhličitý je rozpustený v molekulovej forme ako voľne hydratovaný a len necelé
1% reaguje s vodou za vzniku nedisociovanej molekuly H2CO3. Obsah CO2 vo vodách
je hygienicky nevýznamný. Veľmi priaznivo ovplyvňuje chuť vody.

Hydrogenuhličitany sú bežnou súčasťou všetkých prírodných vôd a medzi
aniónmi väčšinou dominujú. Taktiež priaznivo ovplyvňujú chuť vody.

Uhličitany
sú v obyčajných podzemných a povrchových vodách spravidla nedokázateľné.
Iba pri intenzívnej fotosyntetickej asimilácii, keď dôjde k vyčerpaniu voľného
CO2 z vody, posunie sa uhličitanová
rovnováha v smere tvorby uhličitanov, čo sa prejaví zvýšením pH nad 8,3.

NA ZÁVER :

Dnes sme si predstavili hlavné chemické zložky , ktoré obsahuje voda v ktorej chováme naše velké cichlidy . V budúcom pokračovaní sa budem venovať látkam nežiadúcim v našich akváriách DUSITANOM a DUSIČŇANOM .

Pre  BIG CICHLIDS By MEPHISTOCICHLIDS .

„Žádný člověk není tak bohatý, aby mohl koupit svoji minulost.“ Oscar Wilde