Vízminőség

4.3. Vízminőség

A vízminőség a víz tulajdonságainak összessége. Egyértelmű tehát, hogy nincs egyetlen mód-szer, amely meghatározására alkalmas lenne. Sőt olyan skálák vagy mutatószámok sincsenek, amelyekkel a vízminőség általános érvénnyel kifejezhető. A gyakorlatban mindig valamilyen célra alkalmas minőség megállapításáról van szó. Külön tárgyalható tehát ennek megfelelően a folyóvíz, állóvíz (felszíni vizek), az ipari vizek, például: hűtővizek, vagy az öntözővizek és természetesen az ivóvizek minősítése is. A minősítés alapját minden esetben így olyan tulaj-donságok képezik, amelyek a kiválasztott cél szempontjából fontosak. Ami az embernek nem megfelelő, esetleg az állattenyésztésnél még felhasználható. Az olyan víz pedig, amely az állati szervezeteknek már nem felel meg, ipari hűtési célokra még alkalmas lehet. Tehát annak megállapítása, hogy a víz szennyezett-e, attól függ, hogy milyen célra kívánjuk felhasználni.

Megfordítva, vízszennyezőnek tekinthető az az anyag, ami a víz felhasználását az adott sajá-tos célra lehetetlenné teszi.

A természetes víz mindig tartalmaz oldott, valamint külön fázist is képező gáz, folyadék, vagy szilárd halmazállapotú szerves (élő és élettelen) anyagokat. Adott esetben tehát egy ter-mészetes víz minőségének megállapításához is sok paraméter együttes ismeretére van szük-ség. Ezen paraméterek ismeretében pedig mindig a felhasználási céltól és a víz eredetétől (vízkivétel helyétől) függően történik a vízminőség megállapítása.

Korábban vízszennyezésen egyszerűen valamilyen anyagnak a vízbe vezetését értették.

Könnyű azonban belátni, hogy ez önmagában még nem szennyezés. Ha kommunális szenny-víz jut például olyan befogadóba, amelyből ivóvizet vesznek ki, az ott szenny-vízszennyezésnek mi-nősülhet. Ugyanilyen mennyiségű szennyvíznek azonban nincs közvetlenül jelentősége a csak hajózásra vagy hűtésre szánt vízfolyásban, és kimondottan hasznos lehet ott, ahol haltenyész-tés érdekében alkalmazzák, tekintve, hogy növelheti a termőképességet. Általánosan víz-szennyezésnek hívnak manapság minden olyan hatást, amely a víz minőségét úgy befolyásol-ja, hogy emberi használatra való alkalmassága csökken vagy meg is szűnik.

A vízminőség-szabályozás munkájában az elmúlt évtizedben egyre nagyobb szerepet kap-tak a környezetvédelem szempontjai. A vízvédelem nemcsak az emberi egészség, hanem a vízi élővilág, tágabb értelemben a bioszféra védelme is. Eszerint a vízszennyezés aktuális meghatározása, bővített értelmezése is változott. A természetes vízösszetétel ismerete azért fontos, mert vízszennyezésről akkor beszélünk, ha ez a természetes összetétel észlelhető mér-tékben megváltozik. Ez a változás kétféleképp alakulhat ki:

 valamely természetes alkotóelem koncentrációja jelentősen megváltozik,

 a rendszerbe az adott ökoszisztéma természetes összetevőitől alapvetően eltérő minőségű komponens jut.

Kémiai értelemben a tiszta víz minőségét legjobban a csapadékvíz közelíti meg, de már ez is különböző gázokat és szilárd részecskéket mos ki a légkörből. A természetes vizek pedig nagyon változó összetételűek, oldott anyagaik minőségére, koncentrációjára a bennük leját-szódó kémiai folyamatok alapvető hatást gyakorolnak. A víz a felhasználás módjától függően eltérően szennyeződik. A víznek a felhasználás közben bekövetkezett szennyeződése tehát a természetes körfolyamatban meglévő anyagmennyiségtől eltérő mennyiségű, vagy attól eltérő minőségű összetevőket jelent. Érdemes figyelembe venni, hogy az eltérő mennyiség nemcsak egy, a természetes vízközegben eredetileg jelen lévő adott komponens nagyobb koncentráció-ját jelentheti, hanem a komponens koncentrációjának jelentős csökkenését is, hiszen az öko-lógiai folyamatok egyensúlyát kedvezőtlenül befolyásolva ez is káros lehet. Ha használt víz a

természetbe visszakerül, és az öntisztító képességet meghaladó mértékben terhelné a termé-szetes tisztítási folyamatokat (a vízkészletben állagromlást idézne elő), szükség van az el-használt víz befogadóba kerülését megelőző, mesterséges kezelésére.

Általánosan fogalmazva nemcsak azok a szennyező anyagok veszélyesek, amelyek kel-lemetlen szagúak, vagy amelyek feltűnő elváltozást okoznak a vizekben, hanem azok is, ame-lyek kis mennyiségben találhatók, jelenlétük nehezen kimutatható, de az egysejtűektől az em-berig, a biológiai rendszerben felhalmozódva kedvezőtlen hatást fejtenek ki.

A szennyezést okozó antropogén tényezők közül kiemelhető:

 rosszul végzett öntözés (vízveszteség, talajkárosodás),

 az intenzív állattartás, a műtrágyázás, valamint növényvédelem során keletkező szennyvi-zek,

 nem kielégítő fertőtlenítés (betegségek, fertőzések terjesztője),

 a helytelenül kezelt vagy lerakott hulladékok csurgaléklevei,

 a nagy mennyiségben kibocsátott, másrészt az egyre többféle (és egyben szintén növekvő mennyiségben alkalmazott) szintetikus vegyület (például toxikus elemek; köztük nehéz-fémek, növényvédőszerek),

 a légszennyezés (a savas esők okozta elsavanyodás, például az ipari, elsősorban energia-ipari) vagy közlekedési forrásokból származó nitrogén-oxidok és az energiatermelés során keletkező kén-dioxid,

 a szennyezés-kibocsátásoknak tulajdonítható éghajlatváltozás,

 erdőirtások, gátépítések, lecsapolások stb.

Vízkárnak (vizeink károsodásának) tekintik a vízszennyezés olyan mértékét, amikor a kedvezőtlen folyamatok csak mesterséges beavatkozással fordíthatók vissza, illetve csak az eredetihez képest eltérő egyensúlyi állapot hozható létre a szennyezést követően. A szennye-zések következtében közvetlen és közvetett károsodás egyaránt létrejöhet.

Közvetlen károk származnak abból, hogy:

 a szennyezett víz hasznosítási lehetősége korlátozódik,

 a víz felhasználását megelőző kezelés költségei növekednek.

Közvetett károknak tekintik:

 az emberi egészség károsodását,

 a szennyezett vízzel érintkező létesítmények fokozott korrózióját,

 a szennyvízzel elvezetett hasznos anyagok elvesztését,

 az üdülési lehetőségek csökkenését,

 a rosszabb vízminőség okozta minőségromlást az előállított termékekben.

A vízminőség jellemzése összetett kérdés, tekintve, hogy egyetlen paraméter, azaz egyet-len összetevő minőségi-mennyiségi meghatározása sosem alkalmas a jellemzésre. A vízminő-séget minden esetben tehát több (fizikai, kémiai, biológiai) paraméter együttese határozza meg a felhasználási cél és a víz eredetének figyelembevételével.

Az antropogén hatásokat tekintve a víz körforgásában a fő vízhasználók szerepét kell fi-gyelembe venni. A fő vízhasználók egyben mint fő szennyező források a következők szerint csoportosíthatók:

 kommunális fogyasztók (lakosság és a közintézmények),

4.3. Vízminőség 167

 ipari fogyasztók (nyersanyag-víz, használati vizek; hűtővíz, öblítő- és mosóvíz, szállítóvíz [például bányászatban], oldóvíz [például cukorgyártásnál], egyéb ipari víz, továbbá ivóvíz),

 mezőgazdasági fogyasztók (állattartás, haltenyésztés, növénytermesztés, öntözés).

E három főbb vízhasználó okozta szennyező anyag forráson belül, tekintve minden esetben alapvető jelenlétét, az energiaipar és a közlekedés szerepe külön is figyelmet érdemel.

Az anyagkibocsátás módja szerint a szennyezés jellege lehet:

 pontszerű,

 diffúz,

 folyamatos, illetve szakaszos,

 egyszeri, vagy időben ismétlődő jellegű.

Megjegyezzük, hogy a diffúz kibocsátást könnyű tévesen értelmezni. A diffúz kibocsátás nem azt jelenti, hogy a kibocsátás nagyobb területen jelentkezik, de ugyanakkor azonosítható pontforrásból származik (például a közlekedési eszközöket mozgó pontforrásoknak tekintjük, vizek minőségét is érintő szennyezőket folyamatosan bocsátanak ki működésük során, de a kipufogó rendszerük adott pontján kerül ez ki a környezetbe és ott, ha megfelelő műszaki megoldást alkalmaznak visszatartható). A diffúz szennyezés esetén nem köthető a szennyező-anyag-kibocsátás egy adott konkrét helyhez, ahol technológiailag a szennyezés visszatartása megvalósítható. Ilyen diffúz forrásnak számítanak a mezőgazdasági területek, ahol nagyobb térrészről a körülmények függvényében nem azonosítható helyen mosódik ki például a nö-vénytermesztésben alkalmazott műtrágya vagy növényvédőszer.

4.3.1. Vízminőségi jellemzők

Tekintve, hogy sokféle paraméter együttesen jellemzi a vízminőséget, ezért az áttekinthetőség és kezelhetőség szempontjából a jellemzőket csoportosítani szokták. A csoportosításra többfé-le besorolás terjedt el. Vannak minősítési csoportosítások, amelyek elsősorban a vízfelhaszná-lás célja szerint tekintik át és csoportosítják a jellemzőket, figyelembe véve azt, hogy más minőségi követelményeket támasztanak például az ivóvízzel, mást egy nagynyomású kazán tápvízével és mást egy halastó vízével szemben.

A vízhasználat céljai lehetnek például:

 a vízi élet zavartalan fenntartása,

 ivóvízhasználat,

 üdülési és sportcélú vízhasznosítás,

 öntözési vízhasznosítás,

 állattartás,

 iparágak vízellátása,

 szállítás.

A csoportosítás történhet a szennyező anyagok jellege szerint is. Egyik általános szennyező anyag típusok szerinti csoportosítás a következő:

 élőlények,

 anyagok,

 energia.

A szennyeződéseket emellett hatás és típus szerint is csoportosítja a szakirodalom:

 fertőzést okozó (baktériumok, vírusok, véglények),

 oxigént fogyasztó,

 eutrofizációt okozó,

 szerves és szervetlen anyagok,

 olajszennyeződések,

 szuszpendált szilárd (üledékek és kolloidok),

 radioaktív anyagok,

 hőszennyezés.

Ez esetben érdemes megfigyelni azt, hogy e hatás, típus szerinti csoportokba sorolás esetén nem különíthetők el élesen a szennyezők, ugyanis egy adott komponens hatása alapján egyi-dejűleg több csoportba is besorolható (például az eutrofizációt okozó reaktív foszfátok egyút-tal a szervetlen vegyületcsoportba is besorolhatóak, az olajszennyeződés egyben szerves, to-vábbá oxigénfogyasztó vegyületeket is jelent). Ezen besorolás alkalmazásakor azt is tekintet-be kell venni, hogy egy adott forrásból nem jellemzően csupán csak egy csoportba sorolható anyagok kerülnek az élővizekbe. A tisztítatlan kommunális szennyvíz például gyakran az első hat felsorolt típuscsoportba tartozó szennyeződéseket együttesen tartalmazza.

Az ivóvízre vonatkozóan például a csoportosítás alapja lehet WHO alapelvet követő. A világ ivóvízellátó-rendszereiben vegyi anyagok ezreit azonosították, de közülük a WHO az irányértékek megállapításához csak azokat választotta ki, amelyek:

 az emberi egészségre veszélyesek lehetnek,

 az ivóvízben gyakran vagy,

 nagy koncentrációban vannak jelen.

A fenti ismérvek alapján kiválasztott 95 féle ivóvízben előforduló vegyi anyagot a következő-képp csoportosították:

 klórozott alkánok és alkének,

 aromás szénhidrogének,

 növényvédőszerek,

 szervetlen vegyületek,

 fertőtlenítőszerek és reakciótermékeik,

 radioaktív anyagok.

Ismert az eddigieken túl másféle, például a vízben lévő összetevők eredet szerinti besoro-lása is. A vízszennyező anyagok természetes forrásból, de a legkülönfélébb ipari, mezőgazda-sági, valamint kommunális eredetű hulladékok (köztük szennyvizek) bemosódásából is szár-mazhatnak. Ezek közül a vízminőségi jellemzők természetes eredet szerinti csoportosítására mutat példát a 4.12. táblázat.

Igen hasznos és elterjedt, elsősorban a felszíni vizek jellemzésekor, a vizeket az élő és élettelen környezet kapcsolata alapján is minősíteni. Ez a csoportosítás bár a biológiai jellem-zők mellett fizikai-kémiai tulajdonságok besorolását is jelenti, mégis általánosan mint bioló-giai vízminősítés ismeretes. Eszerint négy fő, azaz a halobitás, trofitás, szaprobitás és toxici-tás, csoportba tartozhatnak a minőségi jellemzők (lásd a részletes leírásukat a 4.4.3. Biológiai paraméterek c. fejezetben).

4.3. Vízminőség 169

A vízbe a levegőből származó oxigénen, nitrogénen és szén-dioxidon kívül a meder kőze-teiből is szervetlen anyagok oldódnak ki; C, H, O, N, P, S, Si és nyomelemeket tartalmazó vegyületek, azaz a víz növényi tápoldattá alakul. A természetben kialakuló táplálék-kínálatra mindig akad fogyasztó. A létrejött szervetlen közegben növények szaporodnak el, amelyek a szervetlen tápanyagokból a napfény energiájának felhasználásával (fotoszintézis) létrehozzák saját testük szerves anyagait. Annyi növény keletkezik, amennyit az aránylag legkisebb meny-nyiségben lévő szervetlen tápanyag lehetővé tesz (minimumfaktor, azaz limitáló tényező). A növények termelte szerves táplálék heterotróf, szervetlenből szervest építeni nem tudó élőlé-nyek (baktériumok, gombák, állatok) létét teszi lehetővé a felszíni vizekben. Az élőléélőlé-nyek táplálékláncokba rendeződnek (aszerint, hogy melyik mit fogyaszt és kinek szolgál táplálé-kul), a lánc az algákkal táplálkozó növényevőkkel kezdődik, amelyeket a ragadozók sora fo-gyaszt. Ezekben a folyamatokban résztvevő vegyületek; szervetlen és szerves anyagok mint vízminőségi jellemzők sorolhatóak az előbb említett négyféle tulajdonságcsoportba.

Eredet Szilárd

4.12. táblázat: A természetes vizek fontosabb összetevői és azok eredete

A víz minőségét sokféle, egyidejűleg lejátszódó és egymást befolyásoló fizikai, kémiai és biológiai folyamat alakítja. Ezt figyelembe véve célszerű csoportosítási megoldás a folyama-tok jellemzőit egymástól elkülönítve eszerint vizsgálni. Ennek alapján a jellemzők besorolha-tók:

 fizikai,

 kémiai,

 biológiai,

 radioaktív,

 mikrobiológiai tulajdonságcsoportokba.

Fizikai tulajdonságcsoportba tartozik például a víz sűrűsége, viszkozitása, hőmérséklete, lebegő-anyag-tartalma (zavarossága), színe, szaga. Kémiai jellemző például a víz pH-ja, a szervetlen anyag tartalma, keménysége, a klorid-, szulfát-, illetve nitrátiontartalma, szervesanyag-tartalma, stb. Biológiai jellemző például: az összes algaszám, baktériumfaj és egyedszám, stb.

A víz minőségét kialakító, a vízben jelen lévő anyagokat célszerű a vízben való megjele-nési formájuk és alapvető összetételük szerinti csoportokban vizsgálni. A komponensek cso-portosításának alapja egyrészt így a halmazállapot, vagyis a vízben való megjelenésük szerint az eredetileg szobahőmérséklet közelében gáz, illetve folyékony és szilárd halmazállapotú anyagok:

 nem elegyedő fázisként és/vagy,

 oldott anyagként lehetnek jelen a vízben.

A főbb, a vízzel nem elegyedő, valamint oldott anyagcsoportok minden esetben vegyi összetételük alapján további szerves és szervetlen anyagcsoportokra oszthatók. Ezt a csopor-tosítást mutatja be szobahőmérsékleten a szilárd halmazállapotú komponensekre példaként a 4.10. ábra. Az oldott szilárd anyagok mellett e csoportosítás szerint a lebegő szilárd (szusz-pendált) anyagokon belül könnyen ülepedő, valamint nehezen elválasztható, stabil kolloid részeket különböztetünk meg.

Amennyiben a vizet az előbbiek szerint vizsgáljuk, pontos áttekintő képet nyerünk a szükséges és/vagy káros minőségű és mennyiségű vízminőségi összetevőkről, bármilyen fel-használási célú és bármilyen eredetű vízről is legyen szó. A vízminőségi jellemzők ilyen cso-portosítás szerinti meghatározása lehetővé teszi, hogy a vizet az adott felhasználási cél szem-pontjából minősítsük, és egyben, ha szükséges, az ilyen jellegű vízminősítés a megfelelő víz-kezelési módszer (technológiai eljárás) megválasztását is elősegíti.

Vizsgáljuk meg a foszforvegyületek példáján keresztül ennek a vízben való megjelenés szerinti paramétercsoportosításnak az információtartalmát. Amennyiben a foszforvegyületek összes, vízben található mennyiségéről van adatunk, csak azt ismerjük, hogy mennyi foszfort tartalmaz a víz, de azt nem, hogy a foszformennyiség lebegő vagy oldott, szerves vagy szer-vetlen formában található-e a kérdéses vízben, illetve azt sem, hogy milyen a vízben e vegyü-letek aránya (lásd a vízben előforduló foszforformákat mutató 4.11. ábrát).

4.3. Vízminőség 171

4.10. ábra: A vízszennyezők megjelenés szerinti csoportosítása

(példa: szilárd halmazállapotú anyagok vízben való megjelenés szerinti csoportjai)

Ennek megfelelően azt sem ismerjük, hogy a mikroorganizmusok és növényi sejtek szá-mára könnyen hozzáférhető ún. reaktív foszfátok mennyisége épp milyen hányadot képvisel az összes foszforkoncentráción belül. Ez utóbbi ismeretében könnyebb eldöntenünk, hogy milyen potenciális veszélyt jelent az adott foszformennyiség például a befogadóba bocsátás-kor. Az egyes vegyületformák biológiai hozzáférhetősége (beépítése, lebontása) ugyanis elté-rő, és ugyancsak a vegyületformától függ az, hogy melyik vízkezelési módszer alkalmazható hatékonyan az eltávolításukra. Amennyiben például az oldott reaktív foszfátok (hidrolizáló poli- és ortofoszfátok együttese) mennyisége jelentős az adott vízben, akkor feltételezhetően nagyobb a veszély, hogy élővízbe kerülve, ott gyors trofitásfok-növekedés, esetleg eutro-fizálódás következik be. Az ilyen típusú foszforvegyületek viszont éppen azok, amelyek eltá-volítására a fizikai-kémiai eljárás (derítés) hatékonyan felhasználható.

4.11. ábra: A vízben található foszforformák

In document Környezetkémia (Pldal 165-172)