PROJEKT VODA ŽIVÁ 2. ETAPA
žáci třídy AP2
květen, červen 2010
SŠ OSaP a VOŠ Kněžskodvorská 33/A České Budějovice
Obsah 1. 2.
Úvod ................................................................................................................................... 2 Odpovědi na otázky............................................................................................................ 2 2.1. Eutrofizace ................................................................................................................. 2 2.2. pH ............................................................................................................................... 2 2.3. Jak funguje ČOV ........................................................................................................ 3 2.4. Třídy jakosti vody ...................................................................................................... 4 3. Praktické úkoly................................................................................................................... 5 3.1. Vyhledání znečišťovatelů sledovaného území ........................................................... 5 3.2. Kvalita vody ............................................................................................................... 6 3.3. Rozbor vody ve školní laboratoři ............................................................................... 7 3.4. Výsledky................................................................................................................... 13 4. Dobrovolné úkoly............................................................................................................. 15 4.1. Co všechno se může dostat do vody......................................................................... 15 4.2. Anketa ...................................................................................................................... 17 5. Závěr................................................................................................................................. 18
1
1.
Úvod
Ve druhé etapě projektu „Voda živá“ s názvem ČISTOTA VODNÍCH TOKŮ jsme se zaměřili na zjištění látek, které přicházejí do vodních toků, na zdroje těchto látek a hlavně na kvalitu vody v námi sledovaných potocích a na odhalení konkrétních potenciálních znečišťovatelů. Při pátrání jsme využívali naše znalosti z hodin chemie, školní laboratoře, poznatky z minulé etapy, mapy, internet, odbornou literaturu, časopisy, etikety na saponátových výrobcích, informace od starostů dotčených obcí i od spolužáků a jejich rodičů.
2.
Odpovědi na otázky 2.1.
Eutrofizace
Eutrofizace je vlastně přehnojení vody, hlavně fosforečnany, které jsou limitujícím faktorem pro rozvoj rostlin. V důsledku nadbytku živin se vodní rostliny včetně řas a sinic přemnoží. Následně se rozmnožují také živočichové, kteří se těmito rostlinami živí. Po odumření se velké množství mrtvé masy odbourává aerobními bakteriemi. Tím dojde ke spotřebování kyslíku z vody, což nesvědčí rybám. Kromě toho se začnou množit bakterie anaerobní, dojde k zahnívání a tvorbě methanu, sulfanu a amoniaku. Také se rozkladem sinic a bakterií uvolňují toxiny. Organismy, které přežily úbytek kyslíku, hynou následkem otravy. Voda se mění na mrtvou, páchnoucí „žumpu“. Zdrojem fosforečnanů jsou kromě intenzivní zemědělské výroby (hnojiva, fekálie), některé průmyslové odpadní vody (prádelny, textilní průmysl) a komunální odpadní vody (fosforečnany z pracích a čistících prostředků a fekálie). Na rozdíl od hnojiv, z nichž je podstatná část fosforu využita pro tvorbu nové biomasy v podobě zemědělských plodin a část zůstane vázána v půdě, přechází veškerý fosfor z pracích a čistících prostředků do vodních toků.
2.2.
pH
Hodnota pH udává kyselost a zásaditost, stupnice hodnot se běžně pohybuje od 0 do 14, tj. pH < 7 označujeme jako kyselé, pH > zásadité a pH = 7 je neutrální. Přesná definice pH
[
]
je: pH = − log H 3 O + . pH vody je jedním z nejdůležitějších faktorů, který ovlivňuje život pod hladinou. Hodnota pH ovlivňuje chemickou formu ostatních látek, které jsou v ní přítomny. Důsledkem toho je fakt, že při určité hodnotě pH mohou být prvky volně dostupné, nebo naopak vázané (např. Fe2+, klíčový iont pro fotosyntézu rostlin, tento iont při vyšším pH snadněji přechází do vázané formy Fe3+, kterou rostliny nedokáží přijímat). Pro rostliny je ještě významnější vztah pH a množství rozpuštěného volného CO2. Ryby ovlivňuje pH jednak přímo (změna pH – změna osmotického tlaku) a jednak nepřímo díky již zmiňovanému ovlivňování formy rozpuštěných chemických látek. Velmi podstatný je vliv pH na činnost nitrifikačních bakterií a dusíkový cyklus látek, při pH< 7 je prudce jedovatý
2
amoniak NH3 přítomný v relativně neškodné formě NH4+, při zvýšení pH se rychle mění na amoniak NH3, což může mít fatální následky. V literatuře obvykle najdeme údaje, že pro ten který druh rostliny či živočicha je vhodné určité rozpětí pH. Pokud jde o rostliny, z těchto hodnot obvykle můžeme vyčíst, je-li druh schopný využívat HCO3- jako zdroj uhlíku, nebo nikoliv. Pro příjem mikroprvků je obecně optimální pH 6,3 – 6,8, rostliny, které preferují zásaditou vodu, si ve skutečnosti vybraly méně přijatelné prostředí prostě proto, že je tam nižší konkurence, i za cenu, že tam není dostupný volný CO2. Tyto druhy obvykle dobře porostou i v mírně kyselé vodě, mají však vyšší potřebu Ca2+ a Mg2+ vzhledem k tomu, že pocházejí z tvrdých vod. Nižší pH jim však samo o sobě neuškodí. Naopak rostliny, které preferují kyselou vodu jsou většinou neschopné přijímat HCO3- a v zásadité vodě budou trpět nedostatkem volného CO2, což se projeví velmi pomalým růstem, stagnací nebo odumřením.
2.3.
Jak funguje ČOV
Čištění odpadních vod pro nás není neznámá věc. Ve studijnímu programu našeho oboru – analýza potravin, je předmět potravinářská technologie. A protože ke všem výrobám je potřeba voda, učili jsme se jak se pitná voda vyrábí a jak se zase čistí, aby se mohla vrátit do přírody. Pro tentokrát jsme se ale rozhodli, že opustíme školní lavice a vydáme se do terénu, respektive na ČOV Hrdějovice, která slouží také obcím, kterými protékají naše potoky. Tohle jsme se dozvěděli: Čistička odpadních vod v Hrdějovicích je největší v kraji, voda do ní přitéká kanalizačním systémem z Českých Budějovic a okolních vesnic, které nemají vlastní čističku. Odpadní voda je tvořena dešťovou vodou, vodou z domácností, podniků a továren, které však musí mít i své vlastní čističky (např. BOSCH musí odstranit většinu těžkých kovů z výroby, papírny zase zbytky celulózy). Při mechanickém předčištění je voda nejprve zbavena pomocí česel hrubých nečistot, dále následuje lapač písku, který zachycuje jemné nečistoty jako písek, štěrk a prach. V usazovacích nádržích dojde k oddělení emulze složené z tuků a olejů, která je později odvezena na skládku. Na dně se usadí jemnější nečistoty, které se v odstředivce pomocí chemického přípravku oddělí od vody, tím vznikne tzv. primární kal, využíván je na zemědělské účely. Do zbylé vody se přidává směs různých mikroorganismů, hub a jednobuněčných organismů a voda se silně provzdušňuje. Organické znečištění slouží organismům jako potrava, čímž dochází k aerobnímu biologickému čistění. Vzniklý kal se v usazovací nádrži oddělí od vody. Vyčištěná voda (není pitná!) se vypouští do řeky. Kal je odváděn do vyhnívacích věží, kde dochází k anaerobnímu kvašení. Tam vzniká bioplyn, který čistička využívá k výrobě energie, hlavně tepla, jimž je vyhříván celý areál včetně vyhnívacích věží. Čistota vody je pravidelně kontrolována. Nejrizikovějším hlídaným faktorem je obsah dusíku. Špatně odstranitelné jsou antibiotika a hormony.
3
Pokud je zbytkové znečištění vody po biologickém čištění ještě příliš velké, je nutný ještě 3. stupeň čištění tzv. chemický, který pracuje na srážecích reakcích a odstraňuje např. fosforečnany. Na ČOV Hrdějovice není zatím jeho instalace nutná.
Obrázek č.1: Návštěva ČOV – aktivační nádrže, biologické čištění.
2.4.
Třídy jakosti vody
Hodnocení jakosti vody se provádí podle ČSN 75 72 21 Klasifikace jakosti povrchových vod. U vody se zjišťuje 6 skupin látek: A – Ukazatele kyslíkového režimu (např.CHSK), B – Chemické ukazatele – základní (např. pH, vodivost, Fe, dusičnany, amoniak), C – Chemické ukazatele – doplňující (např. chloridy, vápník, tenzidy), D – Těžké kovy, E – Biologické a mikrobiologické ukazatele (různé skupiny MO), F – Ukazatele radioaktivity. Podle obsahu těchto látek se povrchové vody rozdělují do 5-ti tříd: 1 - velmi čistá voda (vhodná pro vodárenské účely, potravinářský průmysl, koupaliště, chov lososovitých ryb, má velkou krajinotvornou hodnotu), 2 - čistá voda (vhodná k vodárenským účelům, chovu ryb, vodním sportům, zásobování průmyslu, má krajinotvornou hodnotu), 3 - znečištěná voda (jen pro zásobování průmyslu, pro vodárenství podmínečně, není-li vhodnější zdroj, má malou krajinotvornou hodnotu), 4 - silně znečištěná voda (obvykle jen pro omezené účely), 5 - velmi nečistá voda (obvykle se nehodí pro žádný účel).
4
Kromě tohoto systému existují ještě další způsoby posuzování kvality povrchových vod. Například podle saprobity se dělí povrchové vody od nejčistších na katasaprobní, oligosaprobní, mezosaprobní a polysaprobní.
3.
Praktické úkoly
Cílem praktické části 2. etapy bylo zjistit, jak čistá nebo špinavá je voda ve sledovaných potocích a jaké jsou zdroje případného znečištění. Vzhledem k nevýznamnosti našich vodotečí, jsme nenacházeli žádné konkrétní informace o kvalitě vody na internetu. Proto jsem stanovení železa, vápníku, hořčíku, amonných iontů, tvrdosti, dusičnanů, fosforečnanů, chloridů, amoniaku, pH, vodivosti, CHSK a senzorických vlastností provedli sami ve školní laboratoři, pod vedeném paní učitelky Pišanové. Protože množství srážek ovlivňuje kvalitu vody v potocích (větší splach z okolí nebo naopak naředění) sledovali jsme po celou dobu počasí, hlavně přítomnost srážek. Pro zjištění vybavenosti obcí kanalizací a ČOV a přítomnosti znečišťovatelů jsme kromě práce přímo v terénu a vyhledávání na internetu, oslovili prostřednictvím emailu starosty obcí. Většinou jsme se setkali se vstřícnou odpovědí a dokonce nabídkou na další spolupráci.
3.1.
Vyhledání znečišťovatelů sledovaného území
Potok Kyselá voda protéká (nebo je obtéká) obcemi Lhotice, Borek, Úsilné, Hrdějovice, Opatovice. Potok Dobrá voda obcí Libníč. Obce jsou vybaveny kanalizací a vlastní ČOV nebo jsou kanalizační sítí napojeny na ČOV Hrdějovice. V žádné z obcí se nenachází významnější průmyslový podnik. Největší zemědělský podnik hospodařící na zájmovém území je ZD Hosín, které slovy starostky Hrdějovic ing. Lepičové „hospodaří na polích dle platných zákonů a vyhlášek, protože zde jsou chráněné zdroje pitné vody. Volně se pasoucí stáda na našem území nejsou“. Při naší výpravě k potoku Kyselá voda západně od Hrdějovic jsme ale objevili odpad ze zemědělského podniku vyústěný přímo do potoka.
Obrázek č. 2: Vyústění odpadu ze zemědělského objektu do Kyselé vody u Hrdějovic.
5
Na základě vytipování potenciálních znečišťovatelů (obce, zemědělské objekty, pastviny, orná půda, průmyslové objekty) jsme vybrali odběrová místa na obou potocích tak, abychom zachytili změny kvality vody. Vzorky jsou označeny KV – Kyselá voda, DV – Dobrá voda a jsou číslovány vzestupně od pramene k ústí. Vzhledem k deštivému počasí, rozvodnění toků, podmáčení terénu a bujné vegetaci nebylo možné se dostat opravdu až k pramenům, ale první vzorky byly odebrány v místech, kde není předpokládané předchozí znečištění. Odběrová místa jsou zakreslena do mapy, která je součástí kapitoly 3.3.
Obrázek č. 3: Odběr vzorku DV 2 komplikovaný bujnou vegetací.
3.2.
Kvalita vody
Pro posuzování jakosti vody a pro klasifikaci povrchových vod platí příslušná norma ČSN 757221, která udává mezní hodnoty pro jednotlivé ukazatele vod s ohledem na ekologické posouzení kvality povrchové vody. V normě jsou chemické a fyzikální ukazatele rozděleny na tři základní skupiny: a) ukazatele kyslíkového režimu - rozpuštěný kyslík, BSK5, CHSKMn (oxidovatelnost), volný H2S, b) ukazatele základního chemického složení - rozpuštěné a nerozpuštěné látky, chloridy, sírany, vápník, hořčík, c) zvláštní ukazatele - teplota vody, pH, amoniak, amonné ionty, dusičnany, železo, mangan, fenoly, anionaktivní tenzidy, kyanidy, pach, zabarvení, oleje. Zvýrazněné ukazatele je nezbytně třeba stanovit k posouzení kvality povrchové vody, ostatní ukazatele je potřeba stanovit ve zvláštních případech, a to s ohledem na druh možného znečištění a na způsob dalšího využití povrchové vody. Kromě zmíněného zkráceného a úplného rozboru povrchové vody je podle stupně znečištění možno rozbor doplnit o některé specifické ukazatele (tenzidy, těžké kovy, ropné látky, ...).
6
3.3.
Rozbor vody ve školní laboratoři
Praktická část projektu zahrnuje odběr vzorků, jejich označení a popis, senzorické posouzení jakosti vody na odběrovém místě a posléze v laboratoři, fyzikální a chemický rozbor vzorků vod ve školní laboratoři fyzikální chemie, grafické a matematické zpracování výsledků na PC a vyhodnocení. Odběr a označení vzorků vody Zájmem našeho sledování byly dva potoky s názvy Kyselá a Dobrá voda. Jak již bylo uvedeno v úvodu praktické části vzorky jsou označeny KV – Kyselá voda, DV – Dobrá voda a jsou číslovány vzestupně od pramene k ústí, jak je uvedeno na mapě (obrázek č. 4) a v tabulce č. 1, 2 popisující odběrová místa. V dubnu (16. a 27.) jsme provedli pouze orientační měření fyzikálních ukazatelů (teplota, pH, vodivost) přímo v terénu. Hlavními odběrovými dny pro podrobnější fyzikálně chemický rozbor byly 25. květen., 7. a 8. červen. V prvním červnovém týdnu velmi intenzivně pršelo, což ovlivnilo některé ukazatele jakosti vody.
Obrázek č. 4: Orientační měření Kyselé vody v dubnu 2010.
Z potoku jsme odebírali vzorky ze středu toku, z tekoucí vody, z hloubky asi 5 cm do čistých plastových 1,5 litrových lahvích, které jsme vždy nejprve vymyli vodou z příslušného potoka a teprve potom naplnili vzorkem. Takto odebrané vzorky jsme skladovali v chladničce a prakticky do 24 hodin od odběru jsme provedli veškerá fyzikálně chemická měření. Vzorky vody pro senzorické hodnocení jsme odebrali do čisté skleněné chemické kádinky a hned na místě jsme provedli popis vzorku vody.
7
Tabulka č. 1: Označení vzorků vody a popis odběrových míst – Kyselá voda. Označení vzorku KV0
Datum odběru 7. 6. 2010
KV1
7. 6. 2010
KV2
8. 6. 2010
KV3 KV4 KV5
25. 5. 2010 25. 5. 2010 25. 5. 2010
Popis lokality Místo se nachází nedaleko obce Lhotice, pramen Kyselé vody se skládá z několika sběrných stružek, které přitékají z okolních polí. Odběr byl velmi komplikovaný pro velmi malé množství vody, špatný přístup a bujnou vegetaci. Provedeno bylo pouze orientační stanovení na místě. Odběrové místo a celé okolí leží v lese a v oblasti, kde je minimální vliv lidské činnosti. Místo se nachází na okraji obce Úsilné, potok protéká kosenými loukami, na březích smíšené porosty, nedaleko se nachází vyústění podzemních vod ze štoly Sv. Eliáše. Odběrové místo se nachází přímo na návsi obce Hrdějovice. Voda protéká zemědělskou oblastí západně od obce Hrdějovice. Odběrové místo se nachází několik metrů od soutoku s Vltavou.
Obrázek č. 5: Mapa odběrových míst.
8
Tabulka č. 2: Označení vzorků vody a popis odběrových míst – Dobrá voda. Označení vzorku DV1
Datum odběru 8. 6. 2010
DV2
8. 6. 2010
DV3
7. 6. 2010
Popis lokality Místo se nachází nad obcí Libnič, potok protéká lesem, kde se nachází Přírodní památka Libnič. Minimální vliv lidské činnosti. Odběrové místo pod obcí Libni, hustě zarostlé pobřežními křovinami. Vzorek odebrán asi 10 m před soutokem s Kyselou vodou, místo odběru leží v lese, ale velká část tohoto potoka před soutokem protéká zemědělskou krajinou.
Fyzikálně chemický rozbor Všechny vzorky jsme se snažili ihned po odběru, nejdéle do 24 hodin, zpracovat. Senzorické hodnocení, pH a vodivost a všechna titrační stanovení byla prováděna bez úpravy vzorků. Pro spektrofotometrická stanovení bylo nutné odstranit usazeniny a zákal. Nakonec byla dostačující opakovaná filtrace přes suchý skládaný filtr.
Obrázek č. 6 : Úprava vzorků vody před spektrofotometrickým stanovením. Měření pH Hodnotu pH jsme zjišťovali iontově selektivní skleněnou elektrodou HC 113, která byla připojena k pH metru GMH 3530. Měřicí přístroj po předchozí kalibraci elektrody pufry o pH 4 a 7 zaznamenává pH na základě naměřených standardních elektrodových potenciálů a aktuální teploty vzorků. Měření vodivosti Vodivost jsme stanovovali konduktometrem WTW inoLab Level 1 s vodivostní celou. Stanovená konduktivita slouží k odhadu stupně mineralizace vody, tj. množství ve vodě rozpuštěných látek. Vodivost vod je podle příslušné normy uváděna v mS/m. Přístroj má
9
zabudovaný teploměr, který neustále zaznamenává teplotu vzorku. Pomocí korekčního faktoru jsme pro objektivní vyhodnocení všechny naměřené hodnoty přepočetli na teplotu 20 °C. Spektrofotometrická stanovení Všechna následující stanovení byla provedena na spektrofotometru Spectronic® 20 GenesysTM ve viditelné oblasti v 1 cm plastových kyvetách. Fosfor V přírodních vodách se fosfor vyskytuje převážně ve formě různých fosforečnanů. Podstatou je převedení fosforu přítomného ve vzorku reakcí s molybdenanem amonným na kyselinu fosfomolybdenovou, která se zredukuje na fosfomolybdenovou modř. Toto modré zabarvení je vhodné ke spektrofotometrickému stanovení při vlnové délce 590 nm.
Obrázek č. 7: Kalibrační řada pro stanovení fosforečnanů ve vodě. Železo Veškeré železo přítomné ve vodě se oxidací peroxidem vodíku převede na železité ionty, které pak reagují v kyselém prostředí s thiokyanatanem draselným za vzniku červeného komplexu, který se měří při vlnové délce 500 nm.
absorbance
stanovení celkového Fe ve vodě 0,14 0,13 0,12 0,11 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
rovnice přímky: y = 0,0929x
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
hmotnostní koncentrace(mg/l)
Graf č. 1: Kalibrační přímka pro stanovení celkového Fe ve vodě.
10
Amoniak a amonné ionty Amoniak a amonné ionty reagují v alkalickém prostředí s jodidem rtuťnatodraselným za vzniku žlutohnědě zbarvené sraženiny. Při nízké koncentraci amoniaku a amonných solí a po odstranění některých rušivých látek přídavkem Seignetovy soli vzniká koloidní , vhodný pro fotometrické měření při 425 nm.
Obrázek č. 8: Kalibrační řada pro stanovení amoniaku a amonných iontů ve vodě. Dusitany Podstatou stanovení dusitanů ve vodě je diazotace kyseliny sulfanilové přítomnými dusitany a kopulace diazoniové soli s N-(1-naftyl)-ethylendiaminhydrochloridem za vzniku
červeného azobarviva. Intenzita zbarvení je přímo úměrná koncentraci dusitanů při 540 nm. Vzorek vody bylo nutno zpracovávat vždy ihned po odběru.
Obrázek č. 9: Kalibrační řada pro stanovení dusitanů ve vodě.
11
Titrační stanovení Všechna titrační stanovení vychází z principů metod odměrné analýzy. Touto metodou jsme stanovovali chloridy, celkovou tvrdost vody, vápenaté a hořečnaté ionty a tzv. oxidovatelnost – CHSKMn. Chloridy Votočkova metoda je založena na reakci chloridů s roztokem dusičnanu rtuťnatého za vzniku nedisociovaného rozpustného chloridu rtuťnatého. Jako indikátoru se používá nitroprusidu sodného, který dává s prvním přebytkem rtuťnatých solí bílý opalizující zákal. Tvrdost vody, Ca, Mg Toto stanovení patří do komplexometrické odměrné analýzy s názvem chelatometrie. Titrace využívá jevu, že v bodě ekvivalence vytěsní chelaton 3 titrovaný prvek z komplexu s metalochromním indikátorem, což se projeví změnou barvy z vínově červené na modrou. Společný obsah vápníku a hořčíku se stanoví titrací na indikátor eriochrom čerň T, během které tvoří chelaton 3 při pH 10 pevné komplexy nejprve s vápenatými, potom hořečnatými ionty. Obsah vápníku se stanoví při pH 12 titrací chelatonem 3 na indikátor murexid. Z rozdílu obou spotřeb se zjistí obsah hořčíku.
Obrázek č. 10: Chelatometrické stanovení vápníku ve vodě. Oxidovatelnost - CHSKMn Chemická spotřeba kyslíku je definována jako množství kyslíku, které se za přesně vymezených podmínek potřebuje na oxidaci organických látek ve vodě silným oxidačním činidlem. Hodnota CHSK je tedy mírou celkového obsahu organických látek ve vodě a tím i 12
důležitým ukazatelem organického znečištění vody a je nedílnou součástí každého rozboru všech typů vod. Ke stanovení oxidovatelnosti vod jsme použili tzv. Kubelovu metodu, která využívá jako oxidační činidlo manganistan draselný v silně kyselém prostředí kyseliny sírové.
3.4.
Výsledky
Všechny měřené vzorky vod měli při teplotě 20 °C hodnotu pH v mírně kyselé až mírně neutrální oblasti, pH se pohybovalo v rozmezí 6,7 až 7,8. Obecně lze říci, že Dobrá voda má nižší stupeň mineralizace než Kyselá voda, jak dokládají hodnoty vodivosti (viz tabulka č. 3, 4). Množství vápníku a hořčíku (tvrdost vody) a železa se v průběhu obou toků se výrazně nemění, z toho lze usuzovat, že obsah těchto prvků není závislý na lidské činnosti, ale na geologickém podloží lokality. Naopak mezi ukazatele, uvedené v tabulce č. 3 a 4, ovlivněné lidskou činností patří fosforečnany, chloridy, amoniak a dusitany. Jejich hodnoty jsou závislé na lokalitě, kterou toky protékají. Důležitým ukazatelem organického znečištění vod je stanovení oxidovatelnosti (CHSK), jejíž hodnoty se ukázaly velmi závislé na množství srážek, které do vody spláchnou velké množství organických látek z okolí. Stejnou závislost vykazují i senzorické vlastnosti (barva, zákal, zápach).
Tabulka č. 3: Výsledky fyzikálně chemického rozboru – Kyselá voda. Označení vzorku Datum odběru Senzorické hodnocení
pH Vodivost(mS/m) Fe (mg/l) P (mg/l) NO2- (mg/l) NH3/NH4+ (mg/l) Cl- (mg/l) Tvrdost(mmol/l) Ca (mg/l) Mg (mg/l) CHSKMn (mg/l)
KV1
KV2
KV3
KV4
KV5
7. 6.
8. 6.
25. 5.
25. 5.
25. 5.
Nažloutlá, čirá s mírným zápachem, bez viditelných pevných příměsí
Nažloutlá, čirá bez zápachu, s drobnými částečkami
Bezbarvá, čirá, zapáchající po rozkládajících organismech, s drobnými pevnými látkami
6,86 37 0,18 0,24 0,34 0,93
7,79 35 0,15 0,42 0,14 0,77
7,37 40 0,22 0,62 0,25 0,66
7,61 40 0,18 0,39 0 0,48
6,89 40 0,30 0,49 0 0,47
23 1,5 41 12 64
32 1,5 40 12 63
39 1,6 43 14 4
36 1,6 38 15 22
39 1,6 40 16 6
Nažloutlá, zakalená s mírným zápachem a velkým množstvím příměsí
Lehce nažloutlá, čirá bez zápachu s drobnými rozptýlenými příměsmi
13
Tabulka č. 4: Výsledky fyzikálně chemického rozboru – Dobrá voda. Označení vzorku Datum odběru Senzorické hodnocení
DV1
DV3
8. 6.
8. 6.
7. 6.
Nažloutlá, čirá bez zápachu, bez viditelných pevných příměsí
Nažloutlá, čirá bez zápachu, s většími kusy pevných látek
Nažloutlá, čirá, zapáchající po rozkládajících organismech, bez viditelných pevných příměsí
6,76 17 0,38 0,10 0,08 0,82 10 0,8 17 8 58
7,15 28 0,22 0,48 0,17 0,60 13 1,3 32 12 65
7,21 27 0,23 0,34 0,09 0,89 10 1,2 31 11 61
pH Vodivost(mS/m) Fe (mg/l) P (mg/l) NO2- (mg/l) NH3/NH4+ (mg/l) Cl- (mg/l) Tvrdost(mmol/l) Ca (mg/l) Mg (mg/l) CHSKMn (mg/l)
Fe
Koncentrace (mg/l)
DV2
P
dusitany
amoniak, amonné ionty
1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 KV1
KV2
KV3
KV4
KV5
Kyselá voda od pramene k soutoku Graf č. 2: Množství vybraných iontů v průběhu toku Kyselá voda.
14
koncentrace chloridů (mg/l)
40 35 30 25 20 15 10 5 KV
0 DV
Graf č. 3: Porovnání množství chloridů v průběhu toku Dobrá voda a Kyselá voda.
4.
Dobrovolné úkoly 4.1.
Co všechno se může dostat do vody
Do vody se dostávají různé látky jak původu přírodního, tak antropogenního. My se budeme zabývat pouze látkami původem z lidské činnosti. Již samotná lidská existence představuje určité znečištění přírodního prostředí (fekálie), pokud k tomu přidáme současný stupeň civilizace, průmysl, dopravu a zemědělství, zjistíme, že člověk ohrožuje přírodu nepřeberným množstvím chemických látek, se kterými se příroda sice ve většině případů umí poprat, ale ne v množstvích, která jí předkládáme. Většina těchto látek dříve nebo později končí ve vodě, buď přímo nebo pomocí splachů, výluhů, dešťů. V této kapitole se zabýváme látkami, které přicházejí do vody přímo z našich domácností nebo prostřednictvím městské kanalizace. Velkým problémem je v současné době zatížení vodního prostředí pracími a čistícími prostředky. Tyto prostředky obsahují jednak anionaktivní a neionogenní tenzidy, látky snižující povrchové napětí, což je hlavní prací složka prostředku. Bohužel působí nepříznivě na vodní organismy. Dříve byly tenzidy příčinnou kopců bílé pěny na našich řekách Dnešní tenzidy by měly být do třech týdnů odbouratelné minimálně z 90 %. Další složkou jsou fosforeřnany a trifosforečnany, které změkčují vodu a zvyšují účinnost pracího prášku a brání vzniku vodního kamene (dá se řešit praním v dešťové vodě nebo iontoměniči, které upraví vodu na praní). Fosforečnany nejsou sice toxické, ale jsou hlavní příčinou eutrofizace vod. Bělící a oxidační přísady odstraňují skvrny od kakaa, ovoce apod. (dříve se řešilo na louce), enzymy si poradí se skvrnami od vajec, krve a mléka (náhradou může být předodstranění
15
skvrny žlučovým mýdlem), regulátory pěnivosti zajišťují, aby se bubnové pračky neměnily v „hrnečku vař“, antiredepoziční látky zabrání zpětnému usazení špíny z prací vody na prádlo, inhibitory koroze chrání pračku. Další složky pracího prášku, jsou vlastně zbytečné a zvyšují pouze atraktivitu prostředku pro zákazníka. Optické zjasňující prostředky maskují zažloutnutí prádla a dělají bílou bělejší, parfémy zajití, že vaše prádlo voní jako rozkvetlá louka i ve velkoměstě, barviva přesvědčí hospodyni o vyšší účinnosti prášku, plnící přísady udělají cenu prášku na trhu bezkonkurenční, dokud si nepřečtete dávkování, kationaktivní tenzidy zaručí, že si ve vašem prádle udělá pelíšek králík, protože bude heboučké jako mámin kožíšek. Kationaktivní tenzidy jsou totiž hlavní složkou avivážních prostředků, ale mají význam pouze pokud se dávkují do poslední máchací vody. Spolu s anionaktivními tenzidy vyvářejí špatně rozpustné soli a neměly by se míchat dohromady. Kromě toho jsou podezřelé ze vzniku alergií, podráždění kůže a zvýšené náklonnosti organismu k plísňovým onemocněním. Tenzidy se nepoužívají jen do pracích prášků, ale k průmyslovému čištění všeho druhu, ke stabilizaci emulzí ve farmacii, kosmetice i potravinářství (margaríny, zmrzlina, uzeniny, čokoláda, chléb), k těžbě ropy, rud z chudých ložisek, při opracování kovů, při postřikování rostlin a stromů.
Obrázek č. 11: Grafické zpracování výsledků na PC a vyhledávání informací.
Zajímavou a málo známou problematikou jsou antibiotika v životním prostředí. Spolužačka ze 4. ročníku pracovala na ÚPB AV ČR v Českých Budějovicích na projektu o vzniku rezistentních mikroorganismů vůči antibiotikům. O výsledcích tohoto projektu nám udělala velmi poutavou přednášku. Dozvěděli jsme se, že antibiotika se dostávají do prostředí jednak s fekáliemi hospodářských zvířat. V živočišné výrobě jsou používána jako prevence nákaz hospodářských zvířat. Hnojením fekáliemi se dostávají do půdy a odtud do vody. Dalším zdrojem jsou
16
antibiotika vylučovaná lidmi při léčení. V naší republice máme 4 -5 krát vyšší spotřebu antibiotik než jiné vyspělé země. Lékaři je předepisují velmi často zcela zbytečně i na léčení viróz. Také špatně uložený odpad, buď prošlých léků nebo například nemocničního materiálu, může být zdrojem kontaminace vod. Antibiotika přítomná v prostředí způsobují, že některé mikroorganismy si vytvoří odolnost – rezistenci. V případě potřeby likvidace takového mikroorganismu, protože je původcem onemocnění, nastává problém. K léčení musí být použity buď velmi vysoké dávky nebo úplně nové antibiotikum.
4.2.
Anketa
Abychom mohli odpovědět na otázky 1 a 3, připravili jsme pro naše spolužáky anketu, ve které jsme se mj. ptali na bydliště, zda je v obci ČOV, jestli doma používají myčku, avivážní prostředky, jaké prací a čistící prostředky používají, apod. Jméno a příjmení Počet členů v domácnosti Bydliště Je v tvém místě bydlišti ČOV? Jaké používá vaše rodina prací prostředky? (název) Používáte aviváž?
Ano
Ne
Ano
Ne
Ano
Ne
Jakou aviváž používáte? Používáte myčku? Jaké přípravky do myčky používáte? Jaký mycí přípravek na nádobí používáte? Jaké dezinfekční prostředky používáte? (WC, koupelna) Používáte ekologické přípravky?
Ano
Ne
Obrázek č. 12: Anketní lístek.
Anketu vyplnilo 15 spolužáků z deseti různých obcí. Šest domácností je z Českých Budějovic, které mají ČOV. Ze zbývajících devíti má ČOV osm obcí, pouze jedna domácnost není napojena na ČOV. Myčku na nádobí používá 5 domácností. Pouze 4 domácnosti nepoužívají avivážní prostředky. Jen jedna domácnost používá ekologické přípravky na praní, mytí nádobí i dezinfekci (Ecover). Je to právě ta domácnost, která není napojena na ČOV. Ve zbývajících 14 rodinách se nejčastěji pere v Persilu (6) a Arielu (5), na mytí nádobí je nejoblíbenější Jar (12), k dezinfekce se nejčatěji používá Savo (12) a Domestos (6). Z avivážních prostředků je na 1. místě Silan (5) a Lenor (4), přípravek do myčky Somat (3). Další nejmenované přípravky se objevily v odpovědích jednou až dvakrát. Součty v některých případech jsou vyšší než 15, protože některé rodiny používají více druhů přípravků.
17
Také nás zajímalo složení pracích a čistících prostředků. Doma jsme studovali etikety a zjistili jsme, že většina používaných prostředků obsahuje anionaktivní a neionogenní tenzidy (5 – 15 %), fosforečnany (prostředky do myčky až 30 %), některé obsahují kationaktivní tenzidy, o kterých je napsáno v předchozí kapitole. Objevily jsme ale i tenzidy amfoterní, které jsou nejméně škodlivé pro vodu i lidi. Jsou součástí prostředků označených jako ekologické. Bohužel, stejně jako u tenzidů neionogenních, které mají lepší vlastnosti než anionaktivní, brání širšímu využití vysoká cena. Proto se amfoterní tenzidy používají hlavně v kosmetice. Voda ze všech našich domácností dříve nebo později končí, stejně jako voda z obou sledovaných potoků, ve Vltavě. Naštěstí z valné většiny předčištěná na ČOV. I tak by bylo možné snížit náš podíl na znečištění vody. Například používáním menších dávek pracího prostředku v závislosti na tvrdosti vody (je dobré si ji zjistit třeba na obecním úřadu) a míře ušpinění prádla. Dávky uvedené na obalech není nutné přesně dodržovat, mnohdy stačí menší množství. Nepoužívat zbytečně avivážní prostředky, sledovat složení pracích a čistících prostředků a nesahat vždy po tom nejlevnějším. S rozumem používat myčku na nádobí.
5.
Závěr
Na sledovaném území, kterým protékají potoky Dobrá a Kyselá voda se nachází 6 obcí. Odpadní voda z těchto obcí je čištěna na ČOV, většinou ČOV Hrdějovice. V oblasti se nenachází žádný významný průmyslový podnik, zemědělská výroba nepřináší znečištění většího rozsahu. Voda ve sledovaných potocích se v období bez větších srážek jeví čistá, průhledná, bez výrazného zápachu. Teplota se pohybovala v jarních měsících v rozmezí 8 - 19°C, v závislosti na místu měření, množství srážek a teplotě okolního vzduchu. V praktické části jsme zjistili, že podle ukazatelů, které minimálně souvisejí s lidskou činností můžeme oba toky zařadit do 1. třídy jakosti (velmi čistá voda). Obsah fosforu a dusíku v obou sledovaných formách je ovlivněn zemědělstvím, protože jejich hodnoty jsou od pramene k ústí prakticky stejné. Až na výjimky se hodnoty pohybují v třídě jakosti 3 až 5. Veškeré výsledky úzce souvisejí s množstvím srážek.
18
