Vízminőség, vízminősítés

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Hidrobiológia előadás Minőség Dolgok, jelenségek, folyamatok belső lényegi tulajdonságainak összessége, melyek révén azok egymástól elkülönülnek. Vízminőség, vízminősítés Németh Balázs Ákos Alkalmasság, jóság A minőség emberközpontú alkalmazása. Felhasználástól függ a kedvező vagy rossz minőség (Pl. halászat, fürdés, ivóvíz, ipari víz, öntözővíz, stb.) Vízminőség Régi megfogalmazás: A természetben előforduló víz tulajdonságainak összessége. Új megfogalmazás: A víztest állapota, amely az n dimenziós topológiai térben egy ponttal jellemezhető, ahol n egyenlő a víztest tulajdonságainak összességével. A valóságban az n számú jellemző nem határozható meg, kevesebbel kell beérni (idő, anyagi korlát, stb.) Oxigénelvonó anyagok (főként szervesanyagok) Növényi tápanyagok (N és P formák) Szerves mikroszennyezők (Peszticidek, gyomirtó szerek, szerves vegyipari hulladékok, stb.) Lebegő anyagok Nehézfémek (Ag, Cd, Cr, Cu, Hg, Fe, Mn, stb.) Fertőző ágensek (baktériumok, vírusok, stb.) Radioaktív anyagok Hő A szennyezőanyagok típusai A vízi oxigénforrás csökkenése Eutrofizálódás A táplálkozási kapcsolatok sérülése Potenciális toxikusság Járványok Esztétikai érték csökkenése Korrózió Biokorrózió A szennyezőanyagok hatásai Összes szennyezőanyag terhelés Háttérterhelés (természetes eredetű) Ipari vagy kereskedelmi terhelés Háztartásokból származó terhelés Mezőgazdasági terhelés Múltbeli szennyezésekből származó maradvány terhelés 1

2 A vízminősítés szerepe a vízminőség- szabályozásban Vízminőségi problémák Ellenőrzés Rendszeres vízminőség ellenőrzés Szennyezőanyag terhelés Osztályozás, trendek Ok-okozati összefüggések feltárása Alternatív szabályozási javaslatok kidolgozása Döntéshozás Vízhasználati igények Követelményeknek megfeleltetés A magyar vízminősítési rendszer Felszíni vizekre (folyókra, tavakra, tározókra) MSZ 12749:1993 szabvány Korábban 2 mintavételi hely volt, ma A komponensek koncentráció értékei szerint osztályoz osztályos besorolás (I. V. vízminőségi osztályok) Heti, kétheti, havi gyakoriságú mérés (egyenletesen vagy időszakosan) Mintegy -6 vízminőségi komponens Az MSZ 12749:1993 szabvány Felszíni vizek minősége, minőségi jellemzők és minősítés Hatálybalépés időpontja: január 1. A szabvány a komponenseket az alábbi mutatócsoportokba sorolja: Oxigénháztartás Nitrogén és foszforháztartás Mikrobiológiai jellemzők Mikroszennyezők Toxicitás Radioaktív anyagok Egyéb jellemzők Az oxigénháztartás jellemzői Oldott oxigén, Oxigéntelítettség, % Biokémiai oxigénigény (BOI ), Kémiai oxigénigény (KOI ps ), Kémiai oxigénigény (KOI Cr ), Összes szerves szén (TOC, Total Organic Carbon), 2

3 A nitrogén- és a foszforháztartás jellemzői Ammónium (NH 4 -N), Nitrit (NO 2 -N), Nitrát (NO 3 -N), Összes nitrogén (ÖN, TN), Ortofoszfát (PO 4 -P), Összes foszfor (ÖP, TP), Coliformszám, i/ml Fekális coliformszám, i/ml Fekális streptococcus, i/ml Salmonella, i/l Mikrobiológiai jellemzők Összes telepszám 2 C-on Összes telepszám 37 C-on a-klorofill, 4 alcsoportot különböztet meg: Szervetlen mikroszennyezők (Al, As, B, CN -, Zn, Hg, Cd, Cr, Ni, Pb, Cu) Szerves mikroszennyezők Fenolok Mikroszennyezők és toxicitás Detergensek Kőolajszármazékok (kőolaj és termékei, PAH-ok ok) Illékony klórozott szénhidrogének (kloroform, szén-tetraklorid tetraklorid) Peszticidek (klórozott CH-ek ek,, szerves foszforsavészterek stb.) Poliklórozott bifenilek (PCB) Pentaklór-fenol (PCP) Mikroszennyezők és toxicitás Toxicitás (Daphnia-teszt, csíranövény-teszt, halteszt) Radioaktív anyagok Összes β aktivitás, Bq/l Cézium ( 137 Cs), Bq/l Stroncium ( 9 Sr), Bq/l Trícium ( 3 H), Bq/l ph Fajlagos elektromos vezetőképesség 2 C-on, µs/cm Vas, Mangán, Összes lebegő anyag, Zavarosság, NTU (Nephelometric Turbidity Unit) Átlátszóság, m Lúgosság, mmol/l Keménység, CaO Egyéb jellemzők Ionok (Na, K, Ca,, Mg, CO 2-3, HCO - 3, SO 2-4, Cl - ) Toxikológia Toxicitás = mérgezőképesség Természetes (bakteriális endo- és exotoxinok, anyagcsere termékek) Mesterséges (emberi tevékenység által okozott mérgezőképesség) Nehézfémek Szerves mikroszennyezők Oxigénhiány Ammónia felszabadulás A toxicitás dózistól függő 3

4 Toxikológia Akut toxicitás (egyszeri, nagyobb dózis) Krónikus (idült) toxicitás (hosszú idejű, kisebb dózis) A fajok és egyedek érzékenysége különböző Értékelés LD és LC alapján Mérés célja: hígítási igény megállapítása Tesztek fajtái: gyorstesztek, hosszú idejű tesztek, különleges tesztek, ökotoxikológia Az eredmények átvitele emberre csak közelítőleg lehetséges Vízminősítés az MSZ szabvány szerint Minden egyes vízminőségi jellemző vizsgálati eredményeinek éves adatsorát külön-külön kell értékelni. Mértékadó értéknek általában a 9%-os összegzett relatív gyakoriságú (tartósságú) értéket tekintjük. Ha a vizsgálati gyakoriság kisebb 12-nél, akkor a mértékadó értéknek a legnagyobb vizsgálati eredményt tekintjük. A mikrobiológiai jellemzők csoportjában a minősítést a coliformszám alapján végezzük. Az így, komponensenként adódott vízminőségi osztályok közül a legrosszabbat kell egy-egy jellemző csoporton belül mértékadónak tekinteni. A felszíni vizek minőségi jellemzői és határértékei (kivonat az MSZ szabványból) Az oxigénháztartás jellemzői A felszíni vizek minőségi jellemzői és határértékei (kivonat az MSZ szabványból) A nitrogén- és a foszforháztartás jellemzői Komponens I. II. III. osztály IV. V. Komponens I. II. III. osztály IV. V. Oldott oxigén < 3 Ammónium (NH4-N),2, 1 2 > 2 Oxigéntelítettség % < 2 > 2 Nitrit (NO2-N) Nirtát (NO3-N),1 1,3,1,3 2 >,3 > 2 Biokémiai oxigénigény (BOI) > 1 Összes foszfor > Kémiai oxigénigény (KOIps) Kémiai oxigénigény (KOICr) Összes szerves szén (TOC) Szaprobitási (Pantle-Buck) index , , , ,3 > 2 > 6 > 2 > 3,3 Összes foszfor 2 Ortofoszfát 1 (PO4-P) Ortofoszfát 2 (PO4-P) a-klorofill > > > 2 > 2 1: tározásra vagy állóvízbe nem kerülő folyóvizek esetén 2: egyéb esetben A felszíni vizek minőségi jellemzői és határértékei (kivonat az MSZ szabványból) Mikroszennyezők és toxicitás Komponens I. II. III. IV. V. osztály Fenolok 2 2 > 2 Anionaktív detergensek 2 3 > Kőolaj és termékei 2 2 > 2 Benz(a)pirén,,7,1, >, Egyéb jellemzők 6, - 6,, - 6, <, ph - 6, - 8, 8, - 8, 8, - 9, 9, - 9, > 9, Fajl. elekt. vezkép. 1 (2 C-on) µs/cm 7 2 > 2 Vas,1,2, 1 > 1 Mangán,,1,3, >, A vízminőségi osztályok jellemzése I. osztály: kiváló víz. Mesterséges szennyező anyagoktól mentes, tiszta, természetes állapotú víz, amelyben az oldott anyag- tartalom kevés, közel teljes az oxigéntelítettség, a tápanyagterhelés csekély és szennyvízbaktérium gyakorlatilag nincs. 1: csak folyóvízre érvényes 4

5 II. osztály: jó víz. Külső szennyező anyagokkal és biológiailag hasznosítható tápanyagokkal kismértékben terhelt, mezotróf jellegű víz. A vízben oldott és lebegő, szerves és szervetlen anyagok mennyisége, valamint az oxigénháztartás jellemzőinek évszakos és napszakos változása az életfeltételeket nem rontja. A vízi szervezetek fajgazdasága nagy, egyedszámuk kicsi, beleértve a mikroorganizmusokat is. A víz természetes szagú és színű. Szennyvízbaktérium igen kevés. III. osztály: tűrhető víz. Mérsékleten szennyezett víz (pl. tisztított szennyvízzel már terhelt), amelyben a szerves és a szervetlen anyagok, valamint a biológiailag hasznosítható tápanyagterhelés eutrofizálódást eredményezhet. Szennyvízbaktériumok következetesen kimutathatók. Az oxigénháztartás jellemzőinek évszakos és napszakos ingadozása, továbbá, az esetenként előforduló káros vegyületek átmenetileg kedvezőtlen életfeltételeket teremthetnek. Az életközösségekben a fajok számának csökkenése és egyes fajok tömeges elszaporodása vízszíneződést is előidézhet. Esetenként szennyeződésre utaló szag és szín is előfordul. IV. osztály: szennyezett víz. Külső eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, illetve szennyvizekkel terhelt, biológiailag hozzáférhetó tápanyagokban gazdag víz. Az oxigénháztartás jellemzői tág határok között változnak, előfordul az anaerob állapot is. A nagy mennyiségű szerves anyag biológiai lebontása, a baktériumok nagy száma, valamint az egysejtűek tömeges előfordulása jellemző. A víz zavaros, esetenként színe változó, előfordulhat vízvirágzás is. A biológiailag káros anyagok koncentrációja esetenként a krónikus toxicitásnak megfelelő értéket is elérheti. Ez a vízminőség kedvezőtlenül hat a magasabb rendű vízi növényekre és a soksejtű állatokra. V. osztály: erősen szennyezett víz. Különféle eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, szennyvizekkel erősen terhelt, esetenként toxikus víz. Szennyvízbaktérium-tartalma tartalma közelít a nyers szennyvizekéhez. A biológiailag káros anyagok és az oxigénhiány korlátozzák az életfeltételeket. A víz átlátszósága általában kicsi, zavaros, bűzös, színe jellemző és változó. A bomlástermékek és a káros anyagok koncentrációja igen nagy, a vízi élet számára krónikus, esetenként akut toxikus szintet jelent. Természetes fürdővizek vízminősége 273/21. (XII. 21.) Korm. rendelet határozza meg Fizikai-kémiai, illetve mikrobiológiai paraméterekre ad előírást Sorszám 1. Vizsgálandó paraméterek Oxigéntelítettség (%) Megfelelő 8-12 Vizsgálati gyakoriság 2. ph 6,-9, 3. Szín Nincs szokatlan változás 4. Ásványi olaj Nincs olajfilm vagy jellemző szag. Anionos felületaktív anyag Nincs tartós habzás 6. Fenolok Nincs jellegzetes szag 7. Átlátszóság (m) 1 m 8. Darabos szennyeződések Nem lehetnek jelen

6 Természetes fürdővizek vízminősége Sorszám Coliformszám/ ml Escherichia coli/ ml Fekális enterococcus/ ml Salmonella/l Vizsgált jellemzők Enterovírus/ l Klorofill-a mg/m 3 ajánlott 2 Határérték megfelelő Vizsgálati gyakoriság Ivóvízkivételre használt vizek minősége 6/22. (XI..) KvVM rendelet határozza meg Rendkívül bonyolult, sok paraméteres kritériumrendszer 4 paraméterre ad határértéket, és azt is meghatározza, melyiket milyen módszerrel és milyen pontossággal kell mérni. Három kategória, attól függően, hogy az ivóvízzé alakításhoz milyen kezelés szükséges. Ugyanez a rendelet szabályozza a halas vizek vízminőségi kritériumait is. Három különböző csoport, attól függően, hogy pisztrángos, márnás vagy dévéres vizek kategóriájába sorolták az adott vizet. Minőségi jellemzők Pisztrángos víz Márnás víz Dévéres víz Hőmérséklet ( C) Hőmérséklet változás ( C) 1, 3 Oldott oxigén a mérések %-ában () 7 6, 4 Oxigén telítettség a mérések %-ában (%) Oldott oxigén a mérések %-ában () Oxigén telítettség a mérések %-ában (%) Lebegőanyag () 2 3 Vezetőképesség (µs/cm) 7 ph 6-8, 6-8, 6-9 BOI () 4 6 Ortofoszfát (),,1,2 Összes foszfor (),1,2,4 Szabad ammónia (),,2,2 Összes ammónium (),2, 1 Nitrit (),1,3,1 Nitrát () Fenolok (),,1,2 Szénhidrogének (), 1 3 Szabad klór (),,, Oldott cink (),,1,3 Oldott réz (),,1, Oldott vas (),1,2, Oldott mangán (),,2,2 6