Praćenje i merenje kvaliteta rečne vode je od ključnog značaja jer obezbeđuje osnovne podatke i neophodne informacije za donošenje odluka o upravljanju vodnim resursima.
Monitoring životne sredine – mapiranje reka
Rečni ekosistemi su tekuće vode koje dreniraju pejzaž i uključuju biotičke (žive) interakcije između biljaka, životinja i mikroorganizama, kao i abiotske (nežive) fizičke i hemijske interakcije mnogih njegovih delova.
Reke se takođe obično nazivaju izvorišnom vodom (zajedno sa potocima, jezerima, rezervoarima, izvorima i podzemnom vodom) koje obezbeđuju vodu za javne izvore vode za piće i privatne bunare.
Zaštita izvorske vode čini vodu iz slavine bezbednijom.
Zaštita izvora vode od kontaminacije smanjuje rizik od nebezbednih nivoa klica ili hemikalija u vašoj vodi i troškove tretmana vode.
Zaštita izvora vode od zagađivača—kao što su naš otpad i klice i hemikalije iz industrijskih i komercijalnih procesa—takođe pruža dodatne prednosti zajednicama ljudi i divljih životinja koje tamo žive.
Sistematsko praćenje kvaliteta riječne vode može nam dati uvid u promjene vode i pružiti vrijedan kontekst u vezi sa okruženjem i uticajem koji je imao na kvalitet vode.
Monitoring istraživanja se takođe može preduzeti da bi se utvrdila veličina i uticaji slučajnih događaja zagađenja, kao i da se pomogne u utvrđivanju uzroka i verovatnih izvora dugotrajnog problema zagađenja.
Život na kopnu se kritično oslanja na dostupnost površinske vode za domaću upotrebu, poljoprivredu i industriju, na koje direktno utiču promene u razmeni vodene mase sa nižim slojem atmosfere.
Hemijske karakteristike rečnih vodnih tela potiču iz različitih prirodnih izvora, uključujući ispiranje zemljišta, trošenje minerala i atmosferske unose.
Osim toga, rečni putevi se često ukrštaju sa veštačkim objektima i ispuštanjem vode koji mogu predstavljati opasnost za život u vodi i zagaditi izvore vode za piće.
Redovna standardizovana analiza hemijskih parametara u vodnim tijelima omogućava ranu identifikaciju postojanja opasnih nivoa supstanci koje su prisutne iznad bezbednih nivoa.
Praćenje nam može dati pouzdane informacije u vezi sa promenama i trendovima koji su se desili tokom određenog vremenskog perioda.
Lokacije
Odabir lokacije i doslednost u mapiranju mogu biti od velike vrednosti.
Lokacije koje predstavljaju najveće moguće pretnje treba identifikovati i pratiti u češćim ciklusima.
Period
Analizu opštih fizičko-hemijskih parametara preporučuje se da se vrši na mesečnom nivou.
U slučaju sumnje na zagađivač, treba uključiti dodatnu analizu.
Promene u hemiji vode
Uz praćenje naših regionalnih površinskih voda, možemo kreirati bolje prognoze budućih promena i unapred planirati i ulagati.
Osnovne smernice za prikupljene informacije:
- hemijske karakteristike – npr. rastvoreni kiseonik, pH, salinitet, koncentracija hranljivih materija i drugi zagađivači
- fizičke karakteristike – npr. temperatura, boja, svetlost, sediment suspendovan u vodi (zamućenost)
- biološke karakteristike – npr. bakterije i alge.
Postoji nekoliko pristupa ključnoj proceni kvaliteta vode:
- direktno merenje „na licu mesta” sa mapiranjem prenosivih brojila može se obaviti preko GPS opcija
- kontinuirano praćenje – evidentirano u redovnim intervalima tokom dužeg perioda
- prikupljanje uzoraka vode za laboratorijske analize
pH
Za razliku od jezera i bara, reke su otvoreni sistemi, gde dolazi do česte razmene vode.
Jedan od najrazornijih neželjenih efekata zagađenja je povećana kiselost kišnih i podzemnih voda. Ovo utiče na životinje i biljke i ima dugoročne implikacije na našu okolinu.
Testiranje pH nivoa ukazuje na svojstva kiseline ili baze uzorka. Reke imaju određeni kapacitet da spreče promene pH vrednosti strukturom i sastavom rečnog korita. Međutim, drastične promene pH vrednosti mogu imati štetne posledice po zdravlje reka.
Izvori kiselosti i niskog pH nivoa mogu biti povezani sa zagađenjem ili prirodnim faktorima, kao što su kisele kiše, ali i drugim spoljnim faktorima koji mogu izazvati fluktuacije pH vrednosti reke.
Neki od doprinosa mogu biti poljoprivredni oticaji, kisela drenaža rudnika (AVD) i emisije fosilnih goriva kao što je ugljen dioksid, koji stvara slabu kiselinu kada se rastvori u rečnoj vodi.
Rastvoreni kseonik
Izmerena količina rastvorenog kiseonika je direktan pokazatelj zagađenja vode.
Rastvoreni kiseonik (DO) je količina kiseonika dostupna živim vodenim organizmima. Količina rastvorenog kiseonika ukazuje na njen kvalitet vode.
Iako je atmosfera 20 odsto kiseonika, ona ima veoma nisku rastvorljivost u vodi, a njena rastvorljivost opada sa povećanjem temperature i saliniteta.
Kiseonik će difundovati u površinske vode iz atmosfere brzinom od 1 do 5 mg/L dnevno, primarni izvor kiseonika u većini prirodnih vodnih tela je fotosinteza iz fitoplanktona i vodenih biljaka, koja se kreće od 5 do 20 mg/L dnevno.
Respiratorni gubici kiseonika uključuju disanje planktona (5 do 15 mg/L dnevno), disanje riba (2 do 6 mg/L dnevno), disanje bentoskih organizama (1 do 3 mg/L dnevno) i difuziju kiseonika u vazduh (1 do 5 mg/L dnevno).
Pošto se kiseonik proizvodi samo tokom dana, a disanje se odvija 24-časovno, postoji dnevna (dan-noć) fluktuacija koncentracije rastvorenog kiseonika, sa minimumom pri izlasku sunca.
Azot (nitrati – nitrit – amonijak)
Azot je neophodan za život jer je ključna komponenta proteina i nukleinskih kiselina.
Azot se javlja u mnogim oblicima i niz bakterija neprekidno kruži među ovim oblicima.
Iako azota ima u izobilju u atmosferi kao dvoatomski gas azota (N2), on je izuzetno stabilan, a pretvaranje u druge oblike zahteva veliku količinu energije.
Istorijski gledano, biološki dostupni oblici NO3- i NH3 su često bili ograničeni; međutim, trenutni antropogeni procesi, kao što je proizvodnja đubriva, uveliko su povećali dostupnost azota živim organizmima.
Kruženje azota među njegovim brojnim oblicima je složen proces koji uključuje brojne vrste bakterija i uslove životne sredine.
Generalno, ciklus azota ima pet koraka:
- Fiksacija azota (N2 do NH3/ NH4+ ili NO3–)
- Nitrifikacija (NH3 do NO3–)
- Asimilacija (ugradnja NH3 i NO3– u biološka tkiva)
- Amonifikacija (organska jedinjenja azota u NH3)
- Denitrifikacija (NO3– do N2)
Ciklus azota
Crvena: oksidacija amonijaka u nitrit (nitritacija)
Crvenkasta: potpuna oksidacija amonijaka do nitrata (komamoks)
Zelena: oksidacija nitrita do nitrata (nitracija)
Žuta: Anammok proces
Plava: denitrifikacija
Ljubičasta: disimilatorna redukcija nitrata u amonijum (DNRA)
Siva: fiksacija azota
Intermedijeri za nitritaciju, komamoks i anammoks nisu prikazani.
Uobičajeni oblici azota
Najčešći oblici neorganskog azota u životnoj sredini su dvoatomski gasoviti azot (N2), nitrat (NO3–), nitrit (NO2–), amonijak (NH3) i amonijum (NH4+). Vrste koje preovlađuju zavise od hemijskog, fizičkog i biološkog okruženja.
U vodenim sredinama, prisustvo azota kao nejonizovanog amonijaka (NH3) ili amonijuma (NH4+) zavisi od pH i temperature.
Kada je pH ispod 8,75, preovlađuje NH4+. Povećanje pH označava povećanje koncentracije hidroksil jona (OH–) u vodi, što znači da će se gornja reakcija pomeriti ulevo da bi se postigla ravnoteža.
Iznad pH od 9,75, preovlađuje NH3 (Hem, 1985). NH3 je toksičniji za život u vodi. Ako se biološka asimilacija NH3 ne odvija dovoljnom brzinom, NH3 se može akumulirati i izazvati štetne efekte na život u vodi.
Praćenje nivoa azota je neophodno iz mnogo razloga, uključujući otkrivanje osnovnih nivoa i trendova hranljivih materija, sprečavanje eutrofikacije i minimiziranje toksičnih efekata trovanja amonijakom ili nitritima.
Nitriti
Ako se utvrdi prisustvo nitrita u slatkoj vodi, to može predstavljati toksičnu pretnju za skoro sva živa bića. Nitrit je reaktivan i ima sposobnost da oksidira Fe2+ hemoglobina (Hb) u Fe3+. Ovaj mehanizam utiče na smanjenje kapaciteta krvi za nošenje kiseonika.
Prvi nitrit reaguje sa deoksihemoglobinom i protonom da bi formirao NO i methemoglobin prema jednačini 1:
NO2 – + HbFe+2 (deoksihemoglobin) + H+→NO (azot oksid) + HbFe+3 + OH−.
Reakcija nitrita i hemoglobina formiranja N2O3 može regulisati izvoz NO iz eritrocita.
MUTNOĆA
Materijal suspendovan u vodi utiče na prodiranje svetlosti i stepen do kojeg je blokiran naziva se zamućenost. Ukratko, zamućenost je merenje količine suspendovanog materijala u vodi i ukazuje na bistrinu vode.
Suspendovane čvrste materije mogu imati veliki uticaj na vodna tela. Oni mogu smanjiti količinu rastvorenog kiseonika i podići temperaturu površinske vode. Takođe mogu uticati na vid ribe, mrijest i disanje; kao i disanje vodenih makrobeskičmenjaka.
U potocima može doći do povećane sedimentacije i mulja, što može dovesti do oštećenja staništa riba i drugih vodenih životinja. Čestice takođe obezbeđuju mesta za pričvršćivanje drugih zagađivača, posebno metala i bakterija. Iz tog razloga, očitavanja zamućenosti se mogu koristiti kao indikator potencijalnog zagađenja u vodnom tijelu.
ISO standard je usvojio FNU (Formazin Nephelometric Unit) dok EPA koristi NTU (Nephelometric Turbiditi Unit).
HI9829
Višeparametarski vodootporni merač pH/ISE/EC/DO/zamućenosti,
sa GPS opcijom
HI9829 je vodootporni prenosivi multiparametarski merač koji prati do 14 različitih parametara kvaliteta vode.
Višesenzorska sonda zasnovana na mikroprocesoru omogućava merenje ključnih parametara uključujući pH, ORP, provodljivost, rastvoreni kiseonik, zamućenost, amonijum, hlorid, nitrate i temperaturu. Sonda digitalno prenosi očitavanja sa opcijama za evidentiranje podataka dok je isključena sa merača.
Opcioni GPSomogućava praćenje lokacije merenja. Kompletan sistem je jednostavan za podešavanje i lak za korišćenje. HI9829 je veoma prilagodljiv i isporučen sa svim potrebnim dodacima, upakovanim u izdržljiv kofer za nošenje.
Dve sonde koje možete izabrati (osnovna ili prijavljivanjem)
HI7609829 (osnovni) i HI7629829 (prijavljivanje) su višeparametarske sonde za upotrebu sa HI9829 prenosivim meračem. Postoji opcija da izaberete koja će sonda biti isporučena sa HI9829.
Podrazumevano, HI9829 i odgovarajuća sonda će biti opremljeni senzorima pH/ORP, provodljivosti i rastvorenog kiseonika. Svaka sonda se može nadograditi za merenje mutnoće pomoću senzora zamućenosti/provodljivosti.
Lako merenje zamućenosti na licu mesta!
Senzori kodirani u boji, zamenljivi na terenu
Senzori kodirani u boji, zamenljivi na terenu
ISE
Dostupan je izbor od tri jonoselektivne elektrode (ISE) za stalno izveštavanje o uobičajenim zagađivačima površinskih voda. Dostupni su ISE za nitrate, amonijum i hlorid.
- HI7609829-10 Amonijum ISE
- HI7609829-11 Hlorid ISE
- HI7609829-12 Nitrate ISE
Uzorci prikupljeni preko lokacijskih tačaka mogu se lako analizirati na spektrofotometru za niz ključnih parametara kao što su:
- Alkalnost
- Amonijak
- Kalcijum
- Slobodan Hlor
- Ukupan Hlor
- Hemijska potreba za kiseonikom (COD)
- Bakar
- Ukupna Tvrdoća
- Gvožđe
- Nitrat
- Nitriti
- Ukupan Azot
- Rastvoreni kseonik
- Fosfat
- Reaktivni Fosfor
- Anjonski surfakanti
mag.ing.chem.ing
Imate pitanja?
Kontaktirajte Hanna tehničkog stručnjaka na [email protected] ili koristeći naš kontakt obrazac.
Izvori:
APHA AVVA, VPCF, 1998. Standardne metode ispitivanja voda i otpadnih voda 20. izdanje. Američko udruženje za javno zdravlje, Američko udruženje za vodoprivredu, Federacija za zaštitu životne sredine, Vašington, DC.
https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/43428/9241546964_eng.pdf?sequence=1&isAllowed=y
https://pubs.usgs.gov/wsp/wsp2254/pdf/wsp2254a.pdf
https://www.epa.gov/national-aquatic-resource-surveys/indicators-dissolved-oxygen
https://extension.usu.edu/waterquality/learnaboutsurfacewater/propertiesofwater/turbidity
https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/dissolved-oxygen
Sa vrhunskim instrumentima, dolaze vrhunski rezultati
