Kvalita povrchových vôd - Ukazovatele anorganického znečistenia

Chemicky čistá voda je iba destilovaná voda. Vodu vyskytujúcu sa voľne v prírode môžeme považovať za znečistenú, no s rozličným stupňom jej znečistenia. Z chemického hľadiska ju pokladámeza roztok rôznych plynov, anorganických i organických látok.

Zloženie prírodných vôd je ovplyvnené rozpustnosťou tuhých látok a plynov, výmenou iónov medzi kvapalinou a tuhou fázou, oxidačno-redukčnými a biochemickými procesmi. Znečisťujúce látky môžu mať fyzikálny, chemický, mikrobiologický, biologický, toxický a radiačný charakter. Prítomnosť anorganických látok a ich zlúčenín v povrchových vodách môže byť dôsledkom prírodných procesov alebo antropogénnych činností.

Celkový dusík (Ncelk.)

Celkový dusík je súčet koncentrácie dusíka amoniakálneho, organického, dusičnanového a dusitanového. V nízkych koncentráciách je prítomný takmer vo všetkých vodách. Väčšie množstvá sa do vôd dostávajú až z dôvodu jeho použitia v poľnohospodárstve, vo forme hnojív a z prostredia znečisteného ľudskými a zvieracími výkalmi. Dusík z priemyselných hnojív je hlavným zdrojom anorganického dusíka v povrchových vodách a na mnohých miestach stimuluje rast rias (eutrofizácia). S jedným z jej prejavov sa v lete na rybárskych revíroch stretlo už určite väčšina rybárov, sú ním sinice. 

Obr.: Eutrofizácia viditeľná rozmnožením siníc (zdroj: wikipedia)

Dusičnany (NO3-)

Dusičnany sú podobne ako amónne ióny, v nízkych koncentráciách prítomné prakticky vo všetkých povrchových vodách. Výraznejšie koncentrácie však sú podmienené antropogénnymi vplyvmi. Predstavujú konečný stupeň rozkladu organických dusíkatých látok nitrifikačnými procesmi v rámci dusíkového cyklu a sú významným zdrojom živín pre vegetáciu. Vďaka tomu má obsah dusičnanov v povrchových vodách výrazný ročný cyklus. Vo vegetačnom období, t.j. na jar a v lete, kedy sú dusičnany spotrebovávané vegetáciou, sú ich koncentrácie vo vodách nižšie. Maximálne hodnoty dosahujú mimo vegetačného obdobia, na jeseň a v zime. Hlavným zdrojom dusičnanov sú plošné zdroje znečistenia, najmä z poľnohospodárskej oblasti. Jedná sa o splach z plôch využívaných na poľnohospodárske účely, na ktorých sú aplikované prírodné či umelé dusíkaté hnojivá.

Hladina dusičnanov v povrchových vodách niekde prevyšuje hygienické normy, spôsobuje tým riziko pre ľudské zdravie. Zvýšený obsah vo vode môže byť pri vhodných podmienkach príčinou dusičnanovej methemoglobinémie u kojencov do 3 až 6 mesiacov, ak sa takáto voda používa na prípravu ich umelej stravy.

Dusitany (NO2-)

Dusitany sú výsledkom oxidačno-redukčných procesov prebiehajúcich pri jednotlivých formách dusíka. Môžu byť výsledkom nitrifikácie, ako medzi stupeň transformácie amoniakálneho dusíka na dusičnany, alebo naopak výsledkom denitrifikácie dusičnanov.

Okrem toho, že sa dusitany v povrchovej vode vyskytujú ako produkt spomínaných procesov, môžu sa v nej vyskytovať tiež ako dôsledok vypúšťania odpadových vôd do povrchových vôd. Zdrojom znečistenia je spravidla priemysel, v nízkych koncentráciách sú obsiahnuté aj v atmosférických zrážkach. Prítomnosť dusitanov vo vodách môže indikovať aj fekálne znečistenie, pretože môžu byť produktom rozkladu organického dusíka vyskytujúceho sa v živočíšnych odpadoch. Dusitany sú pre ryby a vodné organizmy toxické už aj pri malých koncentráciách.

Obr.: Voda kontaminovaná sinicami – Košice Nad Jazerom (zdroj: Dnes24.sk) 

Amoniakálny dusík (N-NH4+)

Amoniakálny dusík sa vo vode vyskytuje buď vo forme nedisociovaného amoniaku NH3, ktorý je tu hydrátovaný (NH3 . H2O), alebo katiónu NH4+ . Ich pomerné zastúpenie závisí od pH vody.

Minerály sa ako 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 sulfánu a jeho iónových foriem. Amoniakálny dusík obsahujú odpadové vody z plynární, koksární a galvanizovní. Môžu ho obsahovať aj pitné vody dezinfikované chlóramináciou. Do atmosférických vôd sa dostáva z priemyselných exhalátov.

Obr.: Kúpanie vo vode obsahujúcej sinice môže byť príčinou rôznych dermatitíd (zdroj: https://kosice.korzar.sme.sk)

Fosfor (Pcelk.)

Vo vodách sa fosfor vyskytuje v rozpustnej (koloidnej a suspendovanej) forme. Hoci rastliny môžu využívať fosfor iba v rozpustnej forme, koncentrácia celkového fosforu je dobrým vyjadrením dostupnosti fosforu z dlhodobého pohľadu. V riekach relatívne neznečistených je koncentrácia celkového fosforu nižšia ako 25 μg/l. Koncentrácia nad 50 μg/l v povrchových vodách je vo všeobecnosti považovaná za výsledok ľudských aktivít. Koncentrácia rozpustnej formy fosforu nad 100 μg/l vedie k zvýšeniu rozvoju rias a vodných rastlín, ktoré sú sekundárne príčinou organického znečistenia povrchových vôd.

Podzemné vody obsahujú zvyčajne len veľmi malé množstvá fosforečnanov, pretože ich ľahko zadržiava pôda a rastlinstvo. Väčšie množstvá fosforečnanov obsahujú povrchové vody, a to používaním syntetických detergentov a fosforečných hnojív.

Ďalšími zdrojmi sú splaškové vody a odumreté vodné rastliny a živočíchy. Zlúčeniny fosforu významnou mierou prispievajú k eutrofizácii vôd. 

Obr.: Košice nad Jazerom - Metóda čistenia vody od siníc za použitia prídavku látky na báze solí železa a hliníka, tzv.: Metóda profesora B.Maršálka (zdroj: TASR)

Obecne, môžme teda povedať, že kvalita vody zahŕňa fyzikálne, chemické a biologické vlastnosti vody. Tieto kvalitatívne ukazovatele sú označované buď číselne, alebo slovne. Kvalita je ale relatívny pojem a požiadavky na ňu závisia od jej ďalšieho využívania. Voda, ktorá nespĺňa parametre pre pitnú vodu môže ešte stále byť vhodná napríklad na zavlažovanie, či kúpanie. Pre vyjadrenie miery záťaže povrchových vôd antropogénnou činnosťou sa používa hodnotenie stavu a vývoja kvality sledovanej vody pomocou rôznych parametrov a hľadísk. O kvalite vody a o miere jej záťaže hovoríme na základe kvantifikácie jednotlivých vlastností vody a ich porovnaním s vopred stanovenou stupnicou hodnôt. Legislatíva Európskej únie definuje stav kvality vôd prostredníctvom Smernice 2000/60/ES, ktorá sa zameriava na zachovávanie a zlepšovanie vodného prostredia. Kvalita vody sa na Slovensku hodnotí aj podľa Nariadenia Vlády 269/2010 SR Z.z. z 25. mája 2010, ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd.

Ing. Matej Pollák

Zdroje: 

• Rehánková, M.: Modelovanie kvality vody na vodnom toku, Technická Univerzita v Košiciach, Stavebná Fakulta, Košice 2013
• Martoň, J., Tolgyessy, J., Hyánek Ľ., Piatrik, M.: Získavanie, úprava, čistenie a ochrana vôd. Bratislava: Alfa, 1. Vyd. 1984
• Brooks, K.N., Ffolliott, P.F., Magner, J.A.,: Hydrology and the management of watersheds, 4th Edition, WILEY-BLACKWELL, roč. 2013, ISBN 978-0-4709-6305-0, s. 533
• Langhammer, J.: Kvalita povrchových vod a jejich ochrana, Praha 2002,
• Ondrejka Harbuľáková, V. et al. Assessment of Water Quality of Bukovec Reservoir Using Statistical Methods, In: Public recreation and landscape protection - hand in hand, 2012, Brno: Mendelova Univerzita v Brně, p. 37-41.
• Ondrejka Harbuľáková, V. et al. Assessment of Selected Pollutants Concentrations in Bukovec Reservoir, Journal of Landscape Management. Vol. 3, no. 1 (2012), p. 7-13.
• Nariadenie vlády 269/2010 Z.z. Slovenskej Republiky z 25. mája 2010, ktorým sa ustanovujú požiadavky na dosiahnutie dobrého stavu vôd
• Smernica 2000/60/ES Európskeho parlamentu a rady z 23. Októbra 2000, ktorou sa ustanovuje rámec pôsobnosti pre opatrenia spoločenstva
• http://web.natur.cuni.cz/~langhamr/lectures/wq/skripta/skriptaWQ_2009_web.pdf
• http://www.fpv.umb.sk   
• https://www.tuke.sk/
• https://privlac.sk