| I valori dell'acqua e le loro conseguenze |
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Il valore del pHIl pH indica l'acidità delle acque con una scala di 1-14. Il valore di pH 7 è il punto neutro. Il pH delle acque è determinata in genere dal contenuto di acidi e alcali, come pure dai sali disciolti.
Conseguenze chimiche: Il pH è legato dall’uno dalle produzione vegetale, dall'altra dalle acque di scarico introdotte. Durante il giorno le piante assimilano il CO2 dalle acque. Il CO2 forma con l’acqua un acido debole. Di conseguenza il pH aumenta. Allo stesso modo, egli cade nella notte. L'aumento di pH può indurre una potente formazione di ammoniaca da ioni ammonio.
Effetti biologici: L'ammoniaca è un forte veleno per i pesci. Il pH influenza sia il metabolismo vegetale e animale. Se il pH diminuisce inferiore a 5.5 o aumenta sopra a 9, non è più possibile alcuna forma di vita superiore.
La conducibilità elettrica
La conducibilità elettrica delle acque in generale si basa sul suo contenuto di ioni. La resistenza elettrica è definita come la tensione (U) divisa per la corrente nominale (I). Il reciproco della resistenza è la conduttanza (G). La più bassa conducibilità l’ha l’acqua chimicamente pura (acqua distillata). Anche le più piccole impurità possono direttamente farla fortemente aumentare. E 'quindi un importante criterio per valutare la purezza di un tipo di acqua.
Conseguenze chimiche: L’assorbimento di gas dall'aria e la loro reazione agli ioni è la ragione per la più elevata conducibilità di acqua piovana. Possono essere elevati valori di circa 60. .. 100 m S / cm, dove s’indica spesso una chiara correlazione con il valore del pH. L'elevata conducibilità delle acque superficiali fluenti mostra il loro elevato carico di sale, che provengono principalmente dagli effluenti industriali, i fertilizzanti ed il sale sparso sulla strada.
Effetti biologici: L'alto contenuto di sali nutritivi (fosfati, nitrati) delle nostre acque conduce ad una forte crescita di alghe. La grande massa di alghe morte viene degradata aerobicamente dai destruenti. Se l'ossigeno di un acqua è consumata la biomassa viene degradata in modo anaerobico. Si sviluppano dei gas bacati (ad esempio il metano, idrogeno solforato, ammoniaca e ioni ammonio). Tramite il contenuto basso di ossigeno i pesci muoiono.
La concentrazione di ossigeno
L'ossigeno è necessario per la maggior parte degli organismi animali e vegetali in acqua. Questo gas è disciolto in acqua e può essere assimilato dai pesci, animali piccoli e batteri solo in questa forma.
L’ossigeno raggiunge in acqua in due modi:
- A causa della pressione parziale relativamente più elevata nell’atmosfera le molecole di ossigeno diffondono in acqua. Questo processo è agevolato da acqua fredda e da una velocità di flusso e la qui legata la turbolenza.
- Inoltre, l'ossigeno raggiunge l’acqua tramite le piante che fanno la fotosintesi (ad esempio alghe, piante acquatiche e fitoplancton). Questa forma di entrata di ossigeno è molto importante nelle acque a flusso lento. È inoltre vincolata dalla luce. Per questo la concentrazione di ossigeno e soccombe a grandi fluttuazioni nel ritmo diurno, che deve essere considerato al campionamento e alla valutazione. L’orario critico è alla mattina presto, perché le piante durante la notte non ha prodotto l'ossigeno, ma l’hanno consumato.
Una bassa concentrazione di ossigeno in acqua è dovuta principalmente a batteri aerobici, che degradano sostanze organiche. Queste sono in parte naturale e in parte di origine umana. Fra loro ci sono le piante e gli animali morti, escrementi di animali, gli scarichi provenienti dall’industria, i trasporti e l'agricoltura, i rifiuti domestici, le feci, precipitazione inquinanti, ecc.
Conseguenze chimiche: se in un acqua manca l’ossigeno, il materiale vegetale viene degradato anaerobicamente, vale a dire degradati senza ossigeno, dove si creano i gas bacati (compreso l’idrogeno solforato tossico). Inoltre i fosfato legato al ferro nel suolo dell’acqua viene rilasciato nell’acqua priva d’ossigeno e agisce come fertilizzante (l’insolubile ferro-(III)-fosfato viene ridotto nel solubile ferro-(II)-fosfato).
Effetti biologici: la mancanza di ossigeno porta a un ingestione diminuita dei pesci, essi si ammalano più facilmente e sono più facilmente infestati da parassiti. Il mancamento d’ossigeno non deve in ogni caso direttamente portare alla morte dei pesci, ma può anche assumere una lenta morte. Inoltre, quasi tutti gli organismi animali dipendono dall’ossigeno. Poiché la concentrazione di ossigeno è importante per la sopravvivenza di molti organismi, è uno dei più forti fattori nell’index chimico(CI).
La temperatura dell'acquaL'esatta determinazione della temperatura dell'acqua e dell'aria circostante è un requisito fondamentale, poiché alcuni dei parametri da determinare sono più o meno in funzione della temperatura. In particolare, la velocità di reazioni chimiche è fortemente influenzata dalla temperatura. In base alla regola RGT la velocità di una reazione si raddoppia o persino triplica ad un aumento della temperatura di 10 gradi Celsius. La temperatura dell’acqua è altamente dipendente dalla luce del sole.Conseguenze chimiche: La temperatura influisce sulla concentrazione di ossigeno di un corpo idrico. A temperature più alte l’ossigeno si solve evidentemente di meno in acqua.
Effetti biologici: Un forte riscaldamento del pianeta influenza la composizione della flora e fauna di un corpo idrico. Un cambiamento di habitat (in questo caso l’aumento di temperatura) porta a concorrenza inter-specifica. Ciò può, in casi estremi, portare ad una forte perdita di biodiversità. Con una bassa concentrazione di ossigeno ad esempio può portare alla morte dei pesci o alla degradazione anaerobica della biomassa e così ad una successiva emissione di metano e idrogeno solforato tossico.
La concentrazione di ammonioL’ammonio (NH4+) e l'ammoniaca (NH3) sono il degrado delle sostanze organiche e azotate, in particolare le proteine e l’urea. L’ammonio può arrivare in tre modi in acqua: come escrementi umani e di origine animale. Di conseguenza, un risultato positivo di ammonio deve essere considerato anche dal punto di vista igienico come una fonte di preoccupazione. Pertanto, fa senso effettuare dei esami sulla presenza dei batteri Escherichia coli.
- Con il rodere di fertilizzante l’ammonica può eventualmente arrivare direttamente in acqua, che di solito è associato ad un aumento della concentrazione di solfato o di cloro. In acque inquinate si possono determinare concentrazioni fino a 10 mg / l.
Conseguenze chimiche: in soluzione acquosa, il valore del pH dipende dall’equilibrio tra ioni di ammonio e l’ammoniaca libera. L’ammoniaca velenosa per i pesci è solamente presente in acqua alcalina. In acque acide, si formano solo gli ioni di ammonio innocui. Oltre alla dipendenza dal valore del pH l’equilibrio tra ioni di ammonio e l’ammoniaca è anche dipendente dalla temperatura dell’acqua. Per valutare la velenosità della concentrazione di ammonio per i pesci è necessario sia una misurazione del pH che una misurazione della temperatura.
Effetti biologici: Nelle acque di superfici l'entrata di ammoniaca è soprattutto dovuta da impianti di trattamento delle acque reflue e se non viene metabolizzata dai microorganismi o dalle piante a cagione della nitrificazione attraverso i Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosovibri e poi dalla nitrificazione attraverso Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus puo portare ad un addebito se non direttamente ad un crollo del bilancio d’ossigeno. Per l’ossidazione di 1mg NH4-nitrogeno a nitrato sono necessari 4,6 mg d’ossigeno. La concentrazione di nitrati
La presenza di nitrati è attribuita in gran parte alla mineralizzazione della sostanza organica azotata, per esempio la rimozione completa degli aminoacidi derivanti dalle proteine. L’ammonio già esistente e quello introdotto vengono ossidati in due fasi. La prima fase è l’ossidazione batterica dall’ammonio al nitriro (nitrificazione), la seconda fase è la trasformazione dal nitrito al nitrato (nitratazione).
Il nitrato è una componente importante per la biosintesi delle proteine che è necessaria per tutti gli esseri viventi. In concentrazioni elevate il nitrato, tuttavia, favorisce la crescita eccessiva delle alghe e contribuisce alla eutrofizzazione. Quando si osserva un aumento della concentrazione di nitrati, ma non con un aumento della concentrazione di ammonio e nitriti, si può concludere che la forza autopulente dell'acqua per la mineralizzazione della sostanza organica di composti azotati è sufficiente. Se una concentrazione di nitrati non è causata da introduzioni d’acque da und deposito di salnitro, c'è sempre un inquinamento delle acque. In questi casi il nitrato di ammonio raggiunge le acque attraverso le feci di animali, parti di piante morte e cadaveri di animali, dalla introduzione di feci, concime e fertilizzanti, o a causa di impianti di trattamento delle acque reflue insufficienti. Il nitrato si può rilevare in piccole quantità in quasi tutte le acque. Nelle acque superficiali naturali e incontaminate gli ioni di nitrato sono in gran parte in concentrazioni di 0,4 - 8 mg / l. Nelle acque contaminate ed inquinate ci possono essere concentrazioni di nitrati di 50 - 150 mg / l e più.
Conseguenze chimiche: L'effetto eutrofizzante del nitrato può portare ad una mancanza di ossigeno. Con la mancanza d’ossigeno esiste il rischio della formazione di maggiore quantità di nitrito tossico.
Effetti biologici: Il nitrito cambiata emoglobina, la materia colorante del sangue; gli animali con un avvelenamento di nitriti muoiono a causa di una dispnea. Questo effetto può essere causato anche ad alte concentrazioni di nitrati, perché il nitrato viene trasformato in parte nel sistema intestinale a nitrito. In reazione con amini si formano nitrosamini cancerogeni. Anche la salute di noi esseri umani può essere danneggiata da concentrazioni di nitrato permanentemente più elevati.
La concentrazione di fosfati
Il fosfato si trova nelle acque in tre frazioni diverse: come fosfato inorganico dissolto (ortofosfato o Polifosfato P2O5), come fosfato organico disciolto e come fosfato organico in particelle. Le ultime due frazioni sono vincolate agli organismi viventi.
Il fosfato è presente nelle acque incontaminate solo in tracce molto piccole, perché viene legato in tempi relativamente rapidi da piante o alghe, o viene fissato nella forma dell’insolubile ferro(III)-fosfato nel terreno. Così, il fosfato perde anzitutto il suo effetto eutrofizzante. L'ingresso naturale del fosfato oggi svolge quasi alcun ruolo. Gli elevati carichi di fosfati di oggi sono spesso a causa della contaminazione. Ciò si riflette nel fatto che le concentrazioni di fosfato sono soggetti a forti variazioni in dipendenza temporale. L'inquinamento di oggi deriva dalle erosioni dei suoli coltivabili e dall’introduzione di fertilizzanti dagli scarichi di acque reflue industriali e acque reflue urbane, [in particolare i detergenti e le feci(circa 4,5 grammi di fosfato al giorno e umano)]. Anche dopo il trattamento meccanico e biologico negli impianti di depurazione i fosfati giungono nelle acque, perché il fosfato nella fase biologica viene estratto solo a orto-fosfato. Pertanto dai 5000 abitanti equivalenti in poi sono necessari passaggi chimici negli impianti di trattamento. Acque naturali incontaminate, in particolare quelle di montagna, hanno una concentrazione di fosfato di sotto di 0,1 mg / l, di solito anche meno di 0,03 mg / l. Quando i livelli di fosfato sono superiori a 0,3 mg / l, c'è sempre un forte sospetto di contaminazione delle acque.
Conseguenze chimiche: Nell’acqua ricca di ossigeno il fosfato è vincolato nel sedimento in forma di ferro(III)-fosfato insolubile. Tuttavia, se accade una diminuzione di ossigeno sul fondo dell’acqua (ad esempio dopo una fioritura algale), il ferro(III)-fosfato si riduce al ferro(II)-fosfato, che è solubile nell’acqua. La grande quantità di fosfato rilasciato stimola di nuovo l'eutrofizzazione.
Effetti biologici: Il fosfato è di solito il fattore minimo della crescita delle piante e delle alghe. Tuttavia continui scarichi di fosfato portano inizialmente ad un aumento della quantità di foto-e zooplancton, che alla fine porta ad un forte aumento della biomassa morta. Questa biomassa viene decompostata dai batteri aerobici con il consumo di ossigeno. Il processo di decomposizione in fine affligge sempre più il bilancio di ossigeno, fino al punto che la biomassa morta può essere eliminata solo in modo anaerobico e così viene depositato come fango fradicio sul suolo. In questa situazione si verifica il processo che è stato descritto anche in "conseguenze chimiche".
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