Ρύπανση και Προστασία Περιβάλλοντος ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΩΝ

Ρύπανση και Προστασία Περιβάλλοντος ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΩΝ

Εισαγωγή Το 20% του πληθυσμού της Γης αναγκάζεται να πίνει νερό από μολυσμένες πηγές. Πάνω από 1,2 δισ. άνθρωποι δεν έχουν πρόσβαση σε καθαρό νερό. 4000 παιδιά <5 ετών πεθαίνουν κάθε χρόνο από έλλειψη νερού (ΟΗΕ 2002)

Εισαγωγή Η έλλειψη ή η κακή ποιότητα νερού και υγειονομικών εγκαταστάσεων είναι υπεύθυνη για το θάνατο περισσοτέρων ανθρώπων ετησίως από τους πολέμους ή τις φυσικές καταστροφές. Οι συνέπειες είναι δραματικές. Κάθε χρόνο πεθαίνουν περίπου 3,4 εκατομμύρια άνθρωποι λόγω έλλειψης νερού ή από ασθένειες που οφείλονται σε μολυσμένο νερό (WHO 2005).

Εισαγωγή O Πλανήτης θα μπορούσε να ονομάζεται γαλάζιος πλανήτης, αφού τα 2/3 της επιφάνειάς του καλύπτονται από νερά. Όμως το 97% είναι αλμυρό νερό (θάλασσα), το 2% είναι παγιδευμένο σε παγετώνες και παγόβουνα και από το υπόλοιπο 1% το μεγαλύτερο ποσοστό είναι δεσμευμένο σε μεγάλα βάθη.

Κατανομή του νερού στη Γη καθαρό νερό 3% άλλο 1% υπόγεια νερά 23% ποτάμια 2% επιφανειακό νερό 1% έλη 11% αλμυρό (ωκεανοί 97%) πάγος 75% λίμνες 87% το νερό στη Γη καθαρό νερό καθαρό επιφανειακό νερό http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=file:earth%27s_water_distribution.svg&page=1

Εισαγωγή Το νερό είναι η πρώτη ύλη που σχηματίζει και ζωντανεύει κάθε τι γήινο. Είναι ο συνδετικός κρίκος που ενώνει έμψυχα και άψυχα στον πλανήτη. Το θαυμαστό ταξίδι του ρυθμίζει το κλίμα και καθορίζει τη συχνότητα και ένταση των καιρικών φαινομένων.

Εισαγωγή Εξαιτίας της ραγδαίας αύξησης του πληθυσμού της γης, της μαζικής κατανάλωσης, της κατάχρησης των φυσικών πόρων και της μόλυνσης του νερού, η διαθεσιμότητα του πόσιμου νερού δεν επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες της σύγχρονης εποχής και διαρκώς μειώνεται. Η λειψυδρία βρίσκεται ανάμεσα στα σημαντικότερα προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν από πολλές κοινωνίες του 21ου αιώνα. Η χρήση του νερού έχει αυξηθεί ξεπερνώντας ΚΑΤΑ ΔΥΟ ΦΟΡΕΣ το ρυθμό αύξησης του πληθυσμού τον τελευταίο αιώνα.

Εισαγωγή Χωρίς νερό κανένας δεν μπορεί να επιζήσει πάνω από μερικές μέρες. Με τα χρόνια η παγκόσμια ζήτηση καθαρού πόσιμου νερού γίνεται όλο και μεγαλύτερη. Το πόσιμο νερό είναι τώρα πολυτιμότερο από κάθε άλλη φορά στην ιστορία λόγω της εντατικής χρησιμοποίησής του στη γεωργία, στη σύγχρονη βιομηχανία και στην παραγωγή ενέργειας.

Κατανάλωση νερού ανά χρήση Γεωργία Βιομηχανία Κοινοτική χρήση Αποθέματα http://zebu.uoregon.edu/2004/hum399/lec19.html

Εισαγωγή Σήμερα η κατανάλωση του νερού γίνεται όλο και μεγαλύτερη, λόγω της αύξησης του μόνιμου πληθυσμού και του βιοτικού επιπέδου, της αύξησης του εποχιακού πληθυσμού, της επέκτασης των καλλιεργούμενων και αρδευόμενων εκτάσεων και της αύξησης του αριθμού των μεταποιητικών και βιομηχανικών μονάδων. Οι ανάγκες σε καθαρό νερό καλύπτονται με την εντατικότερη εκμετάλλευση των αποθεμάτων νερού. Κατανάλωση όμως μεγαλύτερη της φυσικής αναπλήρωσης οδηγεί σε πτώση της στάθμης των υπόγειων υδάτων. Ειδικά σε παραθαλάσσιες περιοχές η υπεράντληση οδηγεί σε μετατροπή, άριστων άλλοτε πηγών νερού, σε υφάλμυρες.

Κατανάλωση νερού ανά ήπειρο, 1900-2000 Ασία Αφρική Ευρώπη Λατινική Αμερική Βόρεια Αμερική http://www.fao.org/docrep/003/t0800e/t0800e0a.htm

Χρησιμότητα του νερού Οικιακή χρήση. Περιλαμβάνει το πόσιμο νερό, το νερό καθαρισμού σπιτιών και καταστημάτων γενικά και το νερό μαγειρέματος. Κοινοτική χρήση. Περιλαμβάνει το νερό ποτίσματος των δημόσιων χώρων, την τοπική διανομή νερού για σκοπούς πυρόσβεσης, τους υδάτινους δρόμους μεταφοράς κλπ. Βιομηχανική χρήση. Αναφέρεται σε κάθε βιομηχανία χημική ή μη, η οποία χρησιμοποιεί νερό είτε σαν πρώτη ύλη στην παραγωγή (π.χ. φάρμακα, καλλυντικά, αναψυκτικά κλπ.) είτε σαν μέσο λειτουργίας βοηθητικού εξοπλισμού (θέρμανση, ψύξη κλπ.). Στη βιομηχανική χρήση ανήκουν και οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί παραγωγής ρεύματος. Γεωργική χρήση. Περιλαμβάνει την κτηνοτροφία, τη γεωργία και την αλιεία, τομείς όπου η ποιότητα του νερού παίζει σημαντικό ρόλο.όλο.

ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΤΗΣ Ε.Ε. Κανονισμοί -(R) Regulations: «άμεση ισχύ» Οδηγίες -(L) Directives: υποχρεώνουν τα κράτη μέλη να λάβουν αναγκαία νομοθετικά μέτρα ώστε να εφαρμόσουν τις υποχρεώσεις που επιβάλουν. Συνήθως δίνεται περίοδος προσαρμογής (εναρμόνιση Ελληνικού Δικαίου) Αποφάσεις- (D) Decisions: δεσμεύουν τα κράτη μέλησυνήθως αναφέρονται στη κύρωση διεθνών συμβάσεων, στην ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ ΕΚ και Κρατών Μελών, σύσταση επιτροπών κ.α Πρόγραμμα Δράσης για το Περιβάλλον: ορίζονται οι προτεραιότητες της Ευρωπαϊκής Πολιτικής Περιβάλλοντος

ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ ΤΗΣ Ε.Ε. ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ Βρίσκεται σε συνεχή εξέλιξη (1975-1990):Καθορισμός προτύπων ποιότητας νερού και προστασία επιφανειακών υδάτων που προορίζονταν για πόσιμο ή άλλες χρήσεις (κολύμβησης, διαβίωσης ψαριών κ.α) (1990~1996): περιορισμό ρήψης ρυπογόνων ουσιών- ο έλεγχος της ρύπανσης ως μέσο επίτευξης ποιοτικών προτύπων (1996 και μετά): ολοκληρωμένη προσέγγιση-βιώσιμη χρήση υδάτινων πόρων - Οδηγία Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ WFD - Water Framework Directive

Προδιαγραφές καταλληλότητας νερού Καθορίζονται από πρότυπα προδιαγραφών ποιότητας Αυτές οι προδιαγραφές έχουν καθιερωθεί παγκόσμια. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (World Health Organization) εδρεύει στη Γενεύη και εκδίδει κατά καιρούς πρότυπα περιεκτικότητας του νερού σε διάφορα άλατα ή ουσίες μόλυνσης, που καθορίζουν την καταλληλότητά του ως πόσιμο. Οι τελευταίες οδηγίες εκδόθηκαν το 1998. Στην Ελλάδα ισχύει η Κ.Υ.Α Υ2/2600/2001 (ΦΕΚ 892/Β /11.7.2001) Ποιότητα του νερού ανθρώπινης κατανάλωσης, σε συμμόρφωση προς την οδηγία 98/83/ΕΚ του Συμβουλίου της Ευρωπαϊκής Ένωσης της 3ης Νοεμβρίου 1998. Οι μέθοδοι καθαρισμού του νερού ποικίλουν ανάλογα με το βαθμό της μόλυνσης, τη συγκέντρωση και το είδος των συστατικών, καθώς και τον τομέα επαναχρησιμοποίησής του. Διακρίνονται στις κοινές μεθόδους καθαρισμού λυμάτων και στις μεθόδους της αφαλάτωσης.

Ποιότητα των υδάτων Ως ποιότητα νερού ορίζεται το σύνολο των χαρακτηριστικών που καθιστούν το νερό αποδεκτό για την επιθυμητή χρήση (ύδρευσης, άρδευσης, βιομηχανίας, κολύμβησης, διαβίωσης ψαριών). Ο έλεγχος της ποιότητας του νερού περιλαμβάνει τον καθορισμό και τον έλεγχο ορισμένων παραμέτρων, των παραμέτρων ποιότητας (παραμέτρων ρύπανσης) Ως ρύπανση νερού ορίζεται η ύπαρξη στο νερό ουσιών πέρα από τα φυσιολογικά όρια (και ύπαρξη ουσιών που φυσιολογικά δεν υπάρχουν στο νερό).

Ποιοτικά χαρακτηριστικά του νερού Η ποιότητα του νερού εξαρτάται από τα: φυσικά βιολογικά και χημικά χαρακτηριστικά του. Στην αξιολόγηση του επιφανειακού και υπόγειου νερού δίνεται έμφαση στα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά του καθώς επίσης και στους βιολογικούς παράγοντες.

Φυσικά Χαρακτηριστικά Τα φυσικά νερά περιέχουν: ανόργανα συστατικά (κατιόντα, ανιόντα, ουδέτερα) οργανικά συστατικά (συνθετικές ουσίες, απορρυπαντικά, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα) και αιωρούμενο υλικό.

Έλεγχος Παραμέτρων Ποιότητας Ο έλεγχος των διαφόρων παραμέτρων ποιότητας γίνεται σε επιφανειακά και υπόγεια νερά που προορίζονται για αστική, αρδευτική, βιομηχανική χρήση, σε θαλάσσια νερά και σε υγρά αστικά και βιομηχανικά απόβλητα γιατί και αυτά καταλήγουν στο υδατικό περιβάλλον. Οι παράμετροι που προσδιορίζονται Η μέθοδος προσδιορισμού τους Η συχνότητα ελέγχων Οι οριακές ανώτατες επιτρεπτές ή ενδεικτικές τιμές Καθορίζονται νομοθετικά! Οι νομοθετικές διατάξεις αναθεωρούνται με προσθήκες νέων παραμέτρων ή με μεταβολές στις αποδεκτές τιμές.

Παράμετροι για τον χαρακτηρισμό της ποιότητας των υδάτων Η επιβάρυνση της ποιότητας του νερού εξαρτάται από ένα τεράστιο αριθμό ρυπαντών, έτσι, ο αριθμός των παραμέτρων θα μπορούσε να είναι απεριόριστος. Όμως, γίνεται επιλογή των παραμέτρων που εξετάζονται με βάση τους στόχους ελέγχου, την προοριζόμενη χρήση, ή τη συχνότητα εμφάνισης κάποιου ρυπαντή. ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΕΛΕΓΧΟΥ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΟΞΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

Παράμετροι για τον χαρακτηρισμό της ποιότητας των υδάτων Εξετάζονται έτσι ώστε να γνωρίζουμε: Την προέλευση τους (σε ποιες ενώσεις οφείλεται η παρουσία τους) Τις επιπτώσεις της παρουσίας τη σημασία προσδιορισμού Μονάδες μέτρησης Αν υπάρχει σχέση με άλλη παράμετρο; Μέθοδο προσδιορισμού Αντιμετώπιση

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Αναφέρονται στις φυσιολογικές ιδιότητες του νερού (εμφάνιση νερού) και εκτιμούνται υποκειμενικά, αλλά χρησιμοποιούνται και αριθμητικές τιμές για καλύτερη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων ελέγχου Χρώμα Οσμή Γεύση Θολερότητα

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΧΡΩΜΑ Το χρώμα στο νερό είναι αισθητικά ανεπιθύμητο. Το καθαρό φυσικό νερό είναι διαυγές και άχρωμο σε μικρές μάζες Το χρώμα χρησιμεύει σαν ιχνηλάτης για τον προσδιορισμό του τόπου προέλευσης του νερού και έτσι μπορεί να θεωρηθεί και έμμεσος δείκτης μόλυνσης. Για παράδειγμα το κοκκινωπό χρώμα είναι ενδεικτικό ύπαρξης ενώσεων σιδήρου.

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΧΡΩΜΑ Οφείλεται: κολλοειδή και διαλυμένες ουσίες φυσικής προέλευσης (χουμικά οξέα, πλαγκτόν, τύρφη, μεταλλικά ιόντα σιδήρου ή μαγγανίου) ή σε τεχνητές χρωστικές ουσίες (υγρά βιομηχανικά απόβλητα π.χ. βαφείων) Έμμεσος δείκτης βαθμού ρύπανσης- καθιστά τα νερά ακατάλληλα για πόση και άλλες χρήσεις εμποδίζει διέλευση του φωτός και φωτοσύνθεση «φαινόμενο χρώμα»- προηγηθεί διήθηση) apparent color (χωρίς να έχει «αληθινό χρώμα»- true color (χρώμα μετά από διήθηση) Προσδιορισμός της έντασης: Συγκριτική οπτική μέθοδο (visual comparison method) Φασματοφωτομετρική μέθοδο (spectrophotometric) *Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει παραμετρική τιμή

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Γεύση/ Οσμή (taste/odor) Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά συνδέονται με το χρώμα και είναι δυνατόν να προέρχονται από: διάφορες χημικές ουσίες, από διαλυμένες ή από εν αιωρήσει οργανικές ουσίες σε αποσύνθεση μικροοργανισμούς διαλυμένα στο νερό αέρια 27

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Γεύση/ Οσμή (taste/odor) Το προς πόση νερό πρέπει να είναι απαλλαγμένο από κάθε ίχνος δυσάρεστης οσμής ή γεύσης. Τα προβλήματα γεύσης στο νερό οφείλονται: Στα διαλυμένα άλατα (Total Dissolved Solids TDS) Στην παρουσία κάποιων συγκεκριμένων μετάλλων, όπως είναι ο σίδηρος (Fe), ο χαλκός (Cu), το μαγγάνιο (Mn) και o ψευδάργυρος (Zn).

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Γεύση/ Οσμή (taste/odor) -υποκειμενικές παράμετροι- Γεύση ευχάριστη γεύση οφείλεται στο Ο 2, CO 2, και στα διττανθρακικά άλατα άσχημη οφείλεται σε περιεχόμενες ξένες ουσίες: φαινόλες, χλώριο, ουσίες σε σήψη, μικροοργανισμούς, μεταλλικά ιόντα Οσμή πτητικές ενώσεις που δημιουργούνται από την αποδόμηση οργανικής ύλης προϊόντα διάβρωσης μετάλλων χημικών βιομηχανικής και γεωργικής προέλευσης απομακρύνονται όταν το νερό περάσει από στήλη ενεργού άνθρακα

Γεύση/ Οσμή Μονάδα μέτρησης της γεύσης θεωρείται το κατώφλι γεύσης: T.T.N=Threshold Taste Number. Μονάδα μέτρησης της οσμής θεωρείται το κατώφλι γεύσης: T.O.N= Threshold Odor Number Ο προσδιορισμός τους περιλαμβάνει την διαδοχική αραίωση του δείγματος με νερό άοσμο (άγευστο) μέχρις ότου να μην μπορεί να γίνει διαφοροποίηση μεταξύ του νερού αραίωσης και του αραιωμένου δείγματος. A B T.O.N= A όπου Α= ml δείγματος και Β= ml άοσμου νερού Η μέτρηση γίνεται σε δύο θερμοκρασίες, στους 12 o C και 25 o C, με ενδεικτικές τιμές Τ.Ο.Ν για το πόσιμο νερό 2 και 3 αντίστοιχα (Οδηγία 80/778/ΕΚ). Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει παραμετρική τιμή «αποδεκτό στους καταναλωτές και άνευ ασυνήθους μεταβολής»

Η θολερότητα ενός φυσικού νερού προκαλείται από τα διάφορα στερεά οργανικά και ανόργανα σωματίδια τα οποία αιωρούνται στο νερό. Η μεγάλη θολερότητα στα φυσικά νερά δεν είναι επιθυμητή για 3 λόγους: αισθητικούς ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θολερότητα (turbidity) δυσκολότερος και ακριβότερος ο καθαρισμός του νερού σε πορώδεις κλίνες διήθησης δυσκολεύεται η απολύμανση του νερού με χλώριο, όζον ή υπεριώδη ακτινοβολία (UV).

ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θολερότητα (turbidity) Καθοριστική παράμετρος ελέγχου της ποιότητας των νερών Οφείλεται σε αιωρούμενα σωματίδια από οργανικές ή ανόργανες ενώσεις - φυτικούς ή ζωικούς οργανισμούς (σωματίδια ιλύος, υδροξειδίων του σιδήρου και αργιλίου, διοξείδιο του πυριτίου, πλαγκτόν, κ.α.) Ο προσδιορισμός βασίζεται στη σκέδαση του φωτός από τα αιωρούμενα σωματίδια (νεφελομετρία). μονάδες N.T.U. (Nefelometric Turbidity Units). Μεγάλες τιμές θολερότητας >10 καθιστούν το νερό ακατάλληλο προς πόση. Αυξημένη θολερότητα περιορισμό διέλευσης φωτός και της φωτοσύνθεσης Ένδειξη ευτροφισμού σε νερό λιμνών και θαλασσών *Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει παραμετρική τιμή «αποδεκτό στους καταναλωτές και άνευ ασυνήθους μεταβολής» Παραμετρική τιμή < 1 NTU στο νερό από εγκαταστάσεις επεξεργασίας

Χημική ανάλυση νερού Το νερό, ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζεται, απαιτείται να έχει χημική σύσταση που να ικανοποιεί κάποιες προδιαγραφές. Η καταλληλότητα του νερού προσδιορίζεται με μία σειρά από χημικές αναλύσεις που συνήθως είναι : Το ph, η αγωγιμότητα, η σκληρότητα, τα χλωριόντα, τα θειικά ιόντα, τα ανθρακικά ιόντα, τα υδρογονοανθρακικά ιόντα, τα νιτρώδη, το αμμώνιο, τα κατιόντα νατρίου, τα κατιόντα καλίου, τα κατιόντα ασβεστίου, τα κατιόντα μαγνησίου και τα κατιόντα σιδήρου. Οι χημικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται στις αναλύσεις του νερού είναι σταθμικές, ογκομετρικές, φασματομετρικές ή χρωματογραφίας.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ (σχέση με τη φυσική σύσταση των νερών) ph Αγωγιμότητα Αλκαλικότητα Χλωριόντα Πυρίτιο Θειικά Θερμοκρασία Ασβέστιο Μαγνήσιο Νάτριο Κάλιο Σκληρότητα Διαλυμένο οξυγόνο Στερεά Διοξείδιο του άνθρακα

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θερμοκρασία Η μέτρηση της θερμοκρασίας είναι σημαντικός παράγοντας στη μελέτη ενός υδάτινου συστήματος. Η άριστη θερμοκρασία του νερού για άρδευση είναι για τα περισσότερα φυτά 25 o C, όταν αυτά βρίσκονται σε φάση έντονης βλαστικής δραστηριότητας. Νερό κρύο ή ζεστό μπορεί να προκαλέσει καταστροφές κυρίως στα νεαρά φυτά. Ιδιαίτερη προσοχή χρειάζεται όταν τα νερά προέρχονται από πηγές ή πηγάδια.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θερμοκρασία Σημαντική παράμετρος υδατικών οικοσυστημάτων 12 o C ενδεικτική 25 o C ανώτατη αποδεκτή για το πόσιμο νερό σημαντική επίδραση σε όλες τις χημικές αντιδράσεις (βιολογικές και μη) και σε φυσικά φαινόμενα (δημιουργία ρευμάτων, οξυγόνωση του νερού, στη διαβίωση υδρόβιων οργανισμών) θερμική ρύπανση τα επιτρεπτά όρια θερμοκρασίας των υγρών αποβλήτων ρυθμίζονται νομοθετικά

Θερμική Ρύπανση Υδάτινου Συστήματος Θερμική ρύπανση: η αύξηση της θερμοκρασίας των νερών (κυρίως επιφανειακών) από την αποχέτευση θερμού νερού που χρησιμοποιείται ως νερό ψύξης εγκαταστάσεων (ενεργειακών και άλλων) βιομηχανιών Επιπτώσεις: 1) μείωση της συγκέντρωσης διαλυμένου οξυγόνου λόγω της επιτάχυνσης βιοαποδόμησης οργανικής ύλης, 2) μείωση της διαλυτότητας του οξυγόνου, 3) μείωση της διάχυσης οξυγόνου στα κατώτερα στρώματα Συνέπειες: Ασφυξία και θάνατος, ανωμαλίες στην αναπαραγωγή και μεταβολισμό, ανάπτυξη ενός είδους σε βάρος άλλων, ευαισθησία σε τοξικές ύλες

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ph (ενεργός οξύτητα) Η οξύτητα ή η αλκαλικότητα του νερού εκφράζεται από την τιμή του ph. Όσο πιο όξινο το νερό τόσο χαμηλότερη η τιμή του ph. Αύξηση της αλκαλικότητας του νερού αυξάνει την τιμή του ph Το ph κυμαίνεται από 0 (πολύ όξινο) έως 14 (πολύ αλκαλικό) Η τιμή του ουδέτερου ph είναι το 7 Η τιμή του ph στο νερό της βρύσης εξαρτάται από την εταιρεία που προετοιμάζει το πόσιμο νερό. Συνήθως είναι ελαφρά αλκαλικό με τιμές ph 7,5 με 8,5.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ph (ενεργός οξύτητα) σημαντική παράμετρος ελέγχου των νερών και των υγρών αποβλήτων ph απεσταγμένου νερού -βροχής = 5.6 ph θάλασσας= 7.5-8.4 ph επιφανειακών νερών ελαφρά αλκαλικό όταν διέρχεται από ασβεστούχα πετρώματα ελαφρά όξινο όταν διέρχεται από πυριτικά 4< ph<9 τα επιτρεπτά όρια ph των υγρών αποβλήτων ρυθμίζονται νομοθετικά 6.5-8.5 Το ph βρίσκεται σε άμεση συνάρτηση με τη χημική μορφή των ενώσεων στο νερό

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Αγωγιμότητα (conductivity) Αγωγιμότητα είναι η αριθμητική έκφραση των ηλεκτρικών φορτίων που φέρει ένα διάλυμα. Η τιμή αυτή εξαρτάται από την ολική συγκέντρωση των ιονιζομένων ουσιών που είναι διαλυμένες στο νερό και από τη θερμοκρασία στην οποία έγινε η μέτρηση. Η αγωγιμότητα ενός υδατικού διαλύματος προσδιορίζει τη δυνατότητα των ιόντων του διαλύματος να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. 40

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Αγωγιμότητα (conductivity) Η αγωγιμότητα του νερού μας δίνει πληροφορίες για: (α) το πόσο καθαρό είναι το νερό (β) τη διακύμανση των ιόντων στο νερό (γ) την ποσότητα των ολικών διαλυτών στερεών στο νερό Το «καθαρό» νερό δεν είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού Το αποσταγμένο νερό σε ισορροπία με το διοξείδιο του άνθρακα του αέρα έχει αγωγιμότητα περίπου 0.5 2 μs/cm 41

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Αγωγιμότητα (conductivity) ειδική αγωγιμότητα, κ σε (μs.cm -1 ) η ειδική αγωγιμότητα καθαρής βροχής 20-50 μs.cm -1, ενώ βροχής σε περιοχές με αυξημένη ρύπανση έως και 500 μs.cm -1 Πόσιμο νερό ενδεικτική τιμή: 400μS.cm -1 Βιομηχανικά λύματα η τιμή μπορεί να φθάσει έως και 10.000 μs cm -1 Εμπειρική συσχέτιση ειδικής αγωγιμότητας και ολικών διαλυμένων στερεών: TDS (mg.l -1 )= k.f f= συντελεστής 0,54-0,9

Στερεά Τα διαλυμένα ή αδιάλυτα στερεά στα νερά επηρεάζουν τη χρήση των νερών-τα διαλυμένα ή αδιάλυτα στερεά στα υγρά απόβλητα επηρεάζουν τη διαχείρισή τους Ολικά Στερεά (Total Solids TS) Ολικά Αιωρούμενα Στερεά (Total Suspended Solids TSS) Ολικά Διαλυμένα Στερεά (Total Dissolved Solids TDS) Καθιζάνοντα στερεά (Settleable Solids)

Ολικά Στερεά (TS) Είναι το σύνολο των στερεών στο δείγμα και προσδιορίζονται με ζύγιση του υπολείμματος ορισμένου όγκου δείγματος μετά από ξήρανση στους 105 ο C σε mg/l. Στη συνέχεια με πύρωση στους 550 ο C προσδιορίζονται τα πτητικά στερεά (VS) Ο προσδιορισμός τους παρέχει πληροφορίες για το επίπεδο επιβάρυνσης του αποδέκτη. Απότομη αύξηση δείχνει αποχέτευση (παράνομη) αστικών λυμάτων ή βιομηχανικών αποβλήτων.

Ολικά Αιωρούμενα Στερεά(TSS) Οργανικές και ανόργανες ουσίες με μικρό μέγεθος < 10-3 mm δεν καθιζάνουν. Ο προσδιορισμός τους σημαντικός στη διαχείριση υγρών αποβλήτων γιατί αποτελεί μέτρο ελέγχου της απόδοσης μονάδων επεξεργασίας. Στα νερά δημιουργούν θολότητα αισθητική υποβάθμιση, περιορισμό της διέλευσης του φωτός ( φωτοσύνθεσης). Ορισμένος όγκος διηθείται με φίλτρο 0.45μ και ξηραίνεται στους 105 ο C, ζυγίζεται εκφράζεται σε mg/l. Γρήγορη μέτρηση των TSS γίνεται νεφελομετρικά (μονάδες ΝΤU)

Ολικά Διαλυμένα Στερεά (TDS) Ευδιάλυτα ανόργανα άλατα (άλατα αλκαλίων, χλωριούχα, θειικά, νιτρικά, νιτρώδη κ.α.). Τα προβλήματα οφείλονται στα φυσικά χαρακτηριστικά των αλάτων. Φυσική και ανθρωπογενή προέλευση Ορισμένος όγκος διηθείται με φίλτρο 0.45μ. Το διήθημα ξηραίνεται στους 105 ο C, ζυγίζεται το υπόλειμμα εκφράζεται σε mg/l. Γρήγορη μέτρηση γίνεται με τη μέτρηση της ειδικής αγωγιμότητας TDS (mg.l -1 )= k.f f= συντελεστής 0,54-0,9

Καθιζάνοντα Στερεά Στερεά που καθιζάνουν σε συνθήκες ηρεμίας Ο προσδιορισμός τους γίνεται ογκομετρικά σε βαθμονομημένο όργανο (φιάλη Imhoff). Το δείγμα αφήνεται να ηρεμήσει 1hr - σε ml/l Σχηματίζουν πυθμενική ιλύ - φράσσουν επιφανειακό στρώμα του εδάφους - αποτίθενται σε αρδευτικές δεξαμενές, αγωγούς Χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό και την αξιολόγηση των δεξαμενών καθίζησης

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα Παράμετρος που προσδιορίζει τη χρήση του νερού Oφείλεται στα δισθενή κατιόντα (Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Mn 2+ ) Ως σκληρότητα του νερού ορίζεται ως το άθροισμα των συγκεντρώσεων του ασβεστίου και μαγνησίου Εκφράζεται: σε ισοδύναμη ποσότητα CaCO 3, δηλαδή σε mg CaCO 3 /L νερού σε ppm ισοδύναμης ποσότητας CaCO 3. γερμανικός βαθμός σκληρότητας (1 d 0 ) αντιπροσωπεύει 10 mg CaO ανά λίτρο νερού. γαλλικός βαθμός σκληρότητας (1 f 0 ) αντιπροσωπεύει 10 mg CaCO 3 ανά λίτρο νερού. 1 mg CaCO 3 = 1ppm CaCO 3 = 0,1 f 0 = 0,056 d 0

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα Διακρίνεται σε μόνιμη και παροδική Η «παροδική» ή «ανθρακική σκληρότητα» οφείλεται στα ευδιάλυτα όξινα ανθρακικά άλατα του ασβεστίου και του μαγνησίου. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Η μόνιμη σκληρότητα ή «μη ανθρακική σκληρότητα» του νερού οφείλεται στα χλωριούχα και τα θειϊκά άλατα του ασβεστίου και του μαγνησίου. Το σύνολο της παροδικής και της μόνιμης σκληρότητας αποτελεί την ολική σκληρότητα

Σκληρότητα Ο προσδιορισμός της σκληρότητας γίνεται με συμπλοκομετρική ογκομέτρηση των κατιόντων με διάλυμα EDTA παρουσία δείκτη EBT (μέλαν εριόχρωμα Τ) Επίσης μπορεί να υπολογισθεί εφόσον είναι γνωστές οι συγκεντρώσεις των κατιόντων στα οποία οφείλεται. Η ολική σκληρότητα σε mg CaCO 3 /L νερού δίνεται από τη σχέση ΤΗ= 50 [Ca +Mg] αν οι συγκεντρώσεις δίδονται σε meq/l

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα Το νερό με ολική σκληρότητα 0-60 mg CaCO 3 /L - μαλακό νερό 60-120 mg CaCO 3 /L - μέτρια σκληρό, 120-200 mg CaCO 3 /L - σκληρό >200 mg CaCO 3 /L - πολύ σκληρό Για το πόσιμο νερό η σκληρότητα 80-150 mg CaCO 3 /L (ελάχιστη 60) σύμφωνα με την Οδηγία 98/83/ΕΚ για αποσκληρυμένα νερά.

Σκληρότητα Σκληρό νερό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πόσιμο αν είναι ανάγκη-δεν έχει καλή γεύση επιδημιολογικές μελέτες δείχνουν συσχέτιση μεταξύ αυξημένης σκληρότητας και μείωσης καρδιαγγειακών παθήσεων. Ακατάλληλο για πλύσιμο Ακατάλληλο να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία (απόθεση ανθρακικών αλάτων σε λέβητες σωλήνες, κλπ.)

Αφαίρεση σκληρότητας με χημική καταβύθιση Η αποσκλήρυνση του νερού αποβλέπει στην απομάκρυνση (ελάττωση της συγκέντρωσης) των ιόντων Ca 2+ και Mg 2+ Το μαγνήσιο απομακρύνεται με τη μορφή Mg(OH) 2 ενώ το ασβέστιο και τα HCO 3- ως ανθρακικό ασβέστιο CaCO 3 : Ca 2+ + CO -2 3 CaCO 3 (s) Mg 2+ + 2ΟΗ - Mg(OH) 2 (s) Η ελάττωση της συγκέντρωσης του μαγνησίου επιτυγχάνεται διά μέσου της αύξησης του ph στην τιμή 10,8-11,0 Για την καταβύθιση ανθρακικού ασβεστίου το ph θα πρέπει να ανυψωθεί στη τιμή 10,3. Αν το νερό περιέχει μη ανθρακική (μόνιμη) σκληρότητα για να προκύψουν όλα τα CO 3-2 που απαιτούνται για την καταβύθιση όλων των ιόντων Ca 2+, γίνεται προσθήκη σόδας Na 2 CO 3.

Aποσκλήρυνση του νερού Μέθοδος με ασβέστη και σόδα. Η τεχνική αυτή γίνεται σε δύο στάδια: Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2 2CaCO 3 + 2H 2 O CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4

Aποσκλήρυνση του νερού Μέθοδος με καυστικό νάτριο και σόδα Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στις περιπτώσεις που η παροδική και η μόνιμη σκληρότητα είναι στα ίδια επίπεδα. Η αποσκλήρυνση γίνεται σύμφωνα με τις αντιδράσεις: Ca(HCO 3 ) 2 +2NaOHCaCO 3 + Na 2 CO 3 + 2H 2 O CaCl 2 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + 2NaCl

Μέσα Ιοντοεναλλαγής Υπάρχουν τόσο φυσικά όσο και συνθετικά υλικά ιοντοεναλλαγής. Τα φυσικά υλικά (ζεόλιθοι) ήταν τα πρώτα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία για την αποσκλήρυνση του νερού σε βιομηχανική κλίμακα, ενώ σήμερα έχουν σχεδόν επικρατήσει οι οργανικές συνθετικές ρητίνες, εξαιτίας των υψηλών αποδόσεων και των ελεγχόμενων ιδιοτήτων τους. Η επεξεργασία με τη μέθοδο αυτή, πραγματοποιείται με χρήση καταλλήλων στηλών οι οποίες πληρώνονται με ιοντοεναλλάκτη. Μέσα από τις στήλες διέρχεται το νερό, ο ιοντοεναλλάκτης δεσμεύει τα προς απομάκρυνση ιόντα και στο τέλος αναγεννάται για να επαναχρησιμοποιηθεί. Στις συσκευές της ιοντοεναλλαγής ανταλλάσσεται ένα ιόν με κάποιο άλλο, κρατείται προσωρινά στο μέσο και κατόπιν απελευθερώνεται στο διάλυμα αναγέννησης.

Στήλες ιοντοεναλλαγής

Φυσικά υλικά ιοντοεναλλαγής -Ζεόλιθοι Οι ζεόλιθοι, φυσικοί και συνθετικοί, είναι κρυσταλλικά ανόργανα πολυμερή υλικά που ο δομικός σκελετός τους σχηματίζει χαρακτηριστικές οπές. Έχουν τη μορφή πορώδους λίθου, ο οποίος με ισχυρή θέρμανση οδηγεί στο βρασμό του νερού που έχει συγκρατήσει (ζεόλιθος προέρχεται από τις λέξεις ζέον και λίθος). Είναι αργιλιοπυριτικές ενώσεις, οι κρύσταλλοι των οποίων αποτελούνται από τετράεδρα SiO 4-4, σε μερικά από τα οποία το Si 4+ έχει αντικατασταθεί από Al 3+. Τα τετράεδρα [(Si,Al)O 4 ] -4 ενώνονται μεταξύ τους (με τα κοινά οξυγόνα των κορυφών τους) και σχηματίζουν πολύεδρα, δημιουργώντας, ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσής τους, τρισδιάστατα πλέγματα με διαύλους (channels) ή κοιλότητες (cavities) εντός των οποίων συγκρατούνται, συνήθως χαλαρά, μόρια νερού και κατιόντα (κυρίως Ca, Na, K), υπό ανταλλάξιμη μορφή

Μέθοδος ζεόλιθων Απομάκρυνση ασβεστίου: Κατά τη διέλευση του νερού, μέσα από μια στήλη ζεολίθου, γίνεται ιοντοεναλλαγή των ιόντων Na + με τα ιόντα Ca 2+.Ο ζεόλιθος μετά τη χρήση του μπορεί να αναγεννηθεί με κατεργασία με πυκνό διάλυμα χλωριούχου νατρίου.

Μέθοδος ιοντοεναλλακτικών ρητίνων Πολυμερή υλικά οργανικής φύσης με πορώδη σκελετό, πάνω στον οποίο είναι χαλαρά συνδεδεμένες όξινες (Η + ) ή βασικές (ΟΗ - ) ομάδες. Ανταλλαγή κατιόντων CaSO 4 + 2Η + [ρητίνη] Η 2 SΟ 4 + Ca +2 [ρητίνη] NaCl + Η + [ρητίνη] HCl + Na + [ρητίνη] Ανταλλαγή ανιόντων Η 2 SΟ 4 + 2OΗ - [ρητίνη] 2Η 2 O + SΟ 4-2 [ρητίνη] HCl+ OΗ - [ρητίνη] Η 2 O + Cl - [ρητίνη]

Χημικά χαρακτηριστικά νερού Σύμφωνα με την σχετική Ελληνική Νομοθεσία που είναι εναρμονισμένη με τη νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης υπάρχουν περί τις πενήντα (50) χημικές παράμετροι που κατατάσσονται ως εξής: Aπλές χημικές παράμετροι όπως π.χ. Ασβέστιο, Μαγνήσιο κλπ. Ανεπιθύμητες χημικές παράμετροι όπως π.χ. αμμωνία, νιτρώδη, νιτρικά Τοξικές χημικές παράμετροι όπως π.χ. Βαρέα μέταλλα κλπ. 61

Βαρέα Μέταλλα Τα βαρέα μέταλλα εμφανίζονται σχεδόν σε όλες τις παροχές νερού αλλά σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις (ιχνοστοιχεία), συνήθως από ελάχιστα mg/l έως και λιγότερα από 100 μικρογραμμάρια ανά λίτρο (μg/l). Το επιφανειακό νερό περιέχει συνήθως χαμηλότερες συγκεντρώσεις από ότι το υπόγειο νερό, δίχως όμως αυτό να αποτελεί κανόνα. 62

Βαρέα Μέταλλα Al (αλουμίνιο) As (αρσενικό) Be (βηρύλλιο) Cd (κάδμιο) Co (κοβάλτιο) Cr (χρώμιο) Cu (χαλκός) F (φθόριο) Fe (σίδηρος) Li (λίθιο) Mn (μαγγάνιο) Mo (μολυβδαίνιο) Ni (νικέλιο) Pd (μόλυβδος) Se (σελήνιο) Sn (κασσίτερος) Ti (τιτάνιο) W (βολφράμιο) Zn (ψευδάργυρος) V (βανάδιο)

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ιόντα Χλωρίου (Cl - ) κύρια κατηγορία ανόργανων συστατικών των φυσικών υδάτων η συγκέντρωσή τους ποικίλει ανάλογα με την κατηγορία και την προέλευσή του νερού Η παρουσία των χλωριόντων στα ύδατα καθορίζει τη χρήση τους (πόσιμο, άρδευσης, νερό για βιομηχανική χρήση) Η συγκέντρωση τους στα αστικά λύματα και τα στραγγίσματα στερεών απορριμάτων είναι σχετικά μεγάλη. Αυξημένες συγκεντρώσεις στα υπόγεια ύδατα είναι σοβαρή ένδειξη ρύπανσης από χώρους τελικής διάθεσης στερεών αποβλήτων, ή από εισροή θαλάσσιου νερού, ή διοχέτευση αστικών λυμάτων. Νερό που περιέχει συγκέντρωση > 250 mg/l αποκτά αλμυρή γεύση. Συγκεντρώσεις πάνω από 200 mg/l στο πόσιμο έχουν δυσμενείς επιπτώσεις

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ιόντα Χλωρίου (Cl - ) Τα ιόντα χλωρίου αποτελούν ένα συντηρητικό δείκτη ο οποίος και δε μεταβάλλεται χημικά. Η απομάκρυνσή τους μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με καθίζηση. Οι κυριότερες φυσικές πηγές προέλευσης των ιόντων χλωρίου είναι: τα προϊόντα της διάλυσης των εβαποριτών (NaCl) η απόπλυση αλμυρών νερών εγκλωβισμένων σε λεπτόκοκκες ιζηματογενείς αποθέσεις η θαλάσσια διείσδυση 65

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ασβέστιο Είναι το δεύτερο σε συγκέντρωση συστατικό των φυσικών νερών. Εισέρχεται στο νερό από διάφορα πετρώματα, όπως ασβεστόλιθο (CaCO 3 ), δολομίτη (CaCO 3.MgCO 3 ), γύψο (CaSO 4.2H 2 O), φθοριούχο ασβέστιο (CaF 2 ) κ.α. Η συγκέντρωση στο πόσιμο νερό 10-100 mg/l. Νερό που περιέχει 40-100 mg/l ασβέστιο θεωρείται σκληρό έως πολύ σκληρό. Απαραίτητο στοιχείο της διατροφής των ζώντων οργανισμών (ανθρώπου-ζώων, φυτών)

Speciation Ca2+

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Πυρίτιο το πιο διαδεδομένο στοιχείο (μετά το οξυγόνο) Παρόν σχεδόν σε όλα τα πετρώματα και νερά. Το (SiO 4-4 ) είναι η κύρια μορφή του στα διάφορα ορυκτά. Μεταφέρεται στα νερά σε μορφή κολλοειδούς ή ιόντων με τη μορφή πυριτικού οξέος (H 4 SiO 4 ) ή υδροξειδίου του πυριτίου (Si(OH) 4 ). Η συγκέντρωση του διαλυτού πυριτίου εκφράζεται ως ισοδύναμη ποσότητα δοιξειδίου του πυριτίου, SiO 2 (silica) σε mg/l. Προσδιορίζεται φασματοφωτομετρικά με μολυβδαινικό αμμώνιο.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θειικά Ευρέως διαδεδομένα στα φυσικά νερά. Προσδίδουν δυσάρεστη οσμή και γεύση Ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αντιδραστήρια στη βιομηχανία είναι το θειικό οξύ, ο θειούχος σίδηρος και άλλα θειούχα και θειικά άλατα. Τα θειικά άλατα του ασβεστίου και μαγνησίου έχουν υπακτική δράση Η μέγιστη επιτρεπτή συγκέντρωση στο πόσιμο νερό:250 mg/l. Η ύπαρξη αερόβιων συνθηκών ευνοεί τη μετατροπή των θειούχων σε θειικά, ενώ αναερόβιες συνθήκες την μετατροπή θειικών προς θειούχα

Speciation SO 4 2-

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Μαγνήσιο Στο νερό εισέρχεται από δολομιτικά (CaCO 3.MgCO 3 ) και από διάφορα πυριτικά και αργιλοπυριτικά πετρώματα. Η συγκέντρωση του Mg στο πόσιμο νερό 4-40 mg/l. Η σκληρότητα του νερού οφείλεται κυρίως στο μαγνήσιο και το ασβέστιο Απαραίτητο στον ανθρώπινο οργανισμό Συνιστώμενη ημερήσια δόση ενηλίκων είναι 250 mg Η παρουσία μαγνησίου στο νερό είναι επιθυμητή και στα νερά άρδευσης γιατί είναι απαραίτητο θρεπτικό συστατικό των φυτών και λειτουργεί ως εδαφοβελτιωτικό. Σε μεγάλες συγκεντρώσεις έχει υπακτική δράση

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Κάλιο Βρίσκεται συνήθως σε μικρές συγκεντρώσεις στα φυσικά νερά. Η μέγιστη επιτρεπτή συγκέντρωση του στο πόσιμο νερό είναι 12 mg/l. Είναι απαραίτητο θρεπτικό συστατικό των φυτικών οργανισμών. Αυξάνει την ικανότητα αφομοίωσης διοξειδίου του άνθρακα. Σε μεγάλες συγκεντρώσεις έχει υπακτική δράση ενώ σε πολύ μεγάλες είναι τοξικό

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Νάτριο Εισέρχεται στα φυσικά νερά από διάφορα πετρώματα: ορυκτό χλωριούχο νάτριο, αργιλιοπυριτικά ορυκτά νατρίου (NaAlSiO 4, NaAlSi 3 O 8 ). Οι συγκεντρώσεις νατρίου στα γλυκά φυσικά νερά είναι μικρή. Μεγάλες συγκεντρώσεις οφείλονται σε λιπάσματα, εισροή θαλάσσιου νερού. Η μέγιστη επιτρεπτή συγκέντρωση στο πόσιμο νερό είναι 150-175 mg/l. Ενδεικτική τιμή: 20 mg/l. Ένα από τα ανόργανα συστατικά (Ca 2+, Mg 2+, Νa + ) που προσδιορίζεται στα επεξεργασμένα αστικά λύματα για την αξιολόγηση της καταλληλότητας των λυμάτων για άρδευση εδαφών. Δυσμενή επίδραση στα εδάφη και στις καλλιέργειες.

ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ ΓΙΑ ΑΡΔΕΥΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ Ο συντελεστής προσρόφησης νατρίου (Sodium Adsorption Ratio) γνωστός ως S.A.R ισούται με: Na Ca Mg 2 όπου οι συγκεντρώσεις Νa, Ca και Μg αναφέρονται σε meq/l Όσο πιο μικρή τιμή έχει η παραπάνω σχέση τόσο καλύτερο το νερό για άρδευση (<3). Οι τιμές S.A.R μεταβάλλονται σε συνάρτηση με την ειδική αγωγιμότητα.

Νιτρικά ιόντα (ΝΟ - 3) Η πιο διαδεδομένη μορφή ρύπανσης τόσο του υπογείου όσο και του επιφανειακού νερού είναι η νιτρορύπανση. Οι πηγές του αζώτου διακρίνονται σε: 1) άμεσες όπως π.χ. τα απόβλητα ή τα λιπάσματα 2) έμμεσες κατά τις οποίες παράγεται ΝΟ 3- από άζωτο οργανικής προέλευσης ή από NH 4 + Οι διαδικασίες δημιουργίας NO 3- είναι πολύπλοκες και περιλαμβάνουν την αμμωνιοποίηση (μετατροπή Ν οργανικής προέλευσης σε ΝΗ 4+ ) και την νίτρωση (οξείδωση ΝΗ 4+ σε NO 3- ). 75

Νιτρορύπανση Ορισμός: άμεση ή έμμεση απόρριψη στο υδάτινο περιβάλλον αζωτούχων ενώσεων γεωργικής προέλευσης Αιτίες: η εκτεταμένη και ανεξέλεγκτη χρήση των αζωτούχων λιπασμάτων στη γεωργία (στην Ελλάδα εκτιμάται ότι 300.000 τόνοι λιπασμάτων καταλήγουν κάθε χρόνο στα ποτάμια και τη θάλασσα) τα στερεά απόβλητα (ζώων και λάσπης βιολογικών σταθμών) η ζωική κοπριά

Νιτρορύπανση Συνέπειες: αύξηση των νιτρικών ιόντων στο εδαφικό διάλυμα ταχύτατη αύξηση των νιτρικών σε πολλές αγροτικές περιοχές λόγω της άρδευσης αύξηση νιτρικών μπορεί να παρατηρηθεί και σε μη αρδευόμενες περιοχές με οργανικά εδάφη (κατά την ανοργανοποίηση φυτικών υπολειμμάτων και ζωικών αποβλήτων που ενσωματώνονται στο έδαφος) μέσω των καλλιεργειών μεταφέρονται στα τελικά προϊόντα (κηπευτικά, όσπρια κ.λ.π) αυξημένα επίπεδα και στα ζώα μέσω της βοσκής (εκτροφής) τους τελικό αποτέλεσμα η δημιουργία βλαβών στους ζώντες οργανισμούς και στα υδατικά οικοσυστήματα ή να παρακωλύονται άλλες θεμιτές χρήσεις των υδάτων.

Νιτρορύπανση Ρύπανση δίχως σύνορα Οι διασυνοριακοί ποταμοί αποτελούν σημαντικό τμήμα των υδάτινων πόρων πολλών χωρών Μελέτη του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (Τομέας Υδατικών Πόρων, Υδραυλικών και Θαλάσσιων Έργων, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών) αναφέρει πως στον Έβρο παρατηρείται υπέρβαση των ορίων ως προς το αμμωνιακό άζωτο και σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικών με τιμές που υπερβαίνουν τα όρια των κοινοτικών οδηγιών. Λίπασμα (βασικό) Βουλγάρικης προέλευσης που χρησιμοποιείται στο Ν. Έβρου: Ν (ΟΛΙΚΟ) (24,93%) Κ(6,45%) P(0,197%)

Νιτρορύπανση ΥΑ 161/1997/Β-519 Ευπρόσβλητες ζώνες για τα Νιτρικά ΚΥΑ (ΦΕΚ) 1575/Β/5.8.1999

Νιτρορύπανση Σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας (ΠΟΥ) και την Ευρωπαϊκή Επιτροπή (91/676/ΕΟΚ) υπεύθυνη για την ποιότητα των υδάτων η ανώτατη επιτρεπόμενη συγκέντρωση νιτρικών ριζών (ΝΟ 3- ) δεν θα πρέπει να ξεπερνά : στο πόσιμο νερό τα 50mg/l σε νωπά λαχανικά από 11-700mg/Kg σε κρέατα 500ppm/Kg για (ΝΟ 3- ) και 200ppm/Kg για (ΝΟ 2- )

Speciation (ΝΟ - 3)

Όξινα ανθρακικά ιόντα (HCO - 3) Τα όξινα ανθρακικά ιόντα στο υπόγειο νερό προέρχονται: από τα ανθρακικά πετρώματα τους ασβεστόλιθους και τους δολομίτες Η οξυανθρακική ρίζα είναι συνήθως το επικρατέστερο ανιόν στα υπόγεια νερά. Προέρχεται από τη διάλυση των ανθρακικών πετρωμάτων στο νερό [CaCO 3, MgCO 3 ] 82

Speciation (CO 3- )

Φυτοφάρμακα Χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα στη γεωργία για την προστασία των καλλιεργειών από έντομα (εντομοκτόνα), μύκητες (μυκητοκτόνα) και βακτήρια (βακτηριοκτόνα) και την καταπολέμηση των ζιζανίων (ζιζανιοκτόνα) Αποτελούν σημαντικό κίνδυνο ρύπανσης των επιφανειακών και υπογείων νερών: οι οργανικές ουσίες που χρησιμοποιούνται σαν φυτοφάρμακα είναι ταχείας αποικοδόμησης, παρόλα αυτά σημαντικές ποσότητες αυτών και των προϊόντων της διάσπασής τους έχουν καταγραφεί στα υπόγεια νερά Η σοβαρότητα της ρύπανσης εξαρτάται από την τοξικότητα, την ποσότητα και το χρόνο παραμονής της ουσίας στο έδαφος καθώς και τον τρόπο εφαρμογής στο έδαφος

Φυτοφάρμακα Τοξικολογικές μελέτες στο νερό των ποταμών Έβρου, Άρδα και Ερυθροποτάμου στον ν. Έβρου έχουν ανιχνεύσει υπολείμματα γεωργικών φαρμάκων και μάλιστα των επικίνδυνων alachlor και prometryne, με μέσες τιμές συγκεντρώσεων που υπερβαίνουν επιτρεπτά όρια (Vassiliou G., Vryzas Z., Alexoudis C. & E. Papadopoulou Mourkidou, 2007, Σεβίλλη, Ισπανία) Από άλλη μελέτη που σκοπό είχε την χωροχρονική αποτύπωση των υπολειμμάτων 147 δραστικών ουσιών και μεταβολιτών τους σε επιφανειακά ύδατα των ποταμών Άρδα, Έβρου και Ερυθροποτάμου προέκυψε ότι υπάρχουν 33 συνολικά ουσίες με μεγαλύτερη συχνότητα ανίχνευσης τα atrazine, alachlor, trifluralin, prometryne, molinate, carbofuran, carbaryl και diazinon. 19 ουσίες υπερβαίνουν τα όρια των συγκεντρώσεων που θεωρούνται επικίνδυνα για το περιβάλλον (Vryzas Z., Vassiliou G., Alexoudis C. & E. Papadopoulou Mourkidou, 2007, Water Research)

Φυτοφάρμακα Σε σημείο δειγματοληψίας του Ερυθροπόταμου (Ελληνοβουλγαρικά σύνορα) ανιχνεύθηκαν οι ουσίες DDT, DDE, γ-ηch (Vryzas Z., Vassiliou G., Alexoudis C. & E. Papadopoulou Mourkidou, 2007, Water Research) Παρά τις μειώσεις και τις απαγορεύσεις της παραγωγής και χρήσης DDT και λινδανίου (γ-ηch), θα χρειαστεί πολύς χρόνος για να μειωθούν οι συγκεντρώσεις στους ταμιευτήρες στα διάφορα τμήματα του περιβάλλοντος και οι συσσωρευμένες ποσότητες.

Φυτοφάρμακα Αυστηροί έλεγχοι σε προϊόντα Στο βιολογικό κρόκο (σαφράν): έλεγχος για περίπου 120 φυτοφάρμακα με ανώτατο επιτρεπτό όριο 0,01 mg/kg ανιχνεύθηκε η Clorpirifos etile στα 0,114 mg/kg. Παρόμοια σε άλλα δείγματα σαφράν ανιχνεύθηκε η α- phenylphenol με εύρος 0,014 0,018 mg/kg (ανώτατο επιτρεπτό όριο 0,01 mg/kg). Τα σημερινά αναλυτικά όργανα (GC-MS, LC-MS κλπ.) μπορούν να ανιχνεύσουν ουσίες σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις.

Φυτοφάρμακα Γενικά την τελευταία εικοσαετία η χρήση φυτοφαρμάκων εμφανίζεται μειωμένη στις περισσότερες χώρες της ΕΕ. Αυστηροί οι κανονισμοί της ευρωπαϊκής κοινότητας σχετικά με τα ανώτατα επιτρεπτά όρια συγκέντρωσης των υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων σε διάφορα τελικά προϊόντα.

Φυτοφάρμακα Μέγιστα επιτρεπτά επίπεδα υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων ανά κατηγορία τελικού προϊόντος (mg/kg) (EC No 396/2005) Κατηγορία φυτοφαρμάκου Σκόρδο Κηπευτικά Βότανα Λαχανικά Κρέας Benfuracarb 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Carbosulfan 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Carbendazim and benomyl 0,1 0,1 0,1 0,01 0,05 Dimethoate 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Ethephon 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 Fenamiphos 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 Fenarimol 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 Ο πίνακας έχει προκύψει με επιλογή από λίστα που περιλαμβάνει τα όρια για 13 κατηγορίες φυτοφαρμάκων σε 10 ομάδες τροφίμων φυτικής / ζωικής προέλευσης (σύνολο 250 προϊόντα)

Φυτοφάρμακα Κανονισμός (EC No 1213/2008) Όλα τα κράτη-μέλη κατά το 2009, 2010 και 2011 εκτίμησαν, κατόπιν αναλύσεων σε δείγματα, τα επίπεδα φυτοφαρμάκων στα τελικά προϊόντα τροφίμων φυτικής / ζωικής προέλευσης. Τα αποτελέσματα στάλθηκαν μέχρι το τέλος Αυγούστου του 2010, 2011 και 2012, αντίστοιχα. Οι πληροφορίες που δόθηκαν αφορούσαν τις αναλυτικές μεθόδους προσδιορισμού δραστικών συστατικών ή προϊόντων αυτών, τα όρια του προσδιορισμού που εφαρμόζονται στο κάθε εθνικό πρόγραμμα ελέγχου φυτοφαρμάκων, σε περίπτωση υπέρβασης ορίων πιθανή εξήγηση που συμβαίνει αυτό. ο αριθμός των δειγμάτων για κάθε προϊόν ορίζεται για κάθε χώρα. Για την Ελλάδα απαιτούνται 12 επαναλήψεις σε περίπτωση προσδιορισμού ενός φυτοφάρμακου, 15 επαναλήψεις σε περίπτωση περισσότερων ανά δείγμα.

Φυτοφάρμακα Κανονισμός (EC No 1213/2008) ορίζεται με σαφήνεια ο συνδυασμός φυτοφαρμάκου / προϊόντος που πρέπει να ελεγχθεί ανά χρονιά, 166 φυτοφάρμακα σε τρόφιμα που ομαδοποιούνται όπως παρακάτω: Φασόλια, καρότα, αγγούρια, πορτοκάλια, μανταρίνια, αχλάδια, πατάτες, ρύζι, σπανάκι. μελιτζάνες, μπανάνες, κουνουπίδι, σταφύλια, χυμοί, αρακάς, πιπεριές, σιτάρι. μήλα, λάχανα, πράσα, μαρούλια, τομάτες, ροδάκινα, νεκταρίνια και παρόμοια υβρίδια, σίκαλη, βρώμη, φράουλες. βούτυρο, αυγά. γάλα, χοιρινό κρέας. κρέας πουλερικών, συκώτι (βόειο, χοιρινό, πουλερικών)

Φυτοφάρμακα Η γεωργική δραστηριοποίηση των σύγχρονων καλλιεργητών πρέπει να βασίζεται σε πρακτικές φιλικές προς το περιβάλλον όπως μείωση φυτοφαρμάκων (εφαρμογή οδηγιών Ε.Ε. 396/2005 σχετικά με όρια υπολειμμάτων φυτοφαρμάκων και 91/676/1991 σχετικά με νιτρορύπανση) βιολογική καταπολέμηση ασθενειών αγρανάπαυση κ.α.

Φυτοφάρμακα Καλλιέργεια βαμβακιού μετά από ζιζανιοκτονία με χημικά μέσα Παράδειγμα προς αποφυγή

Βιολογικά χαρακτηριστικά του νερού Ο πιο σπουδαίος βιολογικός δείκτης της ποιότητας και της ρύπανσης του νερού είναι η παρουσία του Coliform bacteria. Στον έλεγχο της ποιότητας και της καταλληλότητας του πόσιμου νερού που αφορούν τα βιολογικά του χαρακτηριστικά συμβάλλει: η επιτόπια υγειονομική εξέταση εκτίμηση των συνθηκών που αφορούν στην περιοχή και στην ενδεχόμενη ύπαρξη εστιών μόλυνσης και ρύπανσης του νερό. η βιολογική έρευνα

Βιολογικά χαρακτηριστικά του νερού Οι υδατογενείς επιδημίες προκαλούνται από τα παθογόνα μικρόβια που έχουν προέλευση την κοπρανώδη μόλυνση του νερού. Η παρουσία μικροβίων δεικτών αποτελεί αδιάψευστο μάρτυρα κοπρανώδους μόλυνσης του νερού και κατά συνέπεια συνιστά ισχυρή πιθανότητα να συνυπάρχουν και παθογόνα μικρόβια. Η αξιολόγηση που γίνεται για κάθε ένα από τα μικρόβια δείκτες σχετίζεται με τη φύση του μικροβίου και το βαθμό συσχέτισής του με τα κόπρανα. 95

Βιολογικά χαρακτηριστικά του νερού Οι κυριότερες παράμετροι που προβλέπονται να εξετάζονται ως μικρόβια δείκτες είναι τα: 1. Ολικά κολοβακτηριοειδή 2. Κολοβακτηριοειδή κοπράνων 3. Στρεπτόκοκκοι κοπράνων 4. Κλωστηρίδια αναγωγικών θειωδών αλάτων 5. Καταμέτρηση των συνολικών βακτηριδίων για το πόσιμο νερό i. στους 37 βαθμούς Κελσίου ii. στους 22 βαθμούς Κελσίου 96

Βιολογικά χαρακτηριστικά του νερού Άλλα μικρόβια δείκτες είναι: η Pseudomonas aeruginosa (εμφιαλωμένα νερά, ύδρευση νοσοκομείων) Rodococcus coprophilus (νοκαρδιόμορφος ακτινομύκηταςειδικός δείκτης ζωικής μόλυνσης του νερού) οι βακτηριοφάγοι των εντεροβακτηριδίων (ως δείκτες της παρουσίας των ιών στο νερό) κ.ά Οι μέθοδοι ελέγχου ρουτίνας των μικροβίων δεικτών είναι η Μέθοδος των πολλαπλών σωλήνων και η Μέθοδος της διήθησης δια μεμβράνης. 97

E. Coli Mόνιμος ξενιστής του εντέρου ανθρώπων και ζώων Βασικός δείκτης της κοπρανώδους μόλυνσης του νερού Χαρακτηριστικά επιβίωσης και ευαισθησίας στα απολυμαντικά όμοια με πολλά παθογόνα (Σαλμονέλλα, Σιγκέλλα) Υποχρεωτική παράμετρος

Εντερόκοκκοι Ανήκουν στην οικογένεια των στρεπτοκόκκων (D) Υπάρχουν στα κόπρανα ανθρώπων και ζώων Ανθεκτικότεροι από την E.coli στο περιβάλλον και τη χλωρίωση Η παρουσία τους αποτελεί ένδειξη μόλυνσης του ύδατος με περιττωματικές ουσίες και δη παλαιάς μόλυνσης Υποχρεωτική παράμετρος

ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ( υποχρεωτικές) Για πόσιμο νερό ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΤΙΜΗ Ε. coli 0/100 ml Εντερόκοκκοι Για νερό που πωλείται σε φιάλες 0/100ml ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΤΙΜΗ Ε. coli 0/250 ml Εντερόκοκκοι Pseudomonas aeruginosa Κοινοί μεσόφιλοι 22 0 c Κοινοί μεσόφιλοι 37 0 c 0/250ml 0/250ml 100/ml 20/ml

Υδατογενείς μολύνσεις Λοιμώξεις που οφείλονται στην κατανάλωση πόσιμου νερού ( τύφος, χολέρα, ιοί) Λοιμώξεις που οφείλονται στην ελλιπή χορήγηση νερού ( επιπεφυκίτιδες, γαστρεντερίτιδες) Λοιμώξεις που οφείλονται σε παθογόνα τα οποία περνούν ένα σημαντικό μέρος της ζωής τους στο νερό ή το νερό είναι απαραίτητο για τη συμπλήρωση του κύκλου τους ( σχιστοσωμίωση) Λοιμώξεις που μεταδίδονται με έντομα τα οποία εκκολάπτονται στο νερό ( ελονοσία, πυρετός Δ. Νείλου, κίτρινος πυρετός) BRADLEY 1987