ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ

Παρουσίαση με θέμα: "ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

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

2 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ (σε σχέση με τη φυσική σύσταση των νερων)
pH Αγωγιμότητα Αλκαλικότητα Χλωριόντα Πυρίτιο Θειικά Θερμοκρασία Ασβέστιο Μαγνήσιο Νάτριο Κάλιο Σκληρότητα Διαλυμένο οξυγόνο Στερεά

3 ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΠΟΥ ΑΦΟΡΟΥΝ ΑΝΕΠΙΘΥΜΗΤΕΣ ΟΥΣΙΕΣ
(όταν βρίσκονται σε υπερβολική ποσότητα) Οργανικές ενώσεις Λίπη-Έλαια-Ορυκτέλαια Φαινόλες Απορρυπαντικά Θρεπτικά συτατικά- ενώσεις αζώτου και φωσφόρου Ανόργανες ενώσεις: υδρόθειο, θειούχες ενώσεις, Β, φθοριούχες , ιχνοστοιχεία (Fe, Mn, Cu, Zn, Ba)

4 ΤΟΞΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ βαρέα μέταλλα (Hg, Cd, Pb, Cr, V, Ni) As, Se, Te
κυανιούχες ενώσεις (CN-) Παρασιτοκτόνα και εξομοιούμενα προϊόντα: εντομοκτόνα, ζιζανιοκτόνα, μυκητοκτόνα, πολυχλωριωμένα διφαινύλια (PCBs) Πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες - PAHs

5 ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ
Ως δείκτης μικροβιολογικής μόλυνσης (παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών) χρησιμοποιείται το κολοβακτηρίδιο ενδεικτικοί οργανισμοί (indicator organism) Συμπληρωματικά προσδιορίζονται εντερόκοκκοι, σαλμονέλες και άλλα παθογόνα μικρόβια

6 ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ
Αναφέρονται στις φυσιολογικές ιδιότητες του νερού (εμφάνιση νερού) και εκτιμώνται υποκειμενικά, αλλά χρησιμοποιούνται και αριθμητικές τιμές για καλύτερη αξιολόγηση των αποτελεσμάτων ελέγχου Χρώμα Οσμή Γεύση Θολερότητα Το μη διαυγές χρώμα, η δυσάρεστη γεύση και οσμή και η αυξημένη θολερότητα αποτελούν ένδειξη ρύπανσης ή μόλυνσης Το μη διαυγές χρώμα, η δυσάρεστη γεύση και οσμή και η αυξημένη θολότητα αποτελούν ένδειξη ρύπανσης ή μόλυνσης

7 εμποδίζει διέλευση του φωτός και  φωτοσύνθεση
ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 1. ΧΡΩΜΑ (στο πόσιμο νερό αισθητικά ανεπιθύμητο) 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»- apparent color (χωρίς να έχει προηγηθεί διήθηση) «αληθινό χρώμα»- true color (χρώμα μετά από διήθηση) Προσδιορισμός της έντασης ή τιμής χρώματος: Συγκριτική οπτική μέθοδο (visual comparison method) Φασματοφωτομετρική μέθοδο (spectrophotometric) *Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει παραμετρική τιμή «αποδεκτό στους καταναλωτές και άνευ ασυνήθους μεταβολής»

8 ευχάριστη γεύση οφείλεται στο Ο2, CO2, και στα δισανθρακικά άλατα
ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 2. Γεύση/ 3.Οσμή (taste/odor) υποκειμενικές παράμετροι- (νερό) Γεύση ευχάριστη γεύση οφείλεται στο Ο2, CO2, και στα δισανθρακικά άλατα άσχημη οφείλεται σε περιεχόμενες ξένες ουσίες: φαινόλες, χλώριο, σηπόμενες ουσίες, μικροοργανισμούς, μεταλλικά ιόντα Οσμή πτητικές ενώσεις που δημιουργούνται από την αποδόμηση οργανικής ύλης προϊόντα διάβρωσης μετάλλων χημικών βιομηχανικής και γεωργικής προέλευσης. Αντιμετώπιση: απομακρύνονται όταν το νερό περάσει από στήλη ενεργού άνθρακα

9 ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 2. Γεύση/ 3.Οσμή (taste/odor)
Αστικά λύματα Οσμή Οφείλεται σε πτητικές ενώσεις που περιέχονται στα λύματα ή δημιουργούνται από την αποδόμηση οργανικής ύλης σε αναερόβιες συνθήκες. Το υδρόθειο προκύπτει από την αναερόβια μεταροπή των θεικών. Αμίνες, αμμωνία, μερκαπτάνες, σκατόλη (3-μεθυλο-ινδόλιο) Στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων οι ομές που εκλύονται αποτελούν σοβαρό πρόβλημα.

10 Ποσοτικός προσδιορισμός Γεύσης/ Οσμής
(με τη μέθοδο διαδοχικών αραιώσεων) Μονάδα μέτρησης της γεύσης θεωρείται το κατώφλι γεύσης: T.T.N=Threshhold Taste Number. Μονάδα μέτρησης της οσμής θεωρείται το κατώφλι οσμής: T.O.N= Threshhold 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. T.O.N= όπου Α= mL δείγματος και Β= mL άοσμου νερού Η μέτρηση γίνεται σε δύο θερμοκρασίες, στους 12oC και 25oC, 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»

11 ΟΡΓΑΝΟΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 4. Θολερότητα (turbidity)
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 Η κατανάλωση νερού με θολότητα μπορεί να είναι επικίνδυνη: 1) η απολύμανση δεν είναι αποτελεσματική- 2) επιβλαβείς ουσίες απορροφώνται στην επιφάνεια. Αντιμετώπιση: καθίζηση , διήθηση

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

13 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θερμοκρασία
Σημαντική παράμετρος τόσο στις περιβαλλοντικές μελέτες υδατικών οικοσυστημάτων όσο και στη διαχείριση υγρών αποβλήτων. 12 oC ενδεικτική - 25 oC 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) τα επιτρεπτά όρια θερμοκρασίας των υγρών αποβλήτων ρυθμίζονται νομοθετικά. Μια από τις κύριες μορφές ρύπανσης των επιφανειακών νερών είναι η θερμική ρύπανση

14 Θερμική Ρύπανση Υδάτινου Συστήματος
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

15 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ pH (ενεργός οξύτητα)
σημαντική παράμετρος ελέγχου των νερών και των υγρών αποβλήτων pH απεσταγμένου νερού -βροχής = 5.6 pH θάλασσας= pH επιφανειακών νερών ελαφρά αλκαλικό όταν διέρχεται από ασβεστούχα πετρώματα – ελαφρά όξινο όταν διέρχεται από πυριτικά 4< pH<9 pH αστικών λυμάτων= τα επιτρεπτά όρια pH των υγρών αποβλήτων ρυθμίζονται νομοθετικά Μπορεί να επηρεάσει τα συστήματα βιολογικής επεξεργασίας. Το pH βρίσκεται σε άμεση συνάρτηση με τη χημική μορφή των ενώσεων στο νερό

16 παρέχει πληροφορίες για: την ποιότητα του νερού,
Αγωγιμότητα (conductivity) (μέτρο της ικανότητας ενός υδατικού διαλύματος να μεταφέρει ηλεκτρικό ρεύμα) παρέχει πληροφορίες για: την ποιότητα του νερού, τη ποσότητα διαλυμένων αλάτων και για το βαθμό ρύπανσης ειδική αγωγιμότητα, κ σε μmhos.cm-1 (μS .cm-1 ) η ειδική αγωγιμότητα καθαρής βροχής μmhos.cm-1, ενώ βροχής σε περιοχές με αυξημένη ρύπανση έως και 500 μmhos.cm-1 Πόσιμο νερό ενδεικτική τιμή: 400μmhos.cm-1 Βιομηχανικά λύματα η τιμή μπορεί να φθάσει έως και μS cm-1 Εμπειρική συσχέτιση ειδικής αγωγιμότητας και ολικών διαλυμένων στερεών: TDS (mg.L-1)= k.f f= συντελεστής 0,54-0,9

17 Αγωγιμότητα (conductivity)
Ειδική Αγωγιμότητα μS .cm-1 Ολικά διαλυμένα στερεά mg.L-1 Νερό βροχής 15 10 Επιφανειακά Υφάλμυρο Θαλάσσιο 51.500 35.000 Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει ως παραμετρική τιμή 2500 Η Οδηγία 98/83/ΕΚ ορίζει ως παραμετρική τιμή 2500 μS .cm-1

18 Στερεά Ολικά Στερεά (Total Solids–TS)
Τα διαλυμένα ή αδιάλυτα στερεά στα νερά επηρεάζουν τη χρήση των νερών-Τα διαλυμένα ή αδιάλυτα στερεά στα υγρά απόβλητα επηρεάζουν τη διαχείριση και επεξεργασία τους. Ολικά Στερεά (Total Solids–TS) Ολικά Αιωρούμενα Στερεά (Total Suspended Solids–TSS) Ολικά Διαλυμένα Στερεά (Total Dissolved Solids–TDS) Καθιζάνοντα στερεά (Settleable Solids)

19 Ολικά Στερεά (TS) «το υπόλειμμα μετά από εξάτμιση δείγματος νερού»
Είναι το σύνολο των στερεών στο δείγμα και προσδιορίζονται με ζύγιση του υπολείμματος ορισμένου όγκου δείγματος μετά από ξήρανση στους 105 οC σε mg/L. Στη συνέχεια με πύρωση στους 550 οC προσδιορίζονται τα πτητικά στερεά (ΤVS) και το σταθερό υπόλειμμα (ΤFS) Ο προσδιορισμός τους παρέχει πληροφορίες για το επίπεδο επιβάρυνσης του αποδέκτη. Απότομη αύξηση δείχνει αποχέτευση (παράνομη) αστικών λυμάτων ή βιομηχανικών αποβλήτων.

20 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 με βοήθεια κενού και ξηραίνεται στους 105 οC, ζυγίζεται – εκφράζεται σε mg/L. Mε πύρωση στους 550 οC προσδιορίζονται τα VSS και FSS Γρήγορη μέτρηση των TSS γίνεται νεφελομετρικά (μονάδες ΝΤU)

21 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 οC, ζυγίζεται το υπόλειμμα – εκφράζεται σε mg/L. Mε πύρωση στους 550 οC προσδιορίζονται τα VDS και FDS Γρήγορη μέτρηση γίνεται με τη μέτρηση της ειδικής αγωγιμότητας TDS (mg.L-1)= k.f f= συντελεστής 0,54-0,9

22 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 το επιφανειακό στρώμα του εδάφους - αποτίθενται σε αρδευτικές δεξαμενές, αγωγούς Χρησιμοποιείται στο σχεδιασμό και την αξιολόγηση των δεξαμενών καθίζησης

23 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα Παράμετρος που προσδιορίζει τη χρήση του νερού Oφείλεται στα δισθενή κατιόντα (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Mn2+) Ως σκληρότητα του νερού ορίζεται ως το άθροισμα των συγκεντρώσεων του ασβεστίου και μαγνησίου Εκφράζεται: σε ισοδύναμη ποσότητα CaCO3, δηλαδή σε mg CaCO3/L νερού σε ppm ισοδύναμης ποσότητας CaCO3. γερμανικός βαθμός σκληρότητας (1 d0) αντιπροσωπεύει 10 mg CaO ανά λίτρο νερού. γαλλικός βαθμός σκληρότητας (1 f0) αντιπροσωπεύει 10 mg CaCO3 ανά λίτρο νερού. 1 mg CaCO3 = 1ppm CaCO3 = 0,1 f0 = 0,056 d0

24 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα
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(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O 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

25 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 από χημική ανάλυση σε δείγμα νερού. Στις αναλύσεις νερών προσδιορίζονται τα κύρια ανιόντα και κατιόντα και όχι οι ενώσεις αυτοδύναμα σε mg/L ή μg/L. Τα αποτελέσματα εκφράζονται σε meq/L (Κανονικότητα, Ν). Η ολική σκληρότητα σε mg CaCO3/L νερού δίνεται από τη σχέση ΤΗ= 50 [Ca +Mg] αν οι συγκεντρώσεις δίδονται σε meq/L

26 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Σκληρότητα Το νερό με ολική σκληρότητα 0-60 mg CaCO3/L - μαλακό νερό mg CaCO3/L - μέτρια σκληρό, mg CaCO3/L - σκληρό >200 mg CaCO3/L - πολύ σκληρό Για το πόσιμο νερό η σκληρότητα mg CaCO3/L (ελάχιστη 60) σύμφωνα με την Οδηγία 98/83/ΕΚ για αποσκληρυμένα νερά.

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

28 Αφαίρεση σκληρότητας με χημική καταβύθιση
Η αποσκλήρυνση του νερού αποβλέπει στην απομάκρυνση (ελάττωση της συγκέντρωσης) των ιόντων Ca2+ και Mg2+ με διάφορες μεθόδους (χημικές, ιοντοεναλλαγή, αντίστροφη ώσμωση) Το μαγνήσιο απομακρύνεται με τη μορφή Mg(OH)2 ενώ το ασβέστιο και τα HCO3- ως ανθρακικό ασβέστιο CaCO3: Ca2+ + CO3-2  CaCO3 (s) Mg2+ + 2ΟΗ-  Mg(OH)2 (s) Η ελάττωση της συγκέντρωσης του ανθρακικού ασβεστίου επιτυγχάνεται με αύξηση του pH στην τιμή 10,3 και του μαγνησίου στην τιμή 10,8-11,0 Αν το νερό περιέχει μη ανθρακική (μόνιμη) σκληρότητα για να προκύψουν όλα τα CO3-2 που απαιτούνται για την καταβύθιση όλων των ιόντων Ca2+, γίνεται προσθήκη σόδας Na2CO3.

29 Aποσκλήρυνση του νερού
Μέθοδος με ασβέστη και σόδα. Η τεχνική αυτή γίνεται σε δύο στάδια: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2CaCO3  + 2H2O CaCl2 + Na2CO3  CaCO3 + 2NaCl CaSO4 + Na2CO3  CaCO3   + Na2SO4

30 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(HCO3)2+2NaOHCaCO3 + Na2CO3+ 2H2O CaCl2 + Na2CO3  CaCO3  + 2NaCl

31 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.

32 Στήλες ιοντοεναλλαγής

33 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 SiO44-, σε μερικά από τα οποία το Si4+ έχει αντικατασταθεί από Al3+. Τα τετράεδρα [(Si,Al)O4]-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

34 Μέθοδος ζεολίθων Απομάκρυνση ασβεστίου:Κατά τη διέλευση του νερού, μέσα από μια στήλη ζεολίθου, γίνεται ιοντοεναλλαγή των ιόντων Na+ με τα ιόντα Ca2+ .Ο ζεόλιθος μετά τη χρήση του μπορεί να αναγεννηθεί με κατεργασία με πυκνό διάλυμα χλωριούχου νατρίου.

35 Μέθοδος ιοντοεναλλακτικών ρητίνων.
πολυμερή υλικά οργανικής φύσης με πορώδη σκελετό, πάνω στον οποίο είναι χαλαρά συνδεδεμένες όξινες (Η+) ή βασικές (ΟΗ-) ομάδες. Ανταλλαγή κατιόντων CaSO4 + 2Η+[ρητίνη]  Η2SΟ4 + Ca+2 [ρητίνη] NaCl + Η+[ρητίνη]  HCl + Na+ [ρητίνη] Ανταλλαγή ανιόντων Η2SΟ4+ 2OΗ-[ρητίνη]  2Η2O + SΟ4-2 [ρητίνη] HCl+ OΗ-[ρητίνη]  Η2O + Cl- [ρητίνη]

36 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Χλωριόντα
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Χλωριόντα 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

37 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ασβέστιο
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Ασβέστιο Είναι το δεύτερο σε συγκέντρωση συστατικό των φυσικών νερών. Εισέρχεται στο νερό από διάφορα πετρώματα, όπως ασβεστόλιθο (CaCO3), δολομίτη (CaCO3.MgCO3), γύψο (CaSO4.2H2O), φθοριούχο ασβέστιο (CaF2) κ.α. η συγκέντρωση στο πόσιμο νερό mg/L. Νερό που περιέχει mg/L ασβέστιο θεωρείται σκληρό έως πολύ σκληρό. απαραίτητο στοιχείο της διατροφής των ζώντων οργανισμών (ανθρώπου-ζώων, φυτών)

38 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Πυρίτιο
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Πυρίτιο το πιο διαδεδομένο στοιχείο (μετά το οξυγόνο) παρόν σχεδόν σε όλα τα πετρώματα και νερά. Το (SiO44-) είναι η κύρια μορφή του στα διάφορα ορυκτά. μεταφέρεται στα νερά σε μορφή κολλοειδούς ή ιόντων με τη μορφή πυριτικού οξέος (H4SiO4) ή υδροξειδίου του πυριτίου (Si(OH)4). Η συγκέντρωση του διαλυτού πυριτίου εκφράζεται ως ισοδύναμη ποσότητα δοιξειδίου του πυριτίου, SiO2 (silica) σε mg/L. Προσδιορίζεται φασματοφωτομετρικά με μολυβδαινικό αμμώνιο.

39 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θειικά
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θειικά Ευρέως διαδεδομένα στα φυσικά νερά –συστατικό πολλών ορυκτών. 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

40 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Μαγνήσιο
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Μαγνήσιο Στο νερό εισέρχεται από δολομιτικά (CaCO3.MgCO3) 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

41 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Κάλιο
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

42 ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Νάτριο
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Νάτριο εισέρχεται στα φυσικά νερά από διάφορα πετρώματα: ορυκτό χλωριούχο νάτριο, αργιλιοπυριτικά ορυκτά νατρίου (NaAlSiO4, NaAlSi3O8). 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 mg/L. Ενδεικτική τιμή: 20 mg/L. Ένα από τα ανόργανα συστατικά (Ca2+, Mg2+, Νa+) που προσδιορίζεται στα επεξεργασμένα αστικά λύματα για την αξιολόγηση της καταλληλότητας των λυμάτων για άρδευση εδαφών. δυσμενή επίδραση στα εδάφη και στις καλλιέργειες.

43 ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΝΕΡΟΥ ΓΙΑ ΑΡΔΕΥΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ
Ο συντελεστής προσρόφησης νατρίου (Sodium Adsorption Ratio) γνωστός ως S.A.R ισούται με: 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.