curs 1 proprietatile apei das

13
Curs 1. PROPRIETĂŢILE GENERALE ALE APEI 1. Proprietăţile generale ale apei Apa, în stare pură, este un lichid cu densitatea egală cu 1 gr/cm 3 , incolor, inodor şi insipid. Apa este un oxid de hidrogen şi se află în natură sub toate cele trei stări de agregare: lichidă, solidă şi gazoasă. Apa lichidă este cea mai răspândită, ocupând cca 2/3 din suprafaţa Terrei, sub formă de mări, oceane, lacuri, fluvii, râuri, apă de precipitaţii. Apa lichidă se întâlneşte şi în păturile superficiale ale scoarţei, în depozitele permeabile sau în fisuri ale rocilor. Apa în stare solidă se întâlneşte în gheţarii continentali, marini sau montani, în zăpezile persistente, sau în cele sezoniere din timpul iernilor boreale sau australe, în cristalii de gheaţă din atmosferă, în fenomenele meteorologice de grindină, brumă, chiciură etc. Apa sub formă de vapori rezultă din procesele de evaporaţie şi de transpiraţie şi se întâlneşte, cu deosebire, în atmosferă, dar şi în golurile din roci, mai ales la adâncimi mari unde temperaturile sunt crescute, datorită gradientului geotermic (spre interiorul Pământului temperatura creşte cu 1 0 C la fiecare 33 m). În general, în stare naturală, apa nu este pură datorită proprietăţii sale de a dizolva substanţele solubile. Chiar şi în atmosferă, în precipitaţii, există anumite concentraţii chimice, adesea destul de mari care pot genera ploi acide. Între propietăţiele generale ale apei mai trebuie manţionate câteva: apa prezintă o mobilitate bună (uneori chiar foarte mare) sub toate cele trei stări de agragare. Este fluidă, în stare lichidă, plastică, în stare solidă şi se comportă ca un gaz foarte mobil în stare de vapori; spre deosebire de alte substanţe, apa trece relativ uşor de la o stare de agregare la alta, pe un ecart mediu de numai 100 0 C; apa, pură, nu este conducător de electricitate; apa prezintă o conductibilitate termică redusă, se încălzeşte şi cedează căldura mai greu decât rocile; apa este un lichid incompresibil. 1

Upload: georgiana-neagu

Post on 01-Jan-2016

7 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

f

TRANSCRIPT

Page 1: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

Curs 1. PROPRIETĂŢILE GENERALE ALE APEI

1. Proprietăţile generale ale apeiApa, în stare pură, este un lichid cu densitatea egală cu 1 gr/cm3, incolor, inodor şi insipid.

Apa este un oxid de hidrogen şi se află în natură sub toate cele trei stări de agregare: lichidă, solidă şi gazoasă.

Apa lichidă este cea mai răspândită, ocupând cca 2/3 din suprafaţa Terrei, sub formă de mări, oceane, lacuri, fluvii, râuri, apă de precipitaţii. Apa lichidă se întâlneşte şi în păturile superficiale ale scoarţei, în depozitele permeabile sau în fisuri ale rocilor.

Apa în stare solidă se întâlneşte în gheţarii continentali, marini sau montani, în zăpezile persistente, sau în cele sezoniere din timpul iernilor boreale sau australe, în cristalii de gheaţă din atmosferă, în fenomenele meteorologice de grindină, brumă, chiciură etc.

Apa sub formă de vapori rezultă din procesele de evaporaţie şi de transpiraţie şi se întâlneşte, cu deosebire, în atmosferă, dar şi în golurile din roci, mai ales la adâncimi mari unde temperaturile sunt crescute, datorită gradientului geotermic (spre interiorul Pământului temperatura creşte cu 1 0C la fiecare 33 m).

În general, în stare naturală, apa nu este pură datorită proprietăţii sale de a dizolva substanţele solubile. Chiar şi în atmosferă, în precipitaţii, există anumite concentraţii chimice, adesea destul de mari care pot genera ploi acide.

Între propietăţiele generale ale apei mai trebuie manţionate câteva: apa prezintă o mobilitate bună (uneori chiar foarte mare) sub toate cele trei stări de

agragare. Este fluidă, în stare lichidă, plastică, în stare solidă şi se comportă ca un gaz foarte mobil în stare de vapori;

spre deosebire de alte substanţe, apa trece relativ uşor de la o stare de agregare la alta, pe un ecart mediu de numai 100 0C;

apa, pură, nu este conducător de electricitate; apa prezintă o conductibilitate termică redusă, se încălzeşte şi cedează căldura mai

greu decât rocile; apa este un lichid incompresibil.   

2. Molecula de apă şi structura eiPrin analiză sau prin sinteză poate fi identificată constituţia apei. O moleculă de apă este

alcătuită din doi atomi de hidrogen şi un atom de oxigen. Procentual, în greutatea moleculară ponderea o deţine oxigenul (88,9 %) în timp ce hidrogenului îi revin 11,1 %.

Formarea apei din cele două categorii de atomi se realizează printr – o reacţie chimică însoţită de degajare de căldură.

H2 + ½ O2 = H2O + 68,4 kcalMasa moleculară a apei rezultă din sumele maselor atomilor care o compun (1 pentru H 2

şi 16 pentru O2).Masă moleculară = (2 x 1) + (1 x 16) = 18Cercetată în amănunt, molecula de apă se prezintă sub formă unghiulară, unghiul α,

format de cele două legături (drepte) având valoarea de 104,50. Distanţa O – H are valoare constantă atât la apă lichidă cât şi la starea solidă

Asocierea a două molecule de apă se numeşte dihidrol (H2O)2, a trei molecule – trihidrol (H2O)3, după denumirea simplă de „hidrol” dată moleculei de apă neasociată. Cel mai stabil este dihidrolul.

În funcţie de izotopii hidrogenului, în natură se întâlnesc, în cantităţi mici şi anumite „varietăţi” ale apei apa semigrea (HDO), apa grea (D2O) şi apa foarte grea (T2O).

1

Page 2: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

Apa grea se deosebeşte de cea obişnuită prin: - densitate = 1,107 gr/cm3 la 4 0C;- temperatura de fierbere: 101,6 0C;- temperatura de solidificare: - 3,3 0C .

În cazul apei cristalizate, moleculele sunt dispuse tetraedic (J. D. Bernal şi R. H. Fowler, 1933), dar această amenajare tetraedică este stabilă numai la temperaturi foarte scăzute (- 200 0C). La temperaturi > 0 0C se menţin 85 % din legături, la 40 0 rămân 50 % din legături, iar la 1000 C (evaporare) dispar toate legăturile. Moleculele neasociate nu au o grupare constantă aşa cum se prezintă cele asociate. Aşa se explică faptul că gheaţa are o densitate mai mică decât apa şi pluteşte pe aceasta.

Între 0 0 şi 4 0C scad brusc numărul de legături de hidrogen şi are loc o contracţie de volum. Aşa se explică densitatea maximă a apei la 4 0C. Peste 4 0C dilatarea devine predominantă.

Anomaliile fizice (particularităţile) apei se explică prin fenomenul de asociere (polimerizare) a moleculelor de apă:

- constanta dieletrică mare: ε = 80,75;- tensiunea specifică: σ = 73 dyn/cm;- variaţia mare a vâscozităţii cu temperatura;- intervalul de 100 0C în care apa există ca lichid.

3. Caracteristicile calitative ale apeiAşa cum am menţionat, în stare naturală, apa nu este pură, ci o soluţie, care conţine

substanţe solide şi gazoase dizolvate în roci, sol sau atmosferă. La temperaturi obişnuite apa este un lichid fără gust, fără miros, şi fără culoare (în straturi subţiri).Sub influenţa factorilor externi şi mai ales, prin intervenţia omului, apa îşi schimbă caracteristicile de calitate, depăşind limitele care o fac folosibilă. Calitatea apei este urmărită permanent de unităţile specializate ale Ministerului Mediului şi Gospodăririi Apelor sau ale Ministerului Sănătăţii, prin analize efectuate în laboratoare specializate.Numărul analizelor şi elementelor chimice determinate se stabileşte în funcţie de necesităţi, pentru fiecare caz în parte (pentru ape potabile, ape industriale, apa ca materie primă, irigaţie, agrement etc.).Apele naturale se caracterizează în mod unitar prin ansamblul proprietăţilor organoleptice, fizice, chimice, radioactive, biologice şi bacteorologice. Limitele lor de folosire sunt prevăzute de STAS 4706/88.

4. Proprietăţile fizice ale apei în stare lichidă, solidă şi de vaporiÎn general, proprietăţile fizice ale apei cele mai importante pentru hidrologie sunt: temperatura, culoarea, turbiditatea, transparenţa, conductibilitatea electrică, radioactivitatea, densitatea apei, vâscozitatea, starea de agregare. Din punct de vedere fizic apa este o substanţă cu proprietăţi unice, având densitatea maximă (0,9999 gr/cm3) la 3,980 C, tensiune superficială foarte ridicată, mărirea volumului la solidificare, căldura specifică foarte mare, căldura latentă la topire apreciabilă, conductibilitate termică ridicată, constantă electrică mare, putere izolantă deosebită, capacitate mare de dizolvare, proprietăţi oxidante etc.

4.1. Apa în stare lichidăProprietăţile fizice ale apei în stare lichidă au fost cel mai bine studiate datorită răspândirii

sale apreciabile în natură.

2

Page 3: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

a. Temperatura apei Temperatura apei este variabilă, în interdependenţă cu cea a aerului şi se modifică, în tendinţă şi valoare, în mod asemănător cu temperatura mediului. Mersul temperaturii apei este în directă legătură cu valorile termice ale regiunii globului în care se găseşte corpul acvatic respectiv, iar gama generală de variaţie este între 00 în regiunile reci (polare sau montane înalte) şi 400 în regiunile cele mai calde. Excepţie fac apele termale care sunt supraîncălzite în condiţii geotectonice aparte în interiorul scoarţei terestre.

Temperatura apei (ca şi a aerului şi a mediului în general) variază cu latitudinea, altitudinea, expoziţia sau contraexpunerea versanţilor (în cazul apelor de suprafaţă) şi cu adâncimea (în cazul apelor subterane unde intervine şi gradientul geotermic, despre care am mai menţionat).

În cazul apelor subterane, variaţiile termice sunt condiţionate deci, atât cu regimul temperaturii aerului, până la o anumită adâncime, denumită zonă neutră, cât şi de gradientul geotermic, de la zona neutră în jos. În zona neutră, pe o anumită adâncime, temperatura apei se menţine relativ constantă şi are valoarea medie multianuală a regiunii respective. În preajma vulcanilor şi a minelor se produc influenţe suplimentare asupra temperaturii apei (treapta geotermică anormală).

Un alt element care influenţează regimul termic al apei îl constituie starea de mişcare a acesteia, existând diferenţieri între situaţia râurilor, lacurilor, mărilor şi oceanelor etc.

b. Culoarea.Culoarea.. Apa curată este incoloră, în strat subţire, dar capătă o nuanţă albăstruie – verzuie, în straturi mai groase de 6 cm. În condiţii speciale, atunci când apa conţine diferite substanţe dizolvate apar coloraţii specifice: slab gălbuie, gălbuie, cafenie, lăptoasă, roşcată, albastră. În aceste cazuri în apă pot exista oxizi de fier, compuşi ai manganului, acizi humici, substanţe organice, clorofilă. Nu trebuie omisă nici influenţa substanţelor poluante artificiale care prezintă o realitate pe majoritatea cursurilor de apă din zonele populate, dezvoltate economic. Stabilirea culorii se face prin comparare cu scara colorimetrică etalon.

c. Mirosul.Mirosul. Apa naturală, curată, nu are miros. Anumite conţinuturi de substanţe (naturale sau artificiale) îi imprimă apei şi mirosuri specifice.

d. Gustul.Gustul. Gustul, ca şi mirosul, este încercat în general, în cazul apelor care sunt utilizate ca ape potabile. De regulă apa nu are gust. Uneori apar gusturi specifice, determinate de prezenţa unor substanţe chimice naturale sau artificiale. Când există un anumit gust, acesta se compară cu ceva cunoscut.

e. Turbiditatea.Turbiditatea. Este un fenomen cvasiprezent în apă şi este reprezentată prin conţinutul de substanţe solide existente ca suspensii în masa de apă. Aprecierea turbidităţii se face fie prin comparaţie cu o scară etalon (o evaluare aproximativă), fie prin sistemul de laborator: recoltarea unei probe – filtrare – etuvare – cântărire. Filtrul de cântăreşte, mai întâi gol, apoi cu aluviuni. Diferenţa, raportată la unitatea de volum, reprezintă turbiditatea. De exemplu: într-o probă de 1l, diferenţa între filtrul plin şi cel gol este de 0,3578 grame. Rezultă că turbiditatea este de 0,3578 gr/l. Dacă proba de apă avea 5 l turbiditatea ar fi fost:

f. TransparenţaTransparenţa – este o proprietate a apei prin care obiectele introduse către adâncime se pot vedea până la anumite distanţe. De regulă se măsoară cu un disc alb, cu Φ = 30 cm, numit discul Sechi.

g. Conductibilitatea electrică.Conductibilitatea electrică. Apa pură este slab conducătoare de electricitate. Apa naturală conţine numeroase săruri dizolvate ceea ce o face ductilă. Conductibilitatea electrică se măsoară prin determinarea inversului său, a rezistivităţii.

3

Page 4: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

Conductibilitatea specifică se măsoară în Ω-1 . cm-1 şi are valori diferite la apa naturală faţă de cea pură:

- la apa naturală: deci variabilă;

- la apa pură:.

h. Radioactivitatea apeiRadioactivitatea apei este o proprietate fizică pe care apa o poate primi (în anumite limite) în cazul trecerii prin zone cu roci radioactive. Se măsoară în unităţi Maché (U.M.) sau „emane” .

1 UM = concentraţia de radium la 1 l de apă care generează un curent de saturaţie de 0,001 unităţi electrostatice.

1 UM = 3,6 „emane” = 10-3 unităţi electrostatice.Apele cu o radioactivitate mai mare de 3,5 UM/litru pot fi utilizate în scop terapeutic, cu

precauţiile de rigoare.

i. Densitatea apei,Densitatea apei, respectiv raportul masă/volum are valoarea 1 gr/cm3, la presiunea normală (1atm.) şi la temperatura de 40C. Valorile mai exacte sunt: 0,9999 gr/cm3 la temperatura de 3,980 C, dar în mod curent circulă datele rotunde. Densitatea apei lichide creşte de la 0 0C la 40C, când atinge valoarea maximă, apoi scade uşor odată cu creşterea temperaturii.

j. Vâscozitatea apei,Vâscozitatea apei, reprezintă rezistenţa pe care apa o opune la scurgere, datorită rezistenţei interioare. Se notează cu η şi variază în funcţie cu temperatura. La 20 0 C are valoarea de 1 centipoise, reprezentând 1 / 100 poise (de la numele Poiseuille).

Vâscozitatea are o importanţă deosebită în utilizarea apei în anumite domenii (în special în hidraulică, hidroenergetică). Formula de calcul:

η = [kg/s/m2].

Se poate observa din formulă, relaţia dintre η şi t apă.

4.2. Apa în stare solidăSub formă de gheaţă apa are, de asemenea, unele proprietăţi cu caracter de particularitate,

faţă de celelalte stări de agregare.- cristalizează în sistem hexagonal;- la presiune normală, are punctul de topire de 00C;- masa specifică =0,917 gr/cm3;- la limita de topire /îngheţare, căldura latentă = 79,55 kcal/kg;- caldura specifică sub presiune constantă = 0,5 kcal/kg/grad;- rezistenţa la rupere, prin încovoiere = 20 kg/cm2;- rezistenţa la forfecare = 10 kg /cm2;- prezintă plasticitate.

Formele solide ale apei din natura sunt diferite: gheaţă, firn, zăpadă, chiciură, brumă, grindină, cristali de gheaţă etc.

4

Page 5: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

A

B

C

D

solid

lichid

vapori

4,6

P mm Hg

T oC

0,007

4. 3. Apa în stare de vaporiLa temperatura de 100 0C (presiune normală = 760 mm Hg) apa trece în stare de vapori,

mărindu-şi volumul de 1651 ori. În stare de vapori apa reduce transparenţa aerului, iar procesele naturale de evaporare se estompează. Presiunea vaporilor creşte odată cu temperatura.În Fig.nr. 2.1. se prezintă un grafic complex care cuprinde particularităţile trecerii apei prin cele trei stări de agregare şi unele proprietăţi specifice fiecărei stări, sau treceri între stări.

Figura nr. 2.1. Graficul trecerii apei prin cele trei stări de agregare

Din grafic se constată:- separarea între fazele lichidă şi solidă se face pe un ecart mic de temperatură. Linia

B-D este puţin înclinată faţă de ordonată;- curbele care separă presiunea de vapori a gheţii faţă de aer (A-B), respectiv a fazei

lichide faţă de aer (B-C), pun în evidenţă ecarturi mari de temperatură. Explicaţia constă în mişcarea moleculelor de apă, care fac ca numai anumite particule să treacă din starea lichidă sau solidă în cea gazoasă. Procesele de evaporare se fac diferenţiat.

În punctul B, cu coordonate: P=4,6 mm Hg, T=0,007 0C cele 3 stări (gheaţă, lichid, gaz) coexistă, în echilibru.

4.4. Câteva proprietăţi fizice particulare ale apeiDeşi este foarte răspândită în natură, apa prezintă câteva particularităţi, care o deosebeşte

de celelalte substanţe şi care adesea se prezintă ca nişte anomalii.

a. Densitatea apei Variază în raport cu temperatura, în limite mai largi decât alte substanţe. Densitatea maximă se întâlneşte la temperatura de 3,980 C şi este de 0,9999 gr/cm3 (se consideră 1,00 ). La temperaturi cuprinse între 40 şi 00 C, precum şi la temperaturi mai mari de 40 C, densitatea apei scade progresiv. Există o diferenţă semnificativă între densitatea gheţii la 00 (0,9168 gr/cm3) şi densitatea apei la 00. În stare solidă, sub 00 C se stabilesc legături rigide, cu structura hexagonală, lasând anumite spaţii libere, care fac ca gheaţa să plutească în apă. Cu creşterea temperaturii legăturile se desfac, iar la 400 C, majoritatea sunt distruse. Structura cristalină dispare. Acesta este al doilea punct de topire al apei (Gh.Brezeanu şi Al.Simion-Gruiţă, 2002).Densitatea apei variază şi în funcţie de conţinutul de săruri dizolvate: la salinitate 0 - densitatea apei este 1,00, la salinitate de 10 mg/l, densitatea este de 1,008 gr/cm3, iar la concentraţia medie a apei de mare (35 0/00, densitatea este de 1,028 gr/cm3.

5

Page 6: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

b. Căldura specifică, respectiv, cantitatea de caldură necesară pentru creşterea temperaturii unui gram de apă cu 10 (exprimată în calorii) este foarte mare (1 cal/gr), fiind depăşită numai de câteva substanţe: amoniac lichid (1,23), hidrogen lichid (3,4) şi litiu. La celelalte substanţe căldura specifică se situează în jurul valorii de 0,2 cal/gr şi acest fapt scoate în evidenţă o particularitate – anomalie a apei.Căldura specifică mare, alături de coductibilitatea termică, de asemenea ridicată a apei conferă hidrosferei rolul de conservare termică şi de reglator al climei.

c. Alte anomalii le reprezintă temperatura latentă de vaporizare şi temperatura de topire a gheţei, care sunt mult mai mari decât la alte substanţe. Datorită consumului foarte mare de căldură necesar pentru evaporarea lor, apele ecosistemelor terestre nu se supraîncălzesc.Temperatura naturală a apei nu depăşeşte, de regulă, 40 0C.

d.Temperatura de solidificare a apei este ridicată, fapt ce are o mare importanţă, în special, pentru activitatea biologică, destul de activă la 00 C şi practic, inexistentă la temperaturi foarte scăzute. Gheaţa care pluteşte deasupra apei reprezintă şi un bun izolator termic. Sub gheaţă viaţa poate continua, în limite încă destul de largi.

e. Tensiunea superficială a apei este mare, fapt ce face ca picăturile de apă să aibă în general forma rotundă.

f. Vâscozitatea mică a apei prezintă deplasarea uşoară a hidrobionţilor.

g. Apa este un solvent universal, datorită structurii sale moleculare. În general sunt mai solubili compuşii care au în alcătuirea lor grupări puternic polarizate ca – OH; -COOH, NH2; -HSO3, care atrag moleculele de apă. Substanţa dizolvată nu se amestecă pur şi simplu cu solventul, ci se stabilesc anumite corelaţii în funcţie de structura şi proprietăţile solvitului.

5. Proprietăţile chimice ale apei.Valorificarea complexă a apei în numeroase domenii de activitate impune cunoaşterea

obligatorie a propretăţilor sale chimice, cu atât mai mult cu cât unele dintre direcţiile de utilizare se referă la alimentarea populaţiei sau la mijloace terapeutice.

Pentru gospodărirea şi utilizarea resurselor de apă se aplică prevederile STAS, care precizează limitele normale şi maxime în care sunt admise anumite concentraţii în apa utilizată.

Monitorizarea stării de calitate a apei se face prin recoltarea probelor şi a analizării acestora în laboratoare autorizate unde sunt determinaţi numeroşi indicatori chimici.

Principalii indicatori de calitate ai apei sunt:a. Rezidiul fix care reprezintă totalitatea substanţelor solide minerale şi organice conţinute

în apă. Se determină prin încălzirea apei la 105 0C, evaporarea acesteia şi cântărirea conţinutului solid. Se exprimă în mg/l.

b. Duritatea apei. Acest indicator este reprezentat prin conţinutul de săruri de calciu şi magneziu aflate în soluţie şi se exprimă în grade de duritate. În practica mondială se folosesc gradele germane, franceze sau engleze (la noi – gradele germane). Un grad de duritate reprezintă 10mg CaO sau 1,42 MgO la 1 litru de apă.1 grad german = 17,9 grade franceze = 1,25 grade engleze.

În funcţie de duritate, apele naturale se clasifică în:- ape foarte moi 00 - 40 (grade germane)- ape moi 40 - 80 “- ape semidure 80 - 120 “- ape destul de dure 120 - 180 “- ape dure 180 - 300 “- ape foarte dure peste 300 .

6

Page 7: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

În cazul apei potabile, duritatea nu trebuie sa depăşească 120.Duritatea apei este de trei feluri: totalătotală (suma tuturor sărurilor), permanentăpermanentă (care nu dispare prin fierbere) şi temporară temporară (diferenţa dintre celelalte două). Duritatea temporară este determinată de conţinutul de bicarbonaţi care, prin fierbere, pierd bioxidul de carbon şi se precipită sub formă de carbonaţi insolubili care nu mai reprezintă duritate .Duritatea mare a apei are unele implicaţii negative: produce pietre la rinichi (la apa potabilă), nu face clăbuci cu săpun (la curăţătorii şi spălătorii), se depune pe cazane şi conducte (la instalaţii de răcire, conducte, cazane de aburi), împiedică fierberea unor alimente (fasole).

c. Aciditatea apei este capacitatea unor substanţe din conţinut de a lega chimic o cantitate echivalentă de baze tari.

Este dată de conţinutul de anioni, care pot fi echilibraţi cu ioni de hidrogen, sau cu cationi de baze slabe. Aciditatea se exprimă prin pH, care reprezintă inversul concentraţiei ionilor de hidrogen. Determinarea pH se face cu pH – metrul sau cu substanţe indicatoare. În practică, cunoaşterea pH este necesară pentru stabilirea măsurilor anticorozive (stabilirea dozelor de neutralizanţi) sau pentru asigurarea parametrilor optimi pentru epurarea biologică şi pentru supravegherea calităţii apelor naturale. În funcţie de pH apele pot fi considerate acide (Ph< 7), neutre (pH = 7) sau alcaline (Ph >7).

d. Agresivitatea este propietatea unor ape de a ataca chimic, cu caracter continuu, materialele prin care circulă sau cu care vin în contact (cazane, conducte, betoane, instalaţii etc).Agresivitatea apei este dată de conţinutul de săruri, acizi, de circulaţia şi de temperatura acesteia. În lipsa sărurilor, agresivitatea este reprezentată şi prin conţinutul de gaze dizolvate (O2 , CO2).Odată cu dezvoltarea civilizaţiei (şi în special a industriei, agriculturii chimizate, a aglomerărilor poluate etc.) majoritatea apelor au un conţinut chimic alterat de fenomenele de poluare. Ca urmare, monitorizarea calităţii apei a devenit obligatorie atât pentru apele naturale (pentru comparaţie ) cât şi pentru cele poluate (pentru identificarea situaţiilor critice). După cum am mai arătat, buletinele de analiză chimică evidenţiază conţinutul din apă a numeroase substanţe mai mult sau mai puţin nocive.

În această gamă largă de elemente identificate în apă, se evidenţiază categorii de indicatori care, fiecare în parte, îşi au imprtanţa lor.

a. Indicatorii de oxigen (I.0) arată conţinutul de oxigen din apă (indispensabil vieţii) şi conţnutul de substanţe organice. Aceştia sunt: O2 (oxigenul dizolvat), CBO5 respectiv consumul biochimic de oxigen la 5 zile, CCOMn şi KCrO4 (ambele arată consumul de oxigen necesar pentru reducerea substanţelor organice existente în apă);

b. Indicatorii de toxicitate (I.T.S.) care exprimă conţinutul de substanţe toxice din apă : cianuri, fenoli, petrol, azotiţi etc.;

c. Indicatorii de mineralizare (I M.) care exprimă conţinutul total de substanţe minerale din apă. Sunt reprezentaţi prin rezidiul fix, respectiv sulfaţi, carbonaţi, cloruri, azotaţi etc.;

d. Metale grele. Deşi nu sunt grupate într-o categorie anume de indicatori, metalele prezintă o importanţă deosebită în caracterizarea stării de poluare a apei. Acestea sunt: Fe, Mn, Cu, Zn, Cr, Pb etc.

6. Proprietăţile organoleptice, biologice şi bacteriologice ale apei6.1. Proprietăţile organolepticeApele constituie un mediu foarte favorabil vieţii, iar bogăţia şi varietatea speciilor depinde

de caracteristicile corpurilor acvatice.În general sunt deosebiri între apele curgătoare şi cele stătătoare sau subterane, în ceea

ce priveşte condiţiile de viaţă.În apele curgătoare trăiesc anumite specii de plante şi animale adaptate la diferitele

condiţii de viteză, temperatură, conţinutul de oxigen, turbiditate etc.

7

Page 8: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

În lungul unui râu există de asemenea, sectoare cu caracteristici deosebite (sector montan, de podiş, de câmpie), deci condiţiile de viaţă sunt mai variate decât într-un lac. Din cauza vitezei mai mari, multe organisme sunt adaptate la condiţiile de pe fundul albiilor (bentonice) unde se pot fixa sau adăposti mai bine. Organismele planctonice rezistă mai greu (sau deloc în râuri), dar ele se gasesc în număr mai mare în lacuri şi în ochiurile de apă din mlaştini.Tot în lacuri, la adâncime mai mare, condiţiile de oxigenare a apei sunt mai precare, apar şi gaze sulfuroase sau CO2, fapt ce permite dezvoltarea unor organisme adaptate .

Proprietăţile organoleptice ale apei reprezintă un ansanblu de condiţii de viaţă pe care mediile acvatice le oferă organismelor vii şi care impun adaptarea acestora. Aceeaşi situaţie este şi în mări şi oceane cu deosebire că aici (ca şi în lacurile foarte adânci) la adâncimi mai mari de 200m, posibilităţile de viaţă se reduc foarte mult.Valurile şi curenţii marini introduc mari variaţii în caracteristicile organoleptice ale apei.

6.2. Proprietăţile biologice şi bacteriologice. Din punct de vedere igienic caracteristicile de calitate ale apelor se determină prin analize

biologice şi bacteorologiceAnaliza biologică stabileşte componenţa calitativă şi cantitativă a populaţiei din apă şi

identifică posibile impurificări şi intensitatea acestora .Analiza bacteriologică urmăreste existenţa bacteriilor din apă. Principalele grupe de

bacterii sunt:bacterii coliforme provenite din ape uzate de canalizare şi din sol;bacterii patogene, care provoacă boli hidrice ca: febra tifoida, dizenteria etc. bacterii saprofite care fac parte din microflora normală a apei şi nu produc îmbolnăviri.

7. Apa grea Uneori în natură se găseşte şi apă cu greutate moleculară mai mare de 18, numită apă

grea. Apa grea, are greutatea moleculară 20, datorită faptului că izotopul greu al hidrogenului, numit deuteriu are masa de 2,0147 şi prin combinare cu oxigenul conduce la o masă moleculară mai mare.

Apa grea are o răspândire redusă în natură. Se găseşte, în cantităţi foarte mici în lichidele apoase ale ţesuturilor vegetale şi animale, în apa de cristalizare, ploaie, în cea rezultată din topirea gheţii şi în apa de mare. Proporţia în care apa grea se găseşte în natură, comparativ cu celelalte forme de apă, este 1: 6000, iar proprietăţile ei fizico- chimice diferă puţin de cele ale apei normale: formula D2O, în loc de H2O, densitatea 1,107 în loc de 1,00, densitatea maximă la temperatura de 11 0C în loc de 4 0C, punct de topire 3,82 0, în loc de 0 0C, punct de fierbere 101,42 0C, în loc de 100 0C, greutatea atomică 2,017 în loc de 1,00, greutatea moleculară 20, în loc de 18, constantă dielectrică 81,5, în loc de 80,75.

8. Apa platăÎncă nu este pe deplin lămurit termenul de apă plată, dar de un timp, aceasta este tot mai

des utilizat. Uneori apa izvoarelor conţine, după caz, gaze din aer, substanţe solide, suspensii solide etc. Cel mai frecvent conţine bicarbonat de calciu, care dă apei duritate.

Pe de altă parte, între apele de suprafaţă, cele subterane şi vaporii de apă din atmosferă, există legături permanente de interdependenţă, mai slabe sau mai strânse.

Toate aceste elemente conduc uneori la situaţii de mineralizare a apei în anumite condiţii şi atunci se poate vorbi despre apa plată ca fiind o apă minerală naturală necarbogazoasă, care la emergenţă şi după condiţionare (conform art. 7 din norme) nu conţine bioxid de carbon în proporţie superioară cantităţii necesare pentru menţinerea în stare dizolvată a sărurilor hidrogencarbonatate din compoziţia lor, dar nu mai mult de 250 mg/l. (Cf. Monitorului Oficial al României, Partea I, nr. 495/23.08.2001).

8

Page 9: Curs 1 Proprietatile Apei DAS

Apa plată este deci o apă minerală naturală, fără exces de CO2 .

9