Édesvizek kémiája

Az idei évet az ENSZ az édesvíz évének nyilvánította. Ez a minden élő számára nélkülözhetetlen anyag a világ számos részén - hazánk kivételes helyzetben van - kincset ér. Érdemes hát vigyáznunk rá és megőriznünk a lehető legtermészetesebb állapotában. Segíthet ebben az is, ha jobban megismerjük az édesvizek kémiáját és ennek biológiai hatásait.

A Föld vízkörforgásában az élőlények számára hozzáférhető édesvíz szinte elhanyagolható mennyiség a tengerek sós víztömegéhez, de a sarkvidékek örök hó és jég mennyiségéhez képest is. A víz és a benne oldott vegyületek nélkül nincs élet.
A légkörbe kerülő és a vízben oldható vagy a vízzel kémiai reakcióba lépő gázok a csapadékkal elérik a talajt, majd a felszíni vizeket is. Nem véletlen, hogy a csapadékvíz pH-ja 5,6 körüli a légköri széndioxid miatt (jól hígított szódavíz). Ez a csapadékvíz még savasabbá válhat a jelentős helyi pl. ipari, közlekedési, vulkáni eredetű széndioxid, de más gázok miatt is. A nagy kéntartalmú barnaszén, lignit elégetésekor kéndioxid keletkezik, mely vízzel kénessavat képez, a főleg ipari nitrogénoxid-kibocsátás a csapadék salétromossav és salétromsav mennyiségét növeli, így savas eső keletkezik. A meszes talaj jól semlegesíti (nagy a pufferkapacitása), de a vulkáni kőzeten kialakult savanyú talaj nem tudja semlegesíteni a savas eső hatását. A svéd grániton képződött ezernyi tó jelentős részében a savas eső miatt nincs élet, a gerinctelenek, de a halak is érzékenyek a pH változásra, csak egyes kovamoszatok tűrik a savanyú vizet.
A légköri, a talaj és a talajvíz szennyezői is előbb-utóbb elérik a felszíni vizeket. Az EU Víz Keretirányelv jól kidolgozott feltételrendszere is egyetlen cél köré csoportosul: a vizek jó ökológiai állapotát kell mindenek felett biztosítani. A Víz keretirányelv megtalálható a hálón , olvashatunk róla NGO szemmel az MTVSz honlapján az EEB-kézikönyvben magyarul.

Bisel vizsgálat végzése
Bisel vizsgálat végzése
A vízi élethez nemcsak megfelelő pH érték, hanem az oldott vegyületek megfelelő aránya is szükséges. Az élőlényeket felépítő vegyületek aránya állandó, emiatt pl. a vízből felvehető oldott foszfát és nitrát együtt szabja meg az algák maximális mennyiségét. A Balatonban a foszfát, a Dunában a nitrát mennyisége limitálja az algaszaporodást, hiába van a másik vegyületből bővebben. A különféle nehézfém ionok, mérgező szerves vegyületek (ipari szennyezők vagy pl. mezőgazdasági peszticidek stb.) koncentrációja jelentősen befolyásolja a vízi életközösség fajösszetételét és egyedszámát, egyben a víz természetes öntisztuló képességét is. A szennyezőkre különböző mértékben érzékeny vízi makrogerinctelenek vizsgálata jól jelzi egy víztest általános állapotát, ezzel nem deríthető ki viszont, hogy mi volt a konkrét szennyező anyag. Ilyen a BISEL módszer (Biotic Index at Secondary Education Level rövidítése), melyet egyre több középiskola vesz át és segítségével egy-két közeli kisebb vízfolyás állapotát rendszeresen, évszakonként ellenőrzi. Bővebben olvashatunk erről a belga vízvizsgálati módszerről itt és itt. A módszer a vízminőség ökológiai változásait kutatja , a mederlakó makroszkopikus gerinctelen indikátorok jelenlétére, vagy éppen hiányára összpontosít. Ezek az élőlények állandóan a vízben tartózkodnak, így a ritkán előforduló és a nagyon kis mértékű szennyeződéseket is észlelik. A BISEL aktív módon integrálja a rendszertant és az ökológiát: a makrogerinctelenek meghatározása a rendszertan segítségével történik, a vízminőség értékelése pedig összefüggésben áll az emberek által megváltoztatott környezettel. Ha a BISEL használatát összekapcsoljuk kémiai vizsgálatokkal, következtetéseket vonhatunk le a szennyeződés okairól is.

A víz kémiai jellemzői

A víz kémhatása: Univerzális indikátorpapírt mártunk a vízmintába, majd összehasonlítjuk a színét a mellékelt színskálával, először rögtön a bemártás után, majd kb. 10 mp múlva. A két érték közül az első a mérvadó a vizsgált víz kémhatására.
A víz "oxigén-fogyasztása": A vizekben lévő szerves eredetű szennyezőanyagok közül igen sok oxidálható KMnO4 -tal. Ezért egy adott vízmennyiség által "elfogyasztott" permanganát mennyisége általában jellemző a víz szerves szennyezettségére. Az oxidálható szennyeződést a KMnO4 redukálódása, s így lila színének eltűnése jelzi. Adott mennyiségű vízmintába cseppenként adagoljuk a permanganát oldatot (sötétsége olyan legyen, mint az iható málnaszörpé), minden csepp után összekeverjük és kicsit várunk. Az oxidálható anyagok "elfogyását" a lila szín megmaradása jelzi.
A víz vastartalma: A felszíni vizekben igen kis mennyiségű oldott vas található, mert a vízinövények hamar felveszik, nélküle zavarok keletkeznének a fotoszintézisükben és a szaporodásukban. Ez a kis mennyiség is kimutatható rodanidionok /SCN/ segítségével ugyanis élénk vörös színű vegyületet képeznek vele. Ha előtte a Fe2+ ionokat Fe3+ -ionokká oxidáljuk (permanganáttal és pár csepp HCl -oldattal), egy vizsgálattal a víz összes vastartalmát kimutathatjuk.

Vízszennyezés
Vízszennyezés
A víz nitrittartalma: Nitritionok a vízben fertőzöttséget jeleznek, mert szennyvizekkel, illetve mikroorganizmusok okozta fehérjebomláskor jelennek meg. Kimutatása: ujjnyi vízmintához 15.20 csepp Griess-Ilosvay reagenst adunk, s melegítjük egy kicsit, a nitritionok jelenlétét vörös színreakció mutatja.
Ha a nitrit-próba negatív volt, a nitrátionokat redukáljuk nitritionná (az oldathoz 15 csepp ecetsav.oldatot és egy kis darab Zn-et adunk, 5 percig várunk a redukcióra), s ezután elvégezzük a nitrit-próbát. Ha a nitrit-próba pozitív, indigókárminnal mutathatjuk ki a nitrátionokat.
A kémiai vízvizsgálatokhoz sok hasznos "receptet", tudnivalókat találunk a következő könyvekben:
Kropog Erzsébet: Környezettani vizsgálatok. Műszaki Könyvkiadó,2000.
Kárász Imre: Ökológia és környezetelemzés (terepgyakorlati praktikum). Pont Kiadó,1996.
Dobóné Tarai Éva -Tarján András: Környezetvédelmi praktikum tanároknak. Mezőgazda Kiadó, 1999.
A Folyóvizeink öntisztuló képessége is jelentősen lecsökkent elsősorban a vegyi szennyezések miatt. A főleg baktériumokkal táplálkozó egysejtűek annyira károsodnak, hogy nem képesek olyan ütemben "kienni" a kommunális szennyvízzel bekerült és részben fertőzőképes bélbaktériumokat, vírusokat, mint néhány évtizeddel ezelőtt.