LE SOSTANZE PRESENTI NELL ACQUA SI POSSONO SUDDIVIDERE IN: sostanze in sospensione sostanze in soluzione gas disciolti

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Marco Cenci
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1 LE SOSTANZE PRESENTI NELL ACQUA SI POSSONO SUDDIVIDERE IN: sostanze in sospensione sostanze in soluzione gas disciolti

2 Tipi di acque Acque Per Uso Industriale (I) Le acque impiegate dalle industrie per diversi scopi, esclusi quelli igienico-alimentari [1]

3 Tipi di acque Acque Per Uso Industriale (II) Le acque per uso industriale, ossia quelle impiegate nelle varie fasi della produzione, si suddividono in: RIPARTIZIONE DEI CONSUMI Acque di processo (usate nella lavorazione vera e propria dei prodotti) Acque di raffreddamento Acque per produzione vapore Acque per servizi ausiliari Acque per altri impieghi 35% 25% 12% 25% 3%

4 Tipi di Acque Acque di Scarico Sono scaricate da attività civili (agglomerati urbani e zone rurali), artigianali, industriali ed agricole. Acque di scarico civili industriali miste Depurazione Reinserimento nell ambiente

5 Sostanze Presenti nell Acqua in sospensione Le sostanze presenti nell acqua si suddividono in sostanze in sospensione sostanze in soluzione gas disciolti a) Sostanze in Sospensione Sono generalmente residui inorganici ed organici, derivati argillosi, fanghi, etc., di provenienza naturale e/o industriale

6 Sostanze Presenti nell Acqua in soluzione b) Sostanze in Soluzione Sostanze organiche o sali minerali (dissociati in ioni). Ioni di origine naturale: Ca 2+, Mg 2+, K +, Na +, Al 3+, Fe 2+, Fe 3+, Cl -, SO 4 2-, HCO 3-, SiO 3 2- Ioni di origine industriale: Cd 2+, Cr 3+, Cr 6+, Hg 2+, Pb 2+, Cu 2+, CN -, S 2-, F -, SO 3 2-, PO 4 3-, NO 3-,...

7 Sostanze Presenti nell Acqua in soluzione SiO 2 (s) + H 2 O(l) 2H 2 SiO 3 (aq) H + + HSiO 3-2H + + SiO 3 CaCO 3 (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g) Ca 2+ (aq) + 2HCO- 3 (aq) Acque Sali disciolti Sostanze organiche Superficiali Sotterranee Di bacino chiuso

8 Sostanze Presenti nell Acqua - gas disciolti di origine naturale: O 2, N 2, CO 2, Ar, di origine civile e industriale: SO 2, SO 3, NO 2, Il quantitativo di gas disciolti varia al variare della temperatura. A temperatura ambiente esso corrisponde a circa 20 cm 3 per litro di acqua. Differenti solubilità dei gas nell acqua [1]

9 Analisi Dell Acqua caratteristiche fisiche Analisi dell acqua Analisi fisiche Analisi chimiche Analisi Fisiche Residuo Fisso: Insieme delle sostanze organiche ed inorganiche presenti nell acqua. Evaporazione dell acqua a 105 C, 180 C e 900 C (a questa temperatura vengono eliminate le sostanze organiche e la CO 2 ). Espresso in mg/l Conducibilità : correlabile al tenore di sali disciolti. Espressa in µs cm C. Tale misura permette di stabilire il grado di purezza o inquinamento di un acqua, poiché all aumentare dei sali disciolti aumenta la conducibilità.

10 Analisi Dell Acqua caratteristiche fisiche [1]

11 Analisi Dell Acqua caratteristiche fisiche Analisi dei solidi insolubili Materiali Grossolani: oggetti di dimensione lineare > 1 cm. Materiali Sedimentabili: sostanze che sedimentano nel cono Imhoff in due ore di permanenza. Espresse in mg/l Materiali in Sospensione: filtrazione attraverso membrana filtrante di porosità 0,45 µm. Espresse in mg/l.

12 Analisi Dell Acqua caratteristiche chimiche (I) Sostanze Disciolte: Si determinano con l analisi chimica i cationi, gli anioni e la silice. Espresse in mg/l Gas Disciolti: si porta ad ebollizione l acqua determinando l espulsione dei gas disciolti che vengono raccolti in recipienti graduati ed analizzati. Espressi in ml/l Temperatura Torbidità: è la misura del materiale sospeso che interferisce (mediante assorbimento o diffrazione) con il passaggio di luce attraverso l acqua. La misura della torbidità è indispensabile perché fornisce una guida e un parametro essenziale per la gestione e l operatività degli impianti di trattamento.

13 Analisi Dell Acqua caratteristiche chimiche (II) Acidità: il ph è uno dei migliori regolatori della crescita biologica: la maggior parte degli organismi non sopravvive per ph<4 a ph >9.5 gli ioni ossidrili (OH - ) iniziano ad esercitare un effetto tossico Ossigeno disciolto

14 Analisi Dell Acqua caratteristiche chimiche In presenza di sufficiente quantità di ossigeno O 2 disciolto e atmosferico + batteri aerobi H 2 O NO - 3 PO 3-4 SO CO 2 Sostanze organiche contenenti C,H,O,N,P,S + Insufficienza di ossigeno O 2 da NO 3- PO 4 3- SO 4 2- batteri anaerobi NH 3 PH 3 H 2 S + CO 2 CH 4

15 Analisi Dell Acqua caratteristiche chimiche Contenuto di ossigeno: BOD Biochemical Oxygen Demand: indica la quantità di ossigeno (mg/l) necessaria per ossidare per via biologica le sostanze riducenti presenti nell acqua BOD 5 : consumo riferito a 5 giorni COD: indica la quantità (mg/l) di ossigeno consumata per ossidare con K 2 Cr 2 O 7, in ambiente acido e a caldo, le sostanze riducenti presenti nell acqua. No acque salmastre (i Cl - vengono ossidati) Contenuto di azoto: presenza di ioni ammonio (NH 4+ ), nitrati (NO 3- ), nitriti (NO 2- ).

16 Analisi Dell Acqua caratteristiche chimiche (II) DUREZZA DI UN ACQUA Quantitativo di sali solubili di Ca 2+ e Mg 2+. Solitamente la durezza di un acqua viene espressa in GRADI FRANCESI. 1 F: quantità di sali di calcio e magnesio contenuta in 100 litri di acqua che corrisponde stechiometricamente a 1 grammo di CaCO 3

17 Classificazione della Durezza Durezza Temporanea (carbonatica) Permanente (acarbonatica) Ca(HCO 3 ) 2 Mg(HCO 3 ) 2 Sali solubili di Ca e Mg (XSO 4, XCl 2, X(NO 3 ) 2, ) Dovuta ai carbonati acidi di calcio emagnesio La durezza temporanea può essere eliminata scaldando l acqua a C: Ca 2+ +2HCO 3- CaCO 3 +H 2 O+CO 2 Mg 2+ +2HCO 3- Mg(OH) CO 2

18 DUREZZA TOTALE E la somma della durezza temporanea e permanente: Dtot = Dtemp + Dperm I valori di durezza possono essere ottenuti con: Calcolo Determinazione sperimentale

19 Determinazione Durezza - Metodo Dei Complessanti Reazione fra EDTA e ioni divalenti (M= Ca, Mg) CH 2 N CH 2 COO - CH 2 COOH CH 2 N CH 2 COO - CH 2 COO + M 2+ M + 2H + CH 2 N CH 2 COO - CH 2 COOH CH 2 N CH 2 COO CH 2 COO -

20 Reazione fra indicatore e ioni Mg 2+ Mg 2+ + HIn-- MgIn- + H+ Azzurro Rosso vino Reazione fra EDTA e indicatore-mg H 2 E -- + MgIn- MgE-- + HIn -- + H + incolore

21 Aggiunta indicatore Soluzione colore rosso vino (Mg-indicatore) Ca Cain in soluzione Ca-EDTA Aggiunta EDTA Mg in in soluzione Mg-EDTA Mg-Indicatore + EDTA Mg-EDTA Soluzione incolore o verde se se si si usa un un altro indicatore Determinazione durezza

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