Hydrosféra – typy vod
RECETOX
Přírodovědecká fakulta
Masarykova univerzita
Brno, Česká republika
Doc. Ing. Branislav Vrana, PhD.
branislav.vrana@recetox.muni.cz
Typy vod
 antropogenní - odpadní
 přírodní - atmosférické, podzemní, povrchové
atmosférické
povrchové (tekoucí, stojaté, mořské)
přírodní podzemní (prosté, minerální)
VODY
odpadní splaškové
průmyslové
Vody podle užití – pitná, užitková, provozní, odpadní
3
Skupenství vody
vodní pára
kapalina
led
Světové vodní zdroje
Zdroje
Globální hydrologický oběh je nejmohutnější ze všech přirozených látkových cyklů planety.
Světové
vodní zdroje
Hydrologický cyklus
Odpaření (evaporace)
Srážky  přímé odpaření
 zachycení rostlinami  odpaření
(„vypoceni= evapotranspirace“)
 povrchový odtok
 vsakování (infiltrace)  mělký oběh
 rezervoár podzemní vody
Cesty
Zdroje
Dva hlavní faktory:
 Kvalita
 Množství
Podzemní voda
 méně než 1 % z celkového množství vody
 40× více než ve sladkovodních jezerech
 více než 98 % nezmrzlé vody v hydrologickém
cyklu jako podzemní voda
 většinou v oblasti do 750 m
 objem ekvivalentní vrstvě 55 m vody na
kontinentech
Hydrologický cyklus - kvantifikace
Objem vody v jednotlivých zásobnících (v miliónech km3)
a toky vody (v miliónech km3 za rok). Townsend et al. (2010)
Hydrologický cyklus
Vztahy mezi vodou a krajinou
13
Vztah bilance vody a energie
Define footer – presentation title / department14
Dokonalé klimatizační zařízení: strom
Define footer – presentation title / department15
Energetická bilance krajiny
Antropogenní ovlivnění hydrologického cyklu
Voda je kritickým zdrojem pro udržení života
Odhadovaná spotřeba vody
Led, sníh - kryosféra
Různé formy výskytu ledu v Arktice
 krystalický hexagonální led
atmosférický tlak, teplota 0 až 273 K
 polykrystalický led
 amorfní led
velmi pomalá depozice vodní páry na
povrch při < 130 K
Morfologie ledu
LED – nejčetnější, fascinující krystalická pevná
látka
 Led na jezerech a řekách
 Mořský led
 Led v atmosféře
 Sníh
 Ledovcový a polární led
 Zmrzlý povrch
 10 % povrchu planety
 5 % povrchu oceánu
 Planetární led
 Mezihvězdný led
 Led Ih (hexagonální) + 13 krystalických
fází
 Vodíkové vazby ~20 kJ mol-1
 Tetrahedrální vazebná geometrie:
109.5°
 defekty / kanály
Hydrologický cyklus
Atmosférické vody
Atmosférická voda – veškerá voda v ovzduší bez ohledu
na skupenství.
Atmosféra - 200 - 60 000 ppm (0,02 - 6 % H2O (g) )
Vznik - klesne-li T příslušné vrstvy vzduchu pod rosný
bod za přítomnosti kondenzačních jader (kondenzace
na tuhých površích) (H2O (g) → H2O (l) ).
Nejčistší druh přírodní vody (v okamžiku vzniku, pH=5,56)
- průchod atmosférou - záchyt (g), (l), (s), velmi
měkká voda, nízký osmotický tlak, není vhodná k pití,
pH= 4-5.
Srážky se měří v mm  1 mm kapalných srážek = 1 l vody na 1 m2.
Úhrn srážek (srážkový úhrn) – celková výška srážek spadlých na
danou plochu za uvažované období.
Trvání srážek.
Intenzita deště (průměrná nebo okamžitá) – podíl úhrnu srážek a
trvání.
Celosvětový průměr srážek - 900 mm.r-1 –
minimum - pouště (20 - 200 mm; 0 mm - poušť Atacama Chile)
maximum 2 000 - 5 000 mm (22 461 mm - Čerapudž, Indie, 1860-1).
ČR – kolem 700 mm ročně
Obsah znečištění - 10 - 100 mg.l-1 - průmyslové oblasti, přímořské podstatně
vyšší.
Srážky - kapalné, tuhé, horizontální, vertikální.
Atmosférické vody
Chemické látky jsou transportovány z atmosféry na
povrch vody a půdy atmosférickou depozicí.
Atmosférická depozice:
 mokrá,
 suchá.
Mokrá atmosférická depozice – suma vymývání deštěm
(vnitrooblačné vymývání) a vymývacího,
podoblačného procesu.
Suchá atmosférická depozice – suma depozice aerosolu a
absorpce plynů.
Suchá a mokrá atmosférická depozice
Schéma rozdělení celkové atmosférické
depozice
Vnitrooblačné vymývání, podoblačné vymývání a
depozice aerosolu jsou jednosměrným advekčním
transportním procesem – chemické látky jsou
odstraňovány z atmosféry do vod a půd – tento
mechanismus se realizuje pokud látka má vyšší
fugacitu ve vodě nebo půdě.
Absorpce plynů má difusní mechanismus. Dochází pouze
k absorpci látky z plynné fází vodou či půdou, pokud
je fugacita ve vzduchu vyšší než fugacita ve vodě či
půdě.
Pokud je fugacita ve vodě či půdě vyšší, výsledek je
opačný, dochází k vytěkání.
Suchá a mokrá atmosférická depozice
Mokrá depozice zahrnuje následující procesy:
 vymývání nebo pod-oblačné vynášení – proces, který
probíhá pod oblaky, během kterého plyny a částice
jsou absorbovány padajícími kapkami,
 dešťové vymývání nebo vnitro-oblačné vymývání,
proces, který probíhá v oblacích, plyny nebo částice
jsou vynášeny kapkami oblaků a chemické látky jsou
vynášeny během dalšího deště.
Mokrá atmosférická depozice
Účinnost procesu mokré depozice závisí na
meteorologických faktorech jako je trvání, intenzita a
typ srážek (sníh, déšť, kroupy), ale také na velikosti
hustotě kapek. Důležitým parametrem je také
rozpustnost v dešti nebo sněhu.
Podoblačný proces je účinným odstraňovacím procesem
pro rozpustné plyny (nízká Henryho konstanta) a pro
aerosoly o velikosti > 1 mm.
Pro méně rozpustné plyny (vyšší hodnoty Henryho
konstanty) padající kapky budou absorbovat pouze
malá množství látek pod oblaky.
Mokrá atmosférická depozice
Pro plynné organické látky vnitro-oblačné bude
nejdůležitějším atmosférickým vymývacím procesem.
Pod-oblačné vymývání je důležité v případě, kdy
koncentrace pod oblaky jsou vyšší než koncentrace
uvnitř oblaků, například v blízkosti emisních zdrojů.
V oblacích je vysoce účinným procesem příjem aerosolů
kapkami oblaků.
Mokrá atmosférická depozice
Mechanismy znečištění mokré atmosférické
depozice
Interakce, které určují složení vodní kapky
v atmosféře
Chemické složení –
závisí na složení a
znečištění ovzduší
ve spodní a střední
vrstvě atmosféry.
Místně velmi kolísá –
závisí kromě
proměnlivé složení
znečištění ovzduší
na úhrnu srážek,
jejich trvání a jejich
intenzitě.
Chemické složení a vlastnosti atmosférických vod
Nejvíce jsou znečištěny srážkové vody v okolí velkých
průmyslových center a sídlišť a nejméně v horských
oblastech, pokud není jejich složení ovlivněno
dálkovým transportem.
Celková mineralizace v oblastech bez antropogenního
znečištění se pohybuje v jednotkách mg l-1, výjimkou
jsou mořské srážky.
V antropogenně zatížených oblastech bývá mineralizace
vyšší než 10 mg l-1.
Chemické složení a vlastnosti atmosférických vod
Dominujícím kationtem je NH4
+, nejčastěji se vyskytující
anionty – SO4
2-, NO3
-, Cl- a F-.
pH – CO2 a jeho iontové formy – přirozené pH srážek – 5,6 kyselé
srážky lze z chemického hlediska definovat jako
vodu, ve které byla vyčerpána tlumivá kapacita
uhličitanového systému a na kyselosti se začínají podílet
silné minerální kyseliny.
Hydrologický cyklus
V hydrosystému patří značná
úloha vodním tokům,
které splňují především
tři hydrologické funkce:
 odvádí povrchovou a
srážkovou vodu
 v místech, kde je hladina
podzemní vody nízká,
zavlažují okolí
 v místech, kde je hladina
podzemní vody vysoká,
odvádějí přebytečnou vodu
Podzemní vody
Dva poslední uvedené body
zobrazuje obrázek:
Pod zemským povrchem, všechny formy a skupenství.
Podle původu:
 Vadózní - průsakem (infiltrací) srážkových a
povrchových vod, kondenzací vodní páry
atmosférického původu pod povrchem,
 Juvenilní - kondenzace par unikajících z chladnoucí
magmy (termické prameny, zřídla, gejzíry).
 Fosilní - podzemní voda uchovaná v dutinách hornin
z minulých geologických období a neúčastnící se v
průběhu delšího časového období koloběhu vody v
přírodě.
Podzemní vody
Podpovrchová voda – voda v zemské kůře ve všech
skupenstvích:
 vázaná chemicky (krystalická) - hydrologicky
nevyužitelná,
 vázaná mechanicky:
- v pásmu nasycení - podzemní,
- v pásmu aerace – půdní
Podzemní vody
Půdní – veškerá voda v půdě, která obvykle nevytváří
souvislou hladinu:
 gravitační - pohyb a účinek dán působením
gravitačních sil,
 kapilární - kapilární síly v malých pórech - závěsná,
podepřená
Podzemní – voda přirozeně se vyskytující v horninovém
prostředí, pokud není vázána kapilárními silami:
 obyčejné (prosté),
 minerální – speciální kritéria
 důlní – všechny vody, které vnikly do hlubinných nebo
povrchových důlních prostorů a to až do jejich spojení
s jinými stálými povrchovými nebo podzemními
vodami.
Podzemní vody
Rozdělení podpovrchové vody
Nepropustné skalní podloží
Pásmo nasycení – část geologického
profilu, ve které jsou póry zcela
zaplněny vodou
Hladina podzemní vody
Pásmo provzdušnění (aerace) - část
geologického profilu mezi povrchem
terénu a pásmem nasycení, kde část
prostoru je vyplněna vzduchem
Povrch
země
Podzemní vody
Izolátor –
horninové
těleso pro
vodu málo
propustné
nebo
nepropustné
Kolektor –
propustné
horninové
těleso
schopné
shromažďovat
vodu a dále ji
vést
Zvodeň –
hydraulicky
spojitá
akumulace
gravitačních
podzemních
vod v pásmu
nasycení
vyplňující
kolektor
Podmínky pro vznik podzemní vody jsou přibližně do
hloubky 10 km pod zemským povrchem.
Zásoby podzemní vody se doplňují trojím způsobem:
 Infiltrací srážkových a povrchových vod
(nejvýznamnější)
 Kondenzací vodních par v půdě
 Vznikem a kondenzací vodních par z magmatu
Část podzemních vod vzniká břehovou infiltrací –
pronikáním povrchových vod z nádrží nebo toků do
kolektorů vlivem hydraulického gradientu.
Podzemní vody
Vrstva půdní vlhkosti
Zóna aerace (vadozní zóna, nesaturovaná
zóna)
Kapilární třáseň
Hladina podzemní vody
Saturovaná zóna
Podzemní vody
Většina podzemní vody je v pohybu.
Pohyb závisí na:
 porozitě (procentické zastoupení pórů)
 permeabilitě (měřítko snadnosti pohybu
vody)
Molekulární
přitažlivost
Při stejné porozitě různá
permeabilita
Podzemní vody
K pochopení hydrogeologických podmínek je nutné znát
fyzikálně-chemické vlastnosti horniny v zájmové
oblasti.
Nejdůležitější vlastností pro tok podzemní vody je
porozita horniny.
Pokud je celkový objem krychle horniny Vt, objem
pevných částic Vs a objem volného prostoru Vv,
potom je porozita N definována následujícími vztahy:
Vt = Vs + Vv
N = Vv/Vt = 1 – ( Vs/Vt )
Podzemní vody
Porozita je velmi důležitý
parametr pro odhad rychlosti
šíření kontaminace
v podzemí.
Závislost prolínání vody
horninou v závislosti na její
struktuře
30 %
15 %
cement
Podzemní vody
Porozita závisí na struktuře
horniny.
Kubická struktura má průměrně
32 % volného prostoru,
hexagonální struktura kolem
26 %.
Porozita kolísá v širokém
rozmezí, hodnotu menší než
1 % má beztvará krystalická
břidlice, porozitu 50 %
tvořící se jíl.
Typické hodnoty porozity pro
různé typy hornin:
Materiál Porozita ( % )
štěrk 25-40
písek 25-50
bahno, naplavenina 35-50
jíl 40-70
pískovec 5-30
vápenec 5-30
břidlice 1-10
krystalická hornina 1-10
Podzemní vody
Pohyb v zóně aerace (půdní vlhkost)
Pohyb v saturované zóně (perkolace)
Oblast doplňování a
odvodňování – časový režim
Pohyb podzemní vody
Sezónní
vlivy
Rychlost
proudění
Pohyb podzemní vody
Darcyho zákon:
Pohyb podzemní vody
Artézské systémy
Vlivy nadměrného čerpání
Snížení hladiny podzemní vody
Kompakce a poklesy
Soupeření o povrchovou vodu
Přenos mezi povodími
 Amu Darja, Syr Darja (hranice mezi Kazachstánem a
Uzbekistánem)
 Před třiceti lety bylo Aralské jezero čtvrtým největším
jezerem světa (68 000 km2, 16 m hloubka, 45 000 tun ryb
ročně)
 Zavlažování: rybářské vesnice jsou 50 km od břehů,
40 000 km2, 9 m hloubka
Aralské
jezero
Zavlažovací systém
v Iráku
Zavlažování v
Kanadě
Dopady
Hydrogeologické podmínky mohou ovlivňovat
kontaminaci do nesaturované či saturované zóny
v závislosti tlakovém gradientu podzemní vody:
Podzemní vody
Chemické složení podzemních vod je výsledkem vzájemného
působení srážkových a povrchových vod, podzemní
atmosféry a horninového prostředí – složení půd a hornin.
Složení PV je ovlivňováno:
- Přímým rozpouštěním – nepříliš významné s výjimkou kontaktu se
snadno rozpustnými minerály na bázi síranů a chloridů – sádrovec,
anhydrit, kamenná sůl. Dochází také k přímému rozpouštění huminových
látek z půdy.
- Chemickým působením – působení CO2 nebo minerálních kyselin
(důlní vody) – převod málo rozpustných uhličitanů na
hydrogenuhličitany, obecně hydrolytické reakce.
- Vliv srážkových a povrchových vod – dle jejich složení
- Modifikující přeměny – primárně vzniklé komponenty podléhají
druhotným modifikujícím přeměnám výměnou iontů, chemickou a
biochemickou oxidací a redukcí – tzv. metamorfóza chemismu.
Chemické složení podzemní vody
Přirozené znečištění:
 během infiltrace půdními a horninovými vrstvami rozpouštění,
vyluhování - Cl-, SO4
2-, NO3
-, méně F-, Br-, I-,
PO4
3-, stopové prvky
 za přítomnosti CO2 a O2:
- CO2: CaCO3 (Mg, Fe, Mn) - málo rozpustné; HCO3
- - lépe,
- redox děje: S2- SO4
2-,
- biochemické děje - redox - aerobní biologický rozklad OL
v provzdušněných vrstvách půdy, nitrifikace; anaerobní
– redukce NO3
-, SO4
2Znečištění
podzemní vody
 Potenciálně nebezpečné
 Rozpustné ve vodě
 Resistentní vůči biodegradaci
 Užívané ve velkých množstvích
 Toxické nebo škodlivé člověku
Znečištění podzemní vody
Antropogenní:
 Průsaky pesticidů a hnojiv ze zemědělsky obdělávaných půd
 Odpady (močůvka, silážní šťávy, skládky..), domácí a
komunální odpad - v píscích se rychle vyčistí – mechanická
filtrace bakterií, oxidace bakteriemi, kontakt s organismy,
které se živí bakteriemi
 Ropné produkty
 Detergenty
 Rozpouštědla
 Dioxiny (málo rozpustné ve vodě = problém s kontaminací
sedimentů, malý problém pro podzemní vody)
Znečištění podzemní vody
 Běžná kontaminace dusičnany (hnojiva, odpady,
skládky) a další zemědělské chemikálie
 20 z 25 nejzastoupenějších kontaminantů = těkavé
organické látky
 Benzen, toluen, ethylbenzen, xylen (BTEX – benzin)
 DCE, TCE, PCE
 Prosakující podzemní nádrže („LUST“ – leaking
underground storage tanks)
 Kontaminace slanou vodou
Znečištění podzemní vody
 Chování kontaminantů pod
povrchem
 Porosita, permeabilita
 Hladina podzemní vody,
saturovaná a nesaturovaná zóna
 Transport kontaminantů
 Kontaminační mrak
 Normální tok vody propustným
prostředím – advekce
Chování kontaminantů pod
povrchem
 Kontaminant
 Stejnou rychlostí – nezpomalený,
neretardovaný
 Pomaleji – zpomalení, retardace
 Retardační faktor R = Vv / Vk
 Retardace
 Sorpce
 Disperze
 Biodegradace
 Retardační faktor je možné zjišťovat
sledováním pohybu nezpomalované
složky (např. Cl–), která je obsažena
v kontaminačním mraku.
Chování kontaminantů pod
povrchem
Důležité charakteristiky:
 Hustota kontaminantu ve vztahu k podzemní vodě
 Lehčí (LNAPL – light nonaqueous phase liquid) –
benzin
 Těžší (DNAPL – dense …) – TCE
Dekontaminace:
 Aktivní
 Pasivní („nulová“
varianta)
 Přirozená atenuace
(zeslabení, útlum)
 Biostimulace
Chování kontaminantů pod povrchem
Hydrologický cyklus
Povrchové vody
Vody odtékající nebo zadržované v přirozených a umělých
nádržích na zemském povrchu.
Vzniká ze srážek, z výronů podzemní vody, táním ledovců.
Vodní recipient - vodní útvar přijímající vodu z určitého
povodí:
 přirozený
 umělý
Dle pohybu vody:
 vody stojaté:
- přirozené (oceány, moře, jezera, močály)
- umělé (rybníky, přehrady)
 vody tekoucí:
- přirozené - potoky, bystřiny, řeky
- umělé - kanály, průplavy.
Hydrologický cyklus – typy povrchových vod
– stojaté vody - základní charakteristiky
Chemické složení stojatých vod se mění zejména ve
vertikálním směru a do určité míry ve směru
horizontálním – u nádrží v závislosti na průtoku vody
nádrží.
Má své denní i sezónní variace – v závislosti na změnách
teploty, koncentrace rozpuštěného kyslíku a oxidu
uhličitého, chemických a biochemických procesech –
nitrifikace, denitrifikace, oxidace, redukce, srážecích
a rozpouštěcích procesech, adsorpci a desorpci dominují
změny redox potenciálu a pH.
Hydrologický cyklus – typy povrchových vod
– stojaté vody - základní charakteristiky
Z těchto příčin dochází k vertikální stratifikaci:
- teploty,
- rozpuštěného kyslíku,
- volného CO2
- sloučenin N a P
- Fe, Mn, a kovů vyskytujících se ve více oxidačních stupních (Cr, As)
- Hodnot pH a KNK4,5
- Ca (pokud dochází ke srážení kalcitu)
Stojaté vody – teplotní stratifikace
Charakteristickou je stratifikace teploty (termální, teplotní stratifikace) souvisí
se změnou hustoty vody v důsledku teplotních změn.
Letní teplotní stratifikace – V – VII
Epilimnion – vrchní vrstva, teplejší s menší
hustotou a s intenzivnější cirkulací a
proto s přibližně konstantní teplotou.
Poklesem teploty se zvyšuje hustota vody.
Metalimnion (skočná vrsva, termoklima) – s
hloubkou se výrazně mění teplota
(může mít i několik metrů a několik
dílčích gradientů).
Hypolimnion – T se s hloubkou mění jen
málo – u hlubokých nádrží bývá T u dna
kolem 4 °C a voda má největší hustotu.
Teplotní stratifikace je charakterizována
dobře promíchávanou teplejší svrchní
vrstvou a chladnější vrstvou nad
dnem, obě vrstvy jsou odděleny
skočnou vrstvou.
Mělké nádrže – v důsledku větrného a
konvektivního míchání nejsou
stratifikovány .
Vytvoření stratifikace závisí na:
 Době zdržení vody v nádrži
 Hloubce nádrže
 Velikosti nádrže
 Hydraulických poměrech
 Působení větru (zde je či není
chráněna okolními svahy)
 Ročním období
Průtočné nádrže – doba průtoku
menší než 10 dnů.
Za vhodných podmínek dochází
ke stratifikaci při době zdržení
nad 300 dnů.
Optimální stratifikace – hloubka
25 m, doba zdržení 50 – 100 dnů
Stojaté vody – teplotní stratifikace
Podzimní cirkulace - na podzim
dochází k ochlazení svrchní
vrstvy a metalimnion se
posunuje do spodních vrstev
nádrže, až poklesne na dno.
K promíchávání vrstev dochází i
působením větru.
Teplota se v celé nádrži vyrovná a
nádrž získá homotermii.
V zimě, po podzimní cirkulací, dochází ochlazováním povrchu vody v
nádrži k inverznímu vrstvení T, protože voda chladnější než 4 °C
má menší hustotu a hromadí se u hladiny – zimní stagnace.
Na jaře se opět působením větru celý obsah nádrže promíchává –
jarní cirkulace.
Postupným oteplováním vody v jarních měsících se opět za
vhodných podmínek vytváří teplotní stratifikace a nastupuje
znovu období letní stagnace.
Stojaté vody – teplotní stratifikace
Teplotní stratifikace podmiňuje i stratifikaci dalších ukazatelů
jakosti vody, především kyslíkovou stratifikaci.
Ta je významná z hlediska chemických a biochemických
pochodů probíhajících ve vodách – ovlivňuje oxidačněredukční
potenciál a biologické osídlení.
Stojaté vody – kyslíková stratifikace
Spodní vrstvy hlubších nádrží mívají deficit kyslíku a v období
letní a zimní stagnace může dojít až k úplnému vyčerpání
rozpuštěného kyslíku nade dnem, kde se vytvoří anoxické
ev. až anaerobní podmínky.
Deficit kyslíku v hypolimniu je způsoben pomalou difuzí
kyslíku do hypolimnia a biochemickou spotřebou kyslíku
při rozkladu organických látek.
Naopak voda v epilimniu může být v létě při intenzivním
slunečním svitu v důsledku fotosyntetické asimilace až
přesycena kyslíkem – denní variace s maximem přes den.
Zdroj kyslíku v nádržích:
- Atmosférická reaerace
- Fotosyntetická asimilace
fytoplanktonu
Stojaté vody – kyslíková stratifikace
Chemické, fyzikálně-chemické a biochemické procesy ovlivňující jakost
vody v nádržích a jezerech a podmiňující vertikální stratifikaci
Epilimnion:
 Oxidace (> O2, > E)
 Alkalizace a srážení kovů (> pH, < CO2)
 Fotosyntetická asimilace (tvorba biomasy)
 Inkorporace kovů, sloučenin Na P do biomasy
 Adsorpce na nerozpuštěných látkách (kovy,
sloučeniny P)
 Nitrifikace
Hypolimnion:
 Redukce (< O2, < E)
 Acidifikace a rozpouštění sloučenin kovů (< pH, > CO2)
 Disimilace (rozklad biomasy)
 Uvolňování sloučenin kovů, N a P ze sedimentů a z rozkládající se biomasy)
 Desorpce kovů a sloučenin P
 Denitrifikace
 Biologický rozklad organických látek
 Za anaerobních podmínek redukce síranů a srážení sulfidů (ve vrstvě na
sedimenty nebo až v sedimentech)
Hydrologický cyklus – typy povrchových vod
– tekoucí vody - základní charakteristiky
Znečištění povrchových vod
 Organické látky
 BSK - biochemická
spotřeba kyslíku (BOD)
 Eutrofizace – živiny (fosfor,
dusíkaté látky) – plankton,
řasy
 Infekční látky
 Mikroorganismy –
Escherichia coli
Znečištění povrchových vod
 Kyselé a alkalické odpady
 Kyselé důlní vody (AMD)
 Kyselé deště (ARD)
 Čpavek, louh
 Termické znečištění
 Suspendované látky
 Jíly
 Papírenské odpady
 Potravinářské odpady
(cukrovary, jatka..)
Primární:
 Inertní materiály (půda, kaolín..)
 Organické látky:
 - přirozené - huminové látky, splašky…
 - antropogenní - ropné látky, fenoly, pesticidy,
detergenty..
 Anorganické látky:
 - zvyšující solnost a korozivnost (NaCl, CaCl2)
 - způsobující sekundární znečištění (PO4
3-, NO3
-)
 - měnící pH vody (NH3, kyseliny)
 - toxické (toxické kovy..)
 Bakteriální - patogenní organismy
 Tepelné - zvýšení T - pokles koncentrace kyslíku urychlení
rozkladu organických látek
 Radioaktivní
Znečištění povrchových vod
Sekundární:
 eutrofizace vod - nadměrný rozvoj některých
organismů vyvolaný přísunem živin
Znečištění povrchových vod
Povrchové vody - znečištění
 Celková mineralizace - 100 - 500 mg.l-1, tající sníh,
ledovce < 100 mg.l-1
 Nerozpuštěné látky - jednotky mg.l-1 (záplavy desítky
až stovky mg.l-1)
 Rozpuštěný kyslík (= f (T, koncentrace biologicky
rozložitelných látek, intenzity fotosyntézy));
neznečištěné toky - 85-95 % nasycení - pokles organické
znečištění
 Přesycení - peřeje (tekoucí), fotosyntetická asimilace
vodních rostlin (stojaté)
 Volný CO2 - nízké koncentrace
 pH - 6,0 - 8,5 (rašeliniště < 4,0)
 Koncentrace slabých a silných kyselin - koreluje s pH
 Tlumivý systém - uhličitanový (H2CO3 - HCO3
-),
maximum = 6,3, minimum = 8,3
 HCO3
- - rozpouštěním CO3
2-, HCO3
-, pohlcováním CO2
 SO4
2- - z poloviny dáno atmosférickou depozicí, z poloviny
zvětráváním a rozpouštěním minerálů, minerální hnojiva
 Cl- - z geologického podloží, méně z atmosféry
 Ca2+ - z uhličitanů, méně hlinitokřemičitany
 Mg2+ - opačně
 K+ - zvětrávání (hlinitokřemičitany)
 Na+ - zvětrávání (hlinitokřemičitany), Cl-, spad z atmosféry
 N - z atmosféry, zemědělství
 P - nízká koncentrace (málo rozpustné soli), antropogenní
 Fe, Mn - nízká koncentrace, oxidy oxidace
 Iontové asociáty
 Organické látky
Povrchové vody - znečištění
Podle ovlivnění kvality povrchových vod lze znečišťující
látky rozdělit na:
 látky působící přímo toxicky nebo způsobující
organoleptické závady
 látky ovlivňující kyslíkovou bilanci toku
 „inertní látky“ (anorganické nerozpuštěné a rozpuštěné
netoxické látky)
Povrchové vody - znečištění
Odpadní vody (OV), které mohou nepříznivě ovlivnit
vlastnosti vod povrchových:
 vody silně kyselé nebo silně alkalické, k jejichž
zneškodnění nestačí přirozená neutralizační kapacita
vody
 vody s velkou koncentrací solí
 vody s velkou koncentrací nerozpuštěných látek
 vody obsahující látky, které ovlivňují přestup kyslíku
do vody (tenzidy, ropné látky)
 vody s velkým obsahem biologicky snadno
rozložitelných látek nebo látek spotřebovávajících
kyslík chemickými pochody
Povrchové vody - znečištění
Odpadní vody (OV), které mohou nepříznivě ovlivnit
vlastnosti vod povrchových/II:
 vody obsahující látky ovlivňující nepříznivě
organoleptické vlastnosti vody (chlorfenoly,
chlorované uhlovodíky, barviva, ropné látky)
 vody, které obsahují látky toxické pro vodní organismy
(kovy, kyanidy, chlorované uhlovodíky, pesticidy,
radioaktivní látky)
 vody bakteriálně znečištěné patogenními zárodky (OV
z léčebných ústavů, koželužen..)
 vody s větším množstvím látek, v nichž jsou
zastoupeny sloučeniny P, N, které mají eutrofizační
účinek
 oteplené vody
Povrchové vody - znečištění
Základní ukazatele pro vypouštění OV do vod povrchových:
 biologický stav vody - index saprobity - < 2,2 - vodní toky; <
3,2 - ostatní)
 obvyklý život pstruhovitých ryb ve vodárenských tocích a
kaprovitých ryb v ostatních povrchových vodách
 stav bez pachu u vodárenských toků a nádrží a slabě
cizorodý u ostatních vod
 stav, při němž nejsou patrné barevné změny u vod
vodárenských ve vrstvě do 20 cm, u ostatních do 10 cm
 teplota do 20 °C u pstruhových vod a u vodárenských toků a
do 26 °C u ostatních
Povrchové vody - znečištění
Základní ukazatele pro vypouštění OV do vod povrchových/II:
 neporušená schopnost samočištění povrchových vod
 stav povrchových vod, při němž nedochází k nadměrnému
vývoji nežádoucích organismů (vodní květ) ani ke vzniku
kalových lavic nebo k pokrytí vodní hladiny pěnou, tuky,
oleji nebo jinými látkami
 stav povrchových vod, při němž nedochází k porušování
hygienických požadavků na ochranu zdraví před ionizujícím
zářením
 stav povrchových vod, při němž nedochází k toxickému
působení radioaktivních a jiných látek na vodní organismy
Povrchové vody - znečištění
Klasifikace tekoucích vod z obecného (ekologického) hlediska
Ukazatelé:
 fyzikálního znečištění
 anorganického znečištění
 organického znečištění
 anorganického a organického průmyslového znečištění
 biologické
Povrchové vody - znečištění
Otevřené moře
„Všechno z kontinentů
nakonec skončí v moři“
Komunální odpad
(patogenní viry mohou
přežít v oceánské vodě
až 17 měsíců)
Pobřeží
Znečištění mořského
prostředí
 Vypouštění z lodí (balastní voda) a jejich havárie
 Exxon Valdez – březen 1989 Aljaška, 10 milionů galonů
(4,54 l), 5 000 km pobřeží
 Malé úniky: ročně 17 EV do Středozemního moře
 Ročně 6 milionů tun ropy do oceánů – 1 tuna ropných
znečistí 6 km2 vodní plochy
Galveston Bay, Texas,
1990
Otevřený oceán