depol2print2

28
Caracterizarea apelor reziduale Clasificarea contaminanţilor apelor reziduale Ioni de calciu, sodiu, sulfat - trebuie îndepărtaţi întrucât influenţează calitatea apei Substanţe anorganice dizolvate Apar din surse industriale şi trebuie îndepărtate în situaţia în care apele se refolosesc după tratare Metale grele Substanţe organice care rezista la metodele convenţionale de tratare a apelor reziduale. Exemple tipice: agenţi tensioactivi, fenoli, pesticide Subtante organice rezistente Compuşi organici şi anorganici selectaţi pe baza carcinogenităţii, mutagenicităţii, teratogeniei lor, cunoscute sau bănuite. Efecte în consecinţa Poluanţi prioritari Azotul şi fosforul, în prezenta carbonului, sunt principalii nutrienţi de creştere. Apele netratate ce conţin aceste elemente, descărcate în emisar, pot determina dezvoltarea nedorita a vieţii acvatice. Descărcate în cantităţi excesive pe sol, pot polua apele freatice Nutrienţi Determina transmiterea bolilor contagioase Agenţi patogeni Alcătuite în principal din proteine, zaharuri şi grăsimi, conţinutul lor se măsoară prin consumul biochimic (CBO) sau consumul chimic de oxigen (CCO). Stabilizarea biologica a apelor netratate care le conţin duce la sărăcirea resurselor naturale de oxigen şi dezvoltarea condiţiilor septice Substanţe organice biodegradabile Determina formarea nămolurilor şi a condiţiilor anaerobe, atunci când ape reziduale netratate sunt descărcate în emisar Solide în suspensie Justificarea necesităţii îndepărtării Denumire contaminant Metode analitice Cantitative Gravimetrice Volumetrice Fizico-chimice (Metode de analiza instrumentala) – măsoară alte proprietati decat masa si volumul Turbiditate Colorimetrie Potenţiometrie Polarografie Spectrometrie de adsorbţie atomica Spectroscopie de masa Spectroscopie Cromatografie RMN

Upload: rodica-ceclan

Post on 16-Feb-2016

214 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Depoluare

TRANSCRIPT

Caracterizarea apelor rezidualeClasificarea contaminanţilor apelor reziduale

Ioni de calciu, sodiu, sulfat - trebuie îndepărtaţi întrucât influenţează calitatea apei

Substanţe anorganice dizolvate

Apar din surse industriale şi trebuie îndepărtate în situaţia în care apele se refolosesc după tratare

Metale grele

Substanţe organice care rezista la metodele convenţionale de tratare a apelor reziduale. Exemple tipice: agenţi tensioactivi, fenoli, pesticide

Subtante organice rezistente

Compuşi organici şi anorganici selectaţi pe baza carcinogenităţii, mutagenicităţii, teratogeniei lor, cunoscute sau bănuite. Efecte în consecinţa

Poluanţi prioritari

Azotul şi fosforul, în prezenta carbonului, sunt principalii nutrienţi de creştere. Apele netratate ce conţin aceste elemente, descărcate în emisar, pot determina dezvoltarea nedorita a vieţii acvatice. Descărcate în cantităţi excesive pe sol, pot polua apele freatice

Nutrienţi

Determina transmiterea bolilor contagioase Agenţi patogeni

Alcătuite în principal din proteine, zaharuri şi grăsimi, conţinutul lor se măsoară prin consumul biochimic (CBO) sau consumul chimic de oxigen (CCO). Stabilizarea biologica a apelor netratate care le conţin duce la sărăcirea resurselor naturale de oxigen şi dezvoltarea condiţiilor septice

Substanţe organice biodegradabile

Determina formarea nămolurilor şi a condiţiilor anaerobe, atunci când ape reziduale netratate sunt descărcate în emisar

Solide în suspensie

Justificarea necesităţii îndepărtării Denumire contaminant

Metode analitice

CantitativeGravimetriceVolumetrice

Fizico-chimice (Metode de analiza instrumentala) – măsoară alte proprietati decat masa si volumul

TurbiditateColorimetriePotenţiometriePolarografieSpectrometrie de adsorbţie atomicaSpectroscopie de masaSpectroscopieCromatografieRMN

Unitati uzuale pentru exprimarea rezultatelor analitice

Meq/lMiliechivalenti dizolvat/litru soluţie

Eq./lEchivalenţi dizolvat/litru soluţieNormalitate

mol/lMoli dizolvat/litru soluţieMolaritate

mol/kgMoli dizolvat/1000 gr. solventMolalitate

Analize chimice

ppmMiligrame/106 miligrameRaport masic

g/m3Grame/m3 soluţie

mg/lMiligrame/litru soluţie

µg/lMasa microorganisme/litru soluţieMasa per unitate de volum

ml/lMililitri/litruRaport volumic

%Masa de dizolvat x 100/Masa totala soluţieProcente gravimetrice

% vol.Volum soluţie x 100/Volum total soluţieProcente volumetrice

Kg/m3Masa soluţiei/unitate de volumDensitate

Analize fizice

UMMod de exprimareDenumire parametru

Caracteristici fizice ale apelor reziduale

1. Conţinutul total de solide (CTS)Definiţie CTS - totalitatea substanţelor care rămân ca reziduu după evaporarea unei ape reziduale la temperatura de 103 – 105 0C. Compoziţia reziduului :

substanţe solide filtrabile substanţe solide nefiltrabile

Separarea solidelor filtrabile din ape - prin filtrarea apei reziduale prin membrane filtrante cu pori calibraţi, cu dimensiunea de 1- 2 µm, alcătuite din

sticlă sinterizată fibre de policarbonat.

Cantitatea de substanţe filtrabile separate diferă în funcţie de structura membranei filtrante.

Influenţa grosimii fibrelor asupra fracţiei de goluri a materialului filtrant

Structura materialului filtrant cu pori calibrati de dimensiune variabilă

Structura cartuşului filtrant din fibre anorganice cu pori calibraţi

Clasificarea solidelor din ape uzate

în funcţie de filtrabilitatea lor :Solidele filtrabile :

solide coloidale solide dizolvate (solubile).

Solidele nefiltrabile - solidele suspendate în apele reziduale :Solide sedimentabile, având densitatea supraunitarăSolide care plutesc, cu densitatea subunitară.

în funcţie de volatilitatea lor la 550 ± 50 0CFracţiunea de solide de natură organică se oxidează şi se îndepărtează în stare gazoasă, iar cea de natură anorganică rămâne sub formă de cenuşă (reziduu fix).

solide volatilesolide fixe (reziduu fix maxim = 500 mg/l, conform STAS 1342/91)

Semnificaţia unor categorii de solide

Total solide dizolvate (TSD) – folosite ca măsura a conţinutului de săruri anorganice in apa potabila si in apele naturale

Total solide suspendate (TSS) – utilizate pentru a aprecia eficacitatea decantoarelor

Solide suspendate volatile (SSV) – folosite spre a estima populaţiile bacteriene in sistemele de tratare a apelor reziduale

Analiza solidelor din apele uzate

Con Imhoff Evaporare

Filtrare

Evaporare

Calcinare Calcinare

SS Proba

SS

TS

SF

SSV SSF SFV SFF

TSV TSF

TS

Legenda:SS – Solide suspendate; TS – Total solide; SF – Solide filtrabile; SSV – Solide suspendate volatile; SSF – Solide suspendate filtrabile; SFV – Solide filtrabile volatile; SFF – Solide filtrabile fixe; TSV – Total solide volatile; TSF – Total solide fixe.

Filtrare pentru analiza solidelor din ape

2. Se porneste pompa de vid

3. Se toarna proba

1. Filtrul nou se cantareste inainte de asezare

4. Filtrul sescoate si se recantareste

6. Cifra rezultataSe imparte la volumul filtratspre a obtine TSS

5. Se calculeaza variatia demasa a filtrului

Vas de trompa/palnie BuchnerVas de trompa/palnie Buchner

2. Mirosul

Determinat de gazele rezultate prin descompunerea substanţelor organice sau de substanţele organice înseşi.

Apele reziduale proaspete au un miros mai puţin dezagreabil. Apele vechi sunt urât mirositoare, mai ales datorită degajării, în procesele de descompunere, a hidrogenului sulfurat produs de microorganismele anaerobe care reduc ionul sulfat la ionul sulfură.

Efectele mirosului :stresul psihologic, efecte nocive asupra organismului uman, efecte ce produc stări de vomă, ameţeli, sau chiar perturbări mintaleEfectele menţionate conduc la scăderea valorii terenului pe care există ape reziduale mirositoare

Mirosuri ofensive ale apelor uzate

Materii fecaleScatol (C9H9N)

Varză putrezităSulfuri organice

SconcsMercaptani superiori (Bu,Crotil)

Varză stricatăMercaptani inferiori (Me, Et)

Ouă stricateHidrogen sulfurat

Carne descompusăDiamine

AmoniacAmoniac

PeşteAmine

Miros de:Compus odorant

Caracterizarea completă a unui miros se realizează prin intermediul următorilor parametri:

Intensitatea mirosului - se măsoară cu ajutorul olfactometrului cu butanol, calculându-se din raportul diluţie/prag de detecţie;Caracterul mirosului - dat de asociaţii mintale făcute de persoanele care simt mirosul şi are, de aceea, un caracter subiectiv;Hedonica mirosului reprezintă plăcerea sau neplăcerea resimţită de cel care miroase;Detectabilitatea mirosului - cuantificată prin pragul de concentraţie minimă detectabilă de către un subiect.

Detectarea cauzelor mirosurilor:metode gaz-cromatograficespectrometrie de masă

Măsurarea mirosului se poate face prin două metode:

Metoda senzorială - expunerea unui grup de subiecţi la mirosul de măsurat diluat cu aer inodor, notându-se numărul de diluţii necesare pentru atingerea pragului de concentraţie minimă detectabilă. Metodă subiectivă, depinzând de sensibilitatea olfactivă a subiecţilor.Metoda instrumentală - scentometru.Raportul de diluţie se determină ca raportul dintre debitul de aer mirositor şi debitul de aer de diluţie inodorizat suplimentar prin adsorbţie pe cărbune activ.

Scentometru

Aermirositor

Aer inodor

Cărbuneactiv

Nas

Fantecalibrate

3. Temperatura

Temperatura apelor reziduale este de obicei superioară apelor de alimentare, datorită apelor calde de uz casnic sau industrial. Funcţie de poziţia geografică, temperatura medie anuală a apelor reziduale variază în intervalul 10 – 21,1 0C, cea mai reprezentativă fiind 15,6 0C. Temperatura apelor reziduale este inferioară celei a aerului doar vara. Temperatura apelor uzate este un parametru important datorită efectului pe care îl are asupra vitezei reacţiilor chimice şi biochimice, asupra solubilităţii oxigenului în apă şi implicit asupra vieţii subacvatice.

4. Densitatea Este importantă datorită formării curenţilor de densitate în rezervoarele de sedimentare şi în alte utilaje de tratare. Se utilizează sub forma densităţii relative faţă de apa pură

.

5. CuloareaCuloarea reprezintă proprietatea câmpurilor vizuale de a deosebi două părţi vecine, omogene şi egal iluminate.Culoarea se datoreşte prezenţei în apă a unor substanţe coloratedizolvate, de tipul oxizilor ferici, compuşilor manganului, clorofilei, acizilor humici, etc.Se determină cantitativ prin comparaţie cu o soluţie etalon de clorură de platină şi clorură de cobalt. Un grad de culoare corespunde la 1 mg PtCl2/l.Apele reziduale proaspete sunt de obicei de culoare maronie spre gri. Prin şedere în condiţii anaerobe, ele devin gri închis spre negru, căpătând un caracter septic. Închiderea la culoare se datorează şi formării sulfurilor metalice.

6. Turbiditatea

Turbiditatea reprezintă o măsură a proprietăţilor apei de a transmite lumina, deci a limpidităţii apei.

Măsurarea turbidităţii se bazează pe comparaţia intensităţii luminii absorbite de probă cu cea absorbită într-un etalon, folosind aparate numite turbidimetre.

Se folosesc soluţii etalon de silice.1 mg silice fină/l apă distilată = 10 turbiditate.

7. DuritateaDuritatea este proprietatea conferită apei de sărurile de calciu şi magneziu dizolvate, care o fac improprie folosirii in industrie, din cauza crustelor ce se depun în diversele recipiente aflate în contact cu apa dură (exemplu –cazanele de abur).

Balanţa ionica:

0 1 2 3 4 5

Cationi

Anioni

Conc. (mequiv./L)

HCO3- Cl-

SO4-2

Ca+2 Mg+2

K+

Na+

Duritate totala

Duritate temporara

Duritate permanenta

8. Conductivitatea electrică

Conductivitatea este proprietatea apei de a permite trecerea curentului electric.

Mărimea care se măsoară practic este de fapt rezistivitatea, care este inversa conductivităţii. O variaţie bruscă a rezistivităţii apelor indică apariţia unei surse de infecţie în apele respective.

Caracteristici chimice ale apelor reziduale

Caracteristicile chimice ale apelor reziduale sunt determinate de compoziţia acestor ape în substanţe organice, anorganice şi gaze.Substanţele organice reprezintă circa 75% din solidele suspendate şi 40% din solidele filtrabile, originea lor fiind atât de natură vegetală, cât şi animală. Poluanţii organici: Proteinele reprezintă 40-60% din totalul de substanţe organice şi constituie, alături de uree, principala sursă de azot din apele reziduale ;

Proteine – conţin cca. 16% N, prezenta lor in cantitate mare duce la generarea de mirosuri prin descompunere. Împreuna cu ureea – principala sursa de azotUreea este relativ rar depistată datorită faptului că se descompune rapidHidraţi de carbon reprezintă cca. 25 – 50% din totalul substratului organic. Sunt prezente zaharuri, amidon – care este insolubil şi fermentează, celuloză ce constituie un mediu favorabil dezvoltării fungilor ;Grăsimile şi uleiurile constituie cca. 10% din totalul substanţelor organice prezente şi pot intefera cu mediul biologic, formând nedorite filme superficiale;stabile fata de agenţii biologiciAgenţi tensioactivi,

Alchil – benzeni sulfonaţi - nebiodegradabili Alchil – liniari sulfonaţi – biodegradabili ;

Pesticide – toxice pentru majoritatea formelor de viataCompuşi organici volatili – p.f. < 100 oC si presiune de vapori > 1 mm Hg/250C. Sunt mobili spre atmosfera, creează atmosfera toxica, favorizează formarea in aer a oxidanţilor fotochimic (Ex. Clorura de vinil)Poluanţi prioritari

Poluanţii prioritari- în număr de 129, împărţiţi în 65 clase, sunt produşi cancerigeni,

mutageni, teratogeni, cu toxicitate acută ridicată.

Clase de poluanţi prioritari :Nemetale : arsen, seleniuMetale : bariu, cadmiu, crom, plumb, mercur, argintCompuşi organici : benzen, etil-benzen, toluenCompuşi organici halogenaţi: clor-benzen, monocloretan, tetracloretan, clorura de metilenPesticide, ierbicide, insecticide: endrin, lindan (izomer HCH), metoxiclor, toxafen.

Reglementare descărcare în emisar ape încărcate cu poluanţi organici prioritari prin:

Standarde de descărcare prohibită pentru compuşii organici explozivi, inflamabili, corozivi, cu temperatură ridicată;Standarde categorice, care stabilesc 25 categorii industriale şi restricţionează deversarea acestora în emisar

Determinarea conţinutului de substanţe organice

Metodele de determinare a concentraţiei substanţelor organice în ape diferă în funcţie de cantitatea şi tipul de substanţe organice prezente

Metode gaz-cromatografice, folosite pentru determinarea urmelor de substanţe organice (10-12 - 10-3 mg/l);Metoda carbon-cloroform, folosită la determinarea concentraţiei pesticidelor. Pesticidele se adsorb pe cărbune activ, se extrag apoi cu cloroform, soluţia evaporându-se la sec.Pentru cantităţi mari, de ordinul mg/l, se determină o serie de parametri specifici, definiţi în cele ce urmează:

Modalităţi de exprimare a concentraţiei de contaminanţi organiciConsumul teoretic de oxigen (CTO) [mg/l] – cantitatea totala de oxigen necesara pentru a oxida complet (CO2 si H2O) un compus cu formula cunoscuta Carbonul organic total (COT) [mg/l] – cantitatea totală de carbon conţinută real în probăConsumul (necesarul) chimic de oxigen (CCO) [mg/l] - reprezintă cantitatea de oxigen necesară oxidării compuşilor organici, deci oxigenul echivalent substanţelor organice prezente. Consumul (necesarul) biochimic de oxigen (CBO) [mg/l] - reprezintă cantitatea de oxigen necesară oxidării biochimice a substanţelor organice biodegradabile, după o perioadă de incubaţie de 5 zile (CBO5) sau de 20 de zile (CBO20).

Consumul teoretic de oxigen (CTO) [mg/l]

Se determina prin calcule stoechiometriceNecesar de oxigen pentru compuşii conţinând carbon: C → CO2; N → NH3

Necesar de oxigen pentru oxidarea azotului anorganic: NH3 → HNO2; HNO2 → HNO3

CTO = ∑O2 necesar pentru cele doua clase

Ex. CTO pentru Glicina, CH2(NH2)COOH1. Oxidarea compusului organic

CH2(NH2)COOH + 1.5O2 → 2CO2 + H2O + NH32. Oxidarea azotului anorganic

NH3 + 1.5O2 → HNO2 + H2OHNO2 + 0.5O2 → HNO3

3. CTO = [1.5 + (1.5+0.5)] mol O2/mol glicina= 3.5 × 32 g O2/mol = 112 g O2/mol

Carbonul organic total (COT) [mg/l]

Legat de necesarul de oxigen, dar nu reflecta sarea de oxidare a compusului organic

Se determină prin calcinarea probei şi măsurarea bioxidului de carbon degajat cu ajutorul unui analizor IR. Dacă proba conţine compuşi organici volatili, se evită aerarea acesteia înainte de calcinare.

Stoechiometria procesului de oxidare:

2222 22)

24( N

cOH

baCOO

dbaONHC dcba ++→−++

Instalaţie de piroliza pentru determinarea TOC

Detector CO2 Inregistrator

Siringa

O2

Condensator

Cuptor

Intrare proba

Consumul (necesarul) chimic de oxigen

(CCO) [mg/l]

Se determină folosind un oxidant chimic puternic, de exemplu bicromatul de potasiu, la temperaturi ridicate, în prezenţa unor catalizatori de argint, cca. 2-3 h, conform ecuaţiei :

Nu măsoară necesarul de oxigen pentru oxidarea azotului

Nu distinge substanţele organice biodegradabile fata de cele nebiodegradabile. De aceea, valoarea CCO este mai mare decât valoarea CBO

Pot apărea erori daca sunt prezenţi compuşi anorganici conţinând carbon (carbonaţi, etc.)

OHCOCrHOCrOHC rCatalizatoca 22

32726 )( ++⎯⎯⎯ →⎯++ ++−

Consumul (necesarul) biochimic de oxigen (CBO) [mg/l]

Oxigenul necesar pentru descompunerea catalizata de bacterii a substanţelor organice biodegradabile

Procesul de oxidare nu este complet după 5 zileCBO carbon organic – catalizat de bacterii aerobe heterotrofe

Descompun compuşii organici in minerale si reziduuObţin carbonul necesar formarii celulelor din materialul organic

CBO compuşi azotaţiCatalizat strict de bacterii chemo-autotrofe obligatoriu aerobeCaracteristici ale bacteriilor nitrifiante

• OD < 2 mg/L acţiune lenta; OD < 0.5 mg/L acţiunea încetează• pH optim : 8.3• Mai sensibile la toxine decât heterotrofele• Creştere lenta

CBO5/CCO - 0.4 ~ 0.8 – situaţie uzuala, cu descompunere rezonabilaCBO5/COT - 1.0 ~ 1.6

CBO5/CCO ≥ 0.6 : substratul organic poate fi descompus completCBO5/CCO ≈ 0.2 : Substratul organic se descompune greuCBO5/CCO ≈ 0 : Apa uzata conţine materiale toxice

Transformări CBO

Determinarea CBO5

Testul CBO foloseşte un inocul bacterian spre a cataliza oxidarea unei probe de 300 ml apa reziduala sau apa reziduala diluata (când cea iniţiala este prea concentrata in substanţe organice)

CBO se calculează cu relaţia

fit ODODCBO −≡SticlaCBO

Determinarea CBO in proba diluata

• Daca CBO>8mg/L, proba se diluează cu apă de diluţie specială, care conţine substanţe hrănitoare şi oxigen dizolva.

• Formula de calcul:

• Unde:• CBOt – consumul biochimic de oxigen in intervalul t [mg/l]• OD – oxigen dizolvat [mg/l]• Vs – volumul sticlei de proba (250 -300 ml) [ml]• Vp – volumul probei [ml]

s

p

fit

V

V

ODODCBO

−=

Variaţia CBO5 in timpL0 – CBO existent la momentul iniţial

Lt – CBO remanent la momentul tyt – CBO îndepărtat la momentul t

Lo

Lt

L s

au C

BO

rem

anen

t

Timp

Lo-Lt = CBOt

Sticla CBO

Sticla CBO

Sticla CBO

Sticla CBO

Sticla CBO

tott LLyCBO −=≡

Modelarea CBOt

“L” este modelat ca o descompunere cu cinetica de ordinul I:

Prin integrare rezulta

Întrucât:

Se obţine:

kLdt

dL−=

ktoeLL −=

)1( ktott eLyCBO −−=≡

tott LLyCBO −=≡

y1Lt

t

CBO-extras (oxigen consumat 0-t)

CBO-remanent la t

Efectul temperaturii

Dependenta de temperatura

• Abordare chimica: Ecuaţia Arrhenius

d k

dT

E

RTa

a

a

(ln )= 2

k k eT K

E T RT

ao

a a a= −293

293 293( )/

• Abordare inginereasca: relatie empirica

k kT C

T Co

o

= −20

20θ

Analiza datelor de CBO (determinare k, L din date experimentale)

a. metoda celor mai mici pătrateb. metoda Fujimoto

)( nnt

yLkdt

dy−=

=

dt

dyyLkReroarea −−= )(: yKykLR &−−=

onentialecurbeipantadt

dyunde

nt

exp: −=

ybyaR &−+=

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

=−+=∂∂⋅=

∂∂

=−+=∂∂⋅=

∂∂

∑ ∑∑∑∑

∑ ∑∑∑

02

02

22

2

yyybyab

RRR

b

yybnaa

RRR

a

&

&

-notam : n - numărul de puncte exponenţiale; bLa −= kb −=b

aL −=

tyy =t

yyy nn

∆−

= −+

211&

b. Metoda Fujimoto

- reprezentarea grafică CBOt+1 = f(CBOt)

- valoarea intersecţiei dreptei cu dreapta de pantă 1 corespunde CBO iniţial. Din COBL se

determină k din ecuaţia )1( ktt eLy −−= şi o valoare CBO.

Limitări ale testului CBO:

-necesitatea de concentraţii mari de bacterii active-necesitatea pretratării pentru reducerea efectului nitrificării-se determină doar organismele biodegradabile-timp lung, nu are valabilitate stoechiometrică

Corelaţii CCO – CBO - COT:

CCO>CBO

8,04,05 ÷=CCO

CBO - variază cu gradul de tratare al apei

6,115 ÷=COT

CBO

Nitrificarea in testul CBO

CBO - N

NH O NO H O HNitrosomonas3 2 2 215+ ⎯ →⎯⎯⎯⎯ + +− +.

NO O NONitrobacter2 2 3

1

2− −+ ⎯ →⎯⎯⎯

2 moli oxigen/1 mol of amoniac4.57 gram oxigen/gram azot amoniacal

Ca si CBO – carbon, CBO – azot poate fi modelat de o cinetica simpla de ordinul I:

dL

dtk L

N

NN= −

Poluanti anorganici:

SubstanteSubstante acide/baziceacide/bazice: pH: pHNutrienti

AzotAzot: toate formele pot stimula creştereaAmoniacAmoniac: toxic & consumator de oxigen NitriţiNitriţi: rar prezenţi in concentraţii mariNitraţiNitraţi: problema pentru apa potabilaN legat OrganicN legat Organic: consumator de oxigen

FosforFosfor: stimulează creştereaortoorto--fosfaţifosfaţifosfor legat organicfosfor legat organic

•Sulful-mecanism în sinteză protolitică, eliberat la degradare

2222

4 COOHSSOS bacteriiorganic ++⎯⎯ →⎯+ −−

corozivSOHSHHS −→→+ +−422

2 2

• Poluanţi prioritari

• Metale grele: Ni, Mn, Pb, Cr, Cd, Zn, Cu, Fe, Hg

• Gaze: O2, H2S, CH4

Caracteristici biologice ale apelor reziduale

Încărcarea biologică a apelor reziduale se datorează următoarelor categorii de organisme:

microorganisme

organisme patogene

organisme folosite ca indicatori de poluare

Clasificarea organismelor vii

Eucariote

Alge Fungi Protozoare

Procariote

Alge albastru-verzui Bacterii

AnimaleRotifere

Crustacee

PlanteMuşchiFerigi

Protozoar

Crustaceu

Entamoeba coli

Rotifer

Alge

Fungi

Structura celulara

Toate celulele microbiene au elemente structurale comune:

Membrana citoplasmaticaRibozomiPeretele celular

Sunt cunoscute doua categorii de celule, diferind prin gradul lor de complexitate:

ProcarioteStructura simpla, fara

organele (element discret, gen cloroplast, centriol, etc., având o funcţie specializata si o compoziţie chimica distincta, ca si o structura moleculara caracteristica). Au un perete celular extern, care le conferă o forma. Sub acesta se găseşte doar citoplasma.- Bacterii

EucarioteStructuri mai complicate,

celule mai mari decât bacteriile, cu diverse organele specializate

Protiste, Fungi, Plante, Animale

Bacterii, Cianobacterii, Archaebacterii

Clase

Flageli microscopici, fibre poliproteice

Flageli submicroscopici

Fibre uniproteice

Modalitate de mişcare

Relativ groasa, diferita chimic

Relativ subţire, alcătuita din peptidoglican

Membrana Celulara

Mitocondrii, cloroplaste, vacuole, etc.

faraOrganele

Apar cromozomiMolecule singulare, nu apar cromozomi, sau apare unul singur

AND

Nuclee reale, membrana nucleara, mitoza

Fara membrana, fara mitoza

Nucleu

Mai mari,

2 – 200 µm

Mici, 0,5 – 2 µmMărime celula

EucarioteProcarioteElement celular

“pro”= premergător, +"karyos" = nucleu"eu" = real, + "karyos" = nucleu

a) Microorganisme

1. Eucariote - microorganisme cu structură celulară numită structură eucariotică, adică conţinând un

nucleu real, în care există o diferenţiere netă a celulelor şi ţesuturilor.

- multicelulare: - plante cu seminţe

- ferigi

- muşchi

- animale: - nevertebrate,

- vertebrate

Ex: Plante şi animale: - Viermii - helminţi, nematode, cestode, ascaroizii, trichinella

- unicelulare ( cianolitice ) sau uniciliate –în care nu există o diferenţiere netă a ţesuturilor

- protiste: - alge,

- fungi,

- protozoare

1. Fungii – protiste eucariotice aerobe, multicelulare, nefotosintetice, chemoheterotrofice. Majoritatea

sînt saprofite, hrănindu-se cu materii organice moarte fiind, alături de bacterii responsabile pentru

descompunerea carbonului în biosferă. Inexistenţa celor ce distrug materiile organice ar duce la

întreruperea ciclului carbonului în natură şi la acumularea de materii organice.

2 Algele - microorganisme unicelulare, care datorită rapidei lor reproduceri sunt dăunătoare, formând

colonii ce acoperă suprafaţa apelor. Ele afecteză apele prin gust, miros, prin împiedicarea vieţii acvatice.

Prezenţa (apariţia) lor se poate evita (atenua) prin tratarea corespunzătoare a apelor pentru îndepărtarea

nutrienţilor: C, N, P, Fe, Co.

3 Protozoarele – microorganisme unicelulare eucariotice, fără pereţi celulari. Sînt majoritar aerobe .

Importante în tratarea apelor reziduale: amoebe, flagelate, tulpini ciliate. Ele reprezintă hrană pentru

bacteriişi alte microorganisme, menţinînd balanţa naturală între diferite grupe de microorganisme.

Unele sînt patogene în apa de băut !

- Giardia lamblia-giardioza;

- Cryptosporidium - infecţii mortale la bolnavii cu deficit imunitar (SIDA)

2. Eubacterii - cu structură celulară de tip procariotic, neavând membrană celulară, având chimia

celulei asemănătoare eucariotelor.

- majoritatea bacteriilor

3. Arhaebacterii, cu structură celulară procariotică, având o chimie celulară distinctă.

Metanogenii

- halofilele

- termacidofile

4. Viruşi – particule parazite, constînd din filamente de ADN şi ARN, cu înveliş proteic.

- invadează celula gazdă, în care materialul genetic (ADN, ARN) redirecţionează activitatea

celulei spre producerea de noi particule virale, pe seama celulei gazdă. Moartea celulei gazdă duce la

eliberarea unui mare număr de viruşi care infecteză celelalte celule.

-hepatite virale - prin apa de băut !

Structura unei celule bacteriene

Varietati de bacterii – organisme procariote monocelulare(funcţie de forma)

Fotografie Microscop Electronic

StaphylococcusSfere (coci)

Pseudomonas Aeruginosa

Escherichia Coli

Bastonaşe (bacili)

Denumire

(Gen - Specie)

Forma

eHaloarcula (http://www.mbio.ncsu.edu/JWB/MB409/lecture/lecture19/haloarcula.jpg

Pătrate (1981)

Fara pereţi celulari – fara forma proprie

Mycoplasmas (http://vetmed.ufl.edu/sacs/wildlife/photos/Mycoplasma/myco1.html)

Pleiomorfe

Formează micelii

Actinomycete(Streptomyces Griseus)(http://helios.bto.ed.ac.uk/bto/microbes/penicill.htm)

Cyanobacteria

Filamente

Borrelia burgdorferi

http://www.bact.wisc.edu/bact330/lecturelyme

Spirochete

Spirale

Dimensiunea unei bacterii comparativ cu

dimensiunea unei hematii

b)Organisme patogene

- majoritatea apar în ape provenind de la organismele umane bolnave sau doar purtătoare.

- bacterii - Escherichia colli - gastroenterite

- Leptospira - leptospiroză (icter, febră)

- Salmonella (typhi) - salmoneloză (tifos)

- Vibrio cholerae - holeră

- viruşi - adenoviruşi - boli respiratorii (viroze)

- enteroviruşi ( polio, hepatita A)

- protozoare - Cryptosporidium

- Giardia lamblia

- helminţi - Ascaris lumbricoides

- Fasciola hepatica

- Taenia saginata (solium)

c) Organisme folosite ca indicatori de poluare

Cele mai frecvente şi mai uşor de testat sunt organismele coliforme.

Prezenţa acestora – indicaţie că pot fi prezente şi alte organisme patogene.

Lipsa lor – luată ca indicaţie că apa este liberă de organisme patogene.

două genuri - Escherichia - bacterii coliforme

- Aerobacter – coci - streptococi fecali; enterococi