Utlenialność wody - co warto o niej wiedzieć?

Utlenialność, jeden z podstawowych parametrów fizykochemicznych wody, można oznaczyć podczas rutynowego badania. Jego znajomość ma niebagatelne znaczenie przy doborze systemów uzdatniania wody. Co w praktyce oznacza utlenialność wody? Kiedy wartość tego parametru ma znaczenie? Jak redukować utlenialność, gdy zachodzi taka potrzeba?

Co to jest utlenialność?

Zanim przejdziemy do omawiania utlenialności w kontekście jej przydatności w doborze urządzeń i systemów do uzdatniania wody, sprawdzimy najpierw co właściwie oznacza ten termin. Utlenialność (ChZT-Mn, indeks nadmanganianowy) to umowny wskaźnik określający zdolność wody do pobierania tlenu z silnego utleniacza, np. nadmanganianu (VII) potasu (KMnO₄), na utlenienie znajdujących się w jej składzie związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych. Utlenialność wyraża się w jednostkach ilości tlenu przypadających na daną objętość wody, czyli mg O₂/dm³. Utlenieniu ulegają m.in. sole żelaza (II), azotany (III), siarczany (IV), siarczki oraz inne związki będące na niższym stopniu utlenienia niż ich maksymalny. 

Oznaczenie ChZT prowadzi się w ściśle określonych warunkach, ponieważ rodzaj utleniających związków, a także stopień ich utlenienia zmieniają się w stosunkowo szerokim przedziale. Wiele także zależy w tym przypadku od składu badanej wody, rodzaju i struktury substancji utleniających, stężenia poszczególnych odczynników, temperatury, odczynu pH roztworu, czy nawet czasu zachodzących reakcji. Najwyższy stopień utlenienia osiąga się przy zastosowaniu soli dichromianu (VI), najniższy – stosując manganian (VII). Niezanieczyszczone naturalne wody mają zazwyczaj utlenialność do 2 - 3 mgO2/dm3. Maksymalna wartość utlenialności wody przeznaczonej na cele spożywcze to 5 mg O2/l.

Oznaczanie wartości utlenialności ma olbrzymie znaczenie w kontekście ogólnej oceny zanieczyszczenia wody. Należy przy tym pamiętać, że wiele związków organicznych utlenia się tylko częściowo lub nie utlania się wcale. Dotyczy to szczególnie soli azotowych. Zazwyczaj poziom utlenialności oscyluje w granicy 60 - 70%. 

Oznaczanie utlenialności w wodzie

Utlenialność jest jednym z podstawowych parametrów oznaczanych w analizie fizykochemicznej wody. Więcej na temat takiego badania przeczytasz w artykułach:

• Czy warto zlecić analizę wody? Po co jest potrzebna?
• Fizykochemiczna analiza wody - po co jest potrzebna?
• Pobór próbki do analizy wody -praktyczne informacje

Aby otrzymać miarodajne wyniki, oznaczenia ChZT-Mn powinny być wykonywane w ściśle określonych warunkach, ponieważ od nich zależy ilość zużytego utleniacza. Przez utlenialność rozumie się w reakcji liczbę mg O2 zużytego przez badaną próbkę. Wyniki oznaczenia utlenialności wody zamiast w mg/dm3 KMnO4 podaje się w mg/dm3 O2. Posługując się przykładem: 

• Utlenianie azotanu(III) potasu w środowisku kwaśnym przebiega według reakcji redoks: 5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5KNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O.
• Nieprzereagowana ilość nadmanganianu potasu reaguje z dodaną ilością szczawianu sodu według następującej reakcji: 2KMnO4 + 5Na2C2O4 + 8H2SO4 → → 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 10CO2 + 3H2O.

Dodany w nadmiarze szczawian, który nie przereagował, odmiareczkowuje się roztworem nadmanganianu potasu, aż do momentu pojawienia się różowego zabarwienia zgodnie z wyżej podaną reakcją. Ilość nadmanganianu zużytego do miareczkowania jest miarą utlenialności badanej próbki wody.

Utlenialność a barwa wody

Utlenialność wody jest ściśle powiązana z jej barwą. Przeczytasz o tym więcej w artykule: Barwa wody - czym jest? Jak poprawić barwę wody? Ponieważ różne związki chemiczne wpływają na barwę wody, przed przystąpieniem do uzdatniania, należy koniecznie określić jej źródło. 

Jeśli barwa występuje w wodzie surowej od początku, prawdopodobnie jest wynikiem bytowania w wodzie substancji humusowych. W sytuacji, gdy kolor pojawia się dopiero po pewnym czasie, a w wodzie widać rdzawe opiłki oraz osady, wówczas problemem są najprawdopodobniej przekroczenia stężenia żelaza i manganu.

Jeśli zachodzi podejrzenie, że za barwę wody odpowiadają związki pochodzenia zwierzęcego, należy zachować szczególną ostrożność. W takiej sytuacji istnieje bowiem duże prawdopodobieństwo, że woda jest także skażona mikroorganizmami szkodliwymi z punktu widzenia ludzkiego zdrowia. O bakteriach w wodzie dowiesz się więcej z poprzednich artykułów:

• Jakie bakterie mogą bytować w wodzie z własnego ujęcia?
• Bakterie E. coli w wodzie - co warto wiedzieć? Jak usuwać?

Jeśli utlenialność wody wynika z obecności w niej roślinnych związków organicznych, wartość tego parametru może mieć znaczenie pod uwagę pod warunkiem, że w wodzie występują także inne przekroczenia.

Utlenialność wody - kiedy należy redukować?

Realna potrzeba redukcji utlenialności, wbrew pozorom, nie zachodzi zbyt często. Zazwyczaj jest potrzebna w przypadku kilku procent wód położonych w płytszych warstwach. Poziom utlenialności redukuje się w sytuacji, kiedy wartość parametru przekracza dopuszczalne normy, przeszkadza w prawidłowej redukcji innych zanieczyszczeń, (np. żelaza lub manganu) lub w przypadku innych, dodatkowych wymagań wobec wody (np. w sektorze przemysłowym). 

Jak zredukować utlenialność wody?

Jeśli zachodzi potrzeba redukcji poziomu utlenialności wody, można to zrobić na jeden z kilku opracowanych sposobów. Najczęściej stosuje się procesy membranowe (systemy odwróconej osmozy, nanofiltracja), koagulację i wymianę jonową, a także filtrację mechaniczną, albo filtrację na wybranych odmianach węgla aktywnego. Należy w tym miejscu podkreślić, że nie każda z wymienionych wyżej metod będzie skuteczna w tym samym przypadku. 

W wodzie przeznaczonej do zastosowań przemysłowych, redukcja utlenialności odbywa się zazwyczaj na drodze koagulacji. Inny sposób to dozowanie utleniaczy. W tym przypadku specjaliści zdecydowanie odradzają stosowanie preparatów zawierających chlor, ze względu na powstawanie trujących związków będących produktami ubocznymi zachodzących reakcji.

Jeśli związki organiczne występują w wodzie w postaci zawiesiny, wówczas najlepiej sprawdza się filtracja mechaniczna oraz węgiel aktywny. Dowiedz się więcej: Węgiel aktywny - kiedy zastosować to złoże filtracyjne? W sytuacji,  gdy występuje także duże przekroczenie żelaza i manganu, warto rozważyć instalację stacji uzdatniania wody złożonej z kolumny węglowej oraz odżelaziacza i odmanganiacza wody. Jeśli pozwala na to skład surowej wody, świetnie sprawdzi się stacja wielofunkcyjna, która eliminuje aż pięć zanieczyszczeń jednocześnie (żelazo, mangan, jon amonowy, związki organiczne, wysoki stopień twardości wody). 

Stacje wielofunkcyjne dostępne są aktualnie na rynku w wersji dwuczęściowej oraz kompaktowej. Przykładem tych pierwszych jest seria Ecoperla Multitower (w trzech rozmiarach Ecoperla Multitower S, Ecoperla Multitower M i Ecoperla Multitower L), o której przeczytasz więcej w artykule: Ecoperla Multitower - czysta woda ze studni.  

Kompaktowe stacje wielofunkcyjne, tj. Ecoperla Multicab, wyglądem przypominające zmiękczacze wody, są umieszczone w estetycznym i wytrzymałym kabinecie z tworzywa sztucznego. Tego typu urządzenia sprawdzają się wszędzie tam, gdzie liczy się zarówno skuteczność, jak i niewielkie gabaryty urządzenia. 

Więcej na temat możliwości, jakie oferują stacje wielofunkcyjne, znajdziesz w poprzednim artykule: Stacja wielofunkcyjna - dla kogo jest przeznaczona? Przekonaj się również, jak wygląda woda po zastosowaniu urządzenia Ecoperla Multitowe M oglądając zamieszczony poniżej materiał filmowy.

Redukcja utlenialności wody pod okiem specjalistów

Utlenialność wody można skutecznie redukować na różne sposoby. Warto jednak pamiętać, że dobór właściwej metody uzdatniania nie zawsze wydaje się oczywisty na pierwszy rzut oka. Jeśli nie wiesz, od czego zacząć, nie zdawaj się na przypadek! Skorzystaj z fachowej wiedzy i doświadczenia naszych specjalistów. Napisz do nas lub zadzwoń! Pomożemy Ci znaleźć najbardziej optymalne rozwiązanie dopasowane do twoich indywidualnych potrzeb oraz wielkości domowego budżetu.