Gravity: KnowFlow Κιτ κατασκευής συστήματος παρακολούθησης ποιότητας νερού

Γιατί είναι σημαντική η αγωγιμότητα;

Παράγοντες που επηρεάζουν τον όγκο του νερού (όπως ισχυρή βροχή ή εξάτμιση) επηρεάζουν την αγωγιμότητα. Η απορροή ή η πλημμύρα σε εδάφη με υψηλή περιεκτικότητα σε άλατα ή μέταλλα μπορεί να προκαλέσει αύξηση της αγωγιμότητας παρά την αύξηση της ροής του νερού.
Η αγωγιμότητα, ιδίως η ειδική αγωγιμότητα, είναι μία από τις πιο χρήσιμες και κοινώς μετρημένες παραμέτρους ποιότητας του νερού. Τα περισσότερα υδάτινα σώματα διατηρούν μια αρκετά σταθερή αγωγιμότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση σύγκρισης με τις μελλοντικές μετρήσεις. Σημαντική αλλαγή, είτε οφείλεται σε φυσικές πλημμύρες, εξάτμιση ή τεχνητή ρύπανση μπορεί να είναι πολύ επιζήμια για την ποιότητα των υδάτων.

Το θαλασσινό νερό δεν μπορεί να συγκρατήσει τόσο διαλυμένο οξυγόνο όσο το γλυκό νερό λόγω της υψηλής αλατότητάς του. Η αγωγιμότητα και η αλατότητα έχουν ισχυρή συσχέτιση.
Η αλατότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική καθώς επηρεάζει τη διαλυτότητα του διαλυμένου οξυγόνου. Όσο υψηλότερο είναι το επίπεδο αλατότητας, τόσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου. Το οξυγόνο είναι περίπου 20% λιγότερο διαλυτό στο θαλασσινό νερό από ό, τι στο γλυκό νερό στην ίδια θερμοκρασία.

Ανοχή υδρόβιων οργανισμών

Οι περισσότεροι υδρόβιοι οργανισμοί μπορούν να ανεχθούν μόνο ένα συγκεκριμένο εύρος αλατότητας. Η φυσιολογική προσαρμογή κάθε είδους καθορίζεται από την αλατότητα του περιβάλλοντος χώρου του. Τα περισσότερα είδη ψαριών είναι αποκλειστικά γλυκού νερού ή αποκλειστικά αλμυρού νερού. Ωστόσο, υπάρχουν μερικοί οργανισμοί που μπορούν να προσαρμοστούν σε μια σειρά από αλατότητες.
Ορισμένοι υδρόβιοι οργανισμοί μπορεί ακόμη και να είναι ευαίσθητοι στην ιοντική σύνθεση του νερού. Η εισροή συγκεκριμένου άλατος μπορεί να επηρεάσει αρνητικά ένα είδος, ανεξάρτητα από το εάν τα επίπεδα αλατότητας παραμένουν εντός ενός αποδεκτού εύρους.

Οι ανοχές αλατότητας εξαρτώνται από τις οσμωτικές διεργασίες εντός ενός οργανισμού. Τα ψάρια και άλλα υδρόβια ζώα που ζουν σε γλυκό νερό (χαμηλή αγωγιμότητα) είναι υπερωσμωτικά. Το υπεροσμωτικό καθορίζει την ικανότητα ενός κυττάρου να εξαλείφει το νερό και να συγκρατεί τα ιόντα. Έτσι, αυτοί οι οργανισμοί διατηρούν υψηλότερες εσωτερικές συγκεντρώσεις ιοντικών από το περιβάλλον νερό. Στην άλλη πλευρά του φάσματος, οι οργανισμοί αλμυρού νερού (υψηλής αγωγιμότητας) είναι υποσωματικοί και διατηρούν χαμηλότερη εσωτερική ιοντική συγκέντρωση από το θαλασσινό νερό. Η αλλαγή της αγωγιμότητας του περιβάλλοντος με αύξηση ή μείωση των επιπέδων αλάτων θα επηρεάσει αρνητικά τις μεταβολικές ικανότητες των οργανισμών.

Η αλλαγή αγωγιμότητας μπορεί να δείξει ρύπανση
Το λάδι ή οι υδρογονάνθρακες μπορούν να μειώσουν την αγωγιμότητα του νερού.
Μια ξαφνική αύξηση ή μείωση της αγωγιμότητας σε ένα σώμα νερού μπορεί να υποδηλώνει ρύπανση. Η γεωργική απορροή ή η διαρροή λυμάτων θα αυξήσει την αγωγιμότητα λόγω των πρόσθετων ιόντων χλωριδίου, φωσφορικών και νιτρικών. Η διαρροή ελαίου ή η προσθήκη άλλων οργανικών ενώσεων θα μειώσει την αγωγιμότητα καθώς αυτά τα στοιχεία δεν διασπώνται σε ιόντα. Και στις δύο περιπτώσεις, τα πρόσθετα διαλυμένα στερεά θα έχουν αρνητικό αντίκτυπο στην ποιότητα του νερού.

pH και Υδρόβιοι οργανισμοί

Εάν το pH του νερού είναι πολύ υψηλό ή πολύ χαμηλό, οι υδρόβιοι οργανισμοί που ζουν μέσα σε αυτό θα πεθάνουν. Το pH μπορεί επίσης να επηρεάσει τη διαλυτότητα και την τοξικότητα των χημικών και βαρέων μετάλλων στο νερό. Η πλειονότητα των υδρόβιων πλασμάτων προτιμά ένα εύρος pH 6,5-9,0 . Καθώς τα επίπεδα του pH απομακρύνονται από αυτό το εύρος (πάνω ή κάτω) μπορεί να επηρεαστούν τα ζωικά συστήματα και να μειωθούν τα ποσοστά επώασης και επιβίωσης.  Όσο πιο ευαίσθητο είναι ένα είδος, τόσο περισσότερο επηρεάζεται από τις αλλαγές στο pH. Εκτός από τις βιολογικές επιπτώσεις, τα ακραία επίπεδα pH συνήθως αυξάνουν τη διαλυτότητα των στοιχείων και των ενώσεων. Οι τοξικές χημικές ουσίες γίνονται πιο «κινητές» αυξάνοντας έτσι τον κίνδυνο απορρόφησης από τους υδρόβιους οργανισμούς.

Ποιος Επηρεάζεται ;

Τα υδρόβια είδη δεν είναι τα μόνα που επηρεάζονται από το pH. Ενώ οι άνθρωποι έχουν υψηλότερη ανοχή για τα επίπεδα του pH (τα επίπεδα πόσιμων κυμαίνονται από 4-11 με ελάχιστο γαστρεντερικό ερεθισμό), εξακολουθούν να υπάρχουν ανησυχίες. Οι τιμές pH μεγαλύτερες από 11 ή κάτω από 4 μπορούν να προκαλέσουν ερεθισμούς του δέρματος και των ματιών . Η τιμή pH κάτω από 2,5 θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη στο δέρμα και τα όργανα. Τα χαμηλότερα επίπεδα pH αυξάνουν τον κίνδυνο κινητοποίησης τοξικών μετάλλων που μπορούν να απορροφηθούν.Επίπεδα άνω του 8,0 δεν μπορούν να απολυμανθούν αποτελεσματικά με χλώριο, προκαλώντας άλλους έμμεσους κινδύνους. Επιπλέον, τα επίπεδα pH εκτός των 6,5-9,5 μπορούν να προκαλέσουν ζημιά και να διαβρώσουν π.χ. σωλήνες , αυξάνοντας περαιτέρω την τοξικότητα των βαρέων μετάλλων.

Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που μπορούν να επηρεάσουν το pH στο νερό, φυσικοί και τεχνητοί. Οι περισσότερες φυσικές αλλαγές συμβαίνουν λόγω αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον (ιδιαίτερα ανθρακικές μορφές) και άλλα υλικά. Το pH μπορεί επίσης να κυμαίνεται με καθίζηση (ειδικά όξινη βροχή) και απόβλητα λυμάτων ή εξόρυξης. Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις CO2 μπορούν να επηρεάσουν τα επίπεδα του pH.

Διοξειδιο του Άνθρακα

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι η πιο κοινή αιτία οξύτητας στο νερό. Η φωτοσύνθεση, η αναπνοή και η αποσύνθεση συμβάλλουν όλες στις διακυμάνσεις του pH λόγω των επιδράσεών τους στα επίπεδα του CO2.
Τα ανθρακικά υλικά και ο ασβεστόλιθος είναι δύο στοιχεία που μπορούν να ρυθμίσουν τις αλλαγές του pH στο νερό. Το ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) και άλλα δισανθρακικά άλατα μπορούν να συνδυαστούν τόσο με υδρογόνο όσο και με υδροξυλικά ιόντα για να εξουδετερώσουν το ρΗ. Όταν υπάρχουν ανθρακικά ορυκτά στο έδαφος, η ρυθμιστική ικανότητα (αλκαλικότητα) του νερού αυξάνεται .Έτσι διατηρείται το pH του νερού κοντά στο ουδέτερο ακόμα και όταν προστίθενται οξέα ή βάσεις. Επιπλέον ανθρακικά υλικά πέρα ​​από αυτό μπορούν να κάνουν το ουδέτερο νερό ελαφρώς βασικό.

Ανθρωπογενείς Αιτίες

Οι ανθρωπογενείς αιτίες των διακυμάνσεων του pH συνήθως σχετίζονται με τη ρύπανση. Η όξινη βροχή είναι ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα ανθρώπινης επιρροής στο pH του νερού. Οποιαδήποτε μορφή καθίζησης με επίπεδο pH μικρότερο από 5,0 είναι γνωστή ως όξινη βροχή. Αυτή η καταβύθιση προέρχεται από την αντίδραση του νερού με οξείδια του αζώτου, οξείδια του θείου και άλλες όξινες ενώσεις, μειώνοντας το ήδη ελαφρώς όξινο pH του. Αυτές οι εκπομπές προέρχονται συνήθως από εργασίες εξόρυξης και τήξης ή καύσης ορυκτών καυσίμων . Εξαιρετικά υψηλά επίπεδα CO2 μπορεί επίσης να μειώσει περαιτέρω το pH της βροχής.

Οι επιβλαβείς επιδράσεις γίνονται αισθητές όταν το pH του νερού πέσει κάτω από 5,0 ή αυξηθεί πάνω από 9,6. Οι κακές επιδράσεις που οφείλονται στην οξίνιση είναι πιο έντονες στα ψάρια αλμυρού νερού λόγω της προσαρμογής τους σε υψηλότερο pH. Όταν το pH είναι κάτω από τα βέλτιστα επίπεδα, τα ψάρια γίνονται ευαίσθητα σε μυκητιασικές λοιμώξεις και άλλες σωματικές βλάβες. Καθώς μειώνεται το pH του νερού, μειώνεται η διαλυτότητα του ανθρακικού ασβεστίου, εμποδίζοντας την ανάπτυξη του κελύφους σε υδρόβιους οργανισμούς. Γενικά, η αναπαραγωγή των ψαριών επηρεάζεται σε επίπεδα pH κάτω από 5,0. Τα ψάρια αρχίζουν να πεθαίνουν όταν το pH πέσει κάτω από 4,0.

Που Επηρεάζουν τα Χαμηλά επίπεδα pH ;

Τα χαμηλά επίπεδα pH μπορούν να ενθαρρύνουν τη διαλυτότητα των βαρέων μετάλλων. Καθώς αυξάνεται το επίπεδο των ιόντων υδρογόνου, μεταλλικά κατιόντα όπως αλουμίνιο, μόλυβδος, χαλκός και κάδμιο απελευθερώνονται στο νερό αντί να απορροφούνται στο ίζημα. Καθώς αυξάνονται οι συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων, αυξάνεται επίσης η τοξικότητά τους. Το αλουμίνιο μπορεί να περιορίσει την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή ενώ αυξάνει τα ποσοστά θνησιμότητας σε συγκεντρώσεις τόσο χαμηλές όσο 0,1-0,3 mg / L. Επιπλέον, κινητοποιημένα μέταλλα μπορούν να ληφθούν από οργανισμούς κατά την αναπνοή, προκαλώντας φυσιολογικές βλάβες. Αυτό είναι ιδιαίτερα επιζήμιο για είδη όπως η ιριδίζουσα πέστροφα.