Prvo izdanje moje knjige „DEZINFEKCIJA VODE ZA PIĆE“ čiji je izdavač bilo Udruženje za tehnologiju vode iz Beogvada3 pojavilo se 1975. godine.
Potrošnja za ovim pvivu5nikoms koji još i danas nije izgubio svoju aktuelnost} i činjenica da se on više ne nalazi u prodaji, uticali su na mene da se odlučim da izdam reprint izdanje.
Na ovaj način pružena je mogućnost da ovaj priručnik nabave i one organizacije udruženog rada i kadrovi kojima je on neophodan u svakodnevnom vadu a koji do njega više nisu mogli dođi.
Molim čitaoce i korisnike ovoga priručnika da imaju u vidu da su, u međuvremenu od prve pojave knjige do danas neke naše republike i pokrajine već donele svoje bliže propise o kvalitetu i dezinfekciji vode za piće.
U Beogradu 3 decembra 1979.
Autor
Snabdevanje stanovništva dovoljnom količinom kvalitetne vode za piće zauzima najznačajnije mesto u sklopu opštih napora usmerenih na podizanje životnog standarda.
Pored izvanrednog fiziološkog značaja za život, voda igra veliku ulogu u patologiji čoveka jer se preko nje mogu preneti mnoge zarazne bolesti koje se manifestuju kao hidrične epidemije.
Pojava hidričnih epidemija je posledica nepravilnih rešenja tretiranja sirove vode, suprotno principima higijene i sanitarne tehnike. Ova vrsta epidemija javlja se i kod nas i na strani gde god je pitanje prečišćavanja, posebno dezinfekcije vode, nerešeno.
Dezinfekcija vode može se izvesti na više načina, međutim, nijedan od njih, sem hlorisanja, iz bilo kojih razloga nije našao širu primenu u praksi.
Mnoge zarazne bolesti koje se prenose preko vode posledica su grešaka u rukovanju instalacijama za hlorisanje pa je razumIjivo što stepen znanja i iskustva u eksploataciji ovih uređaja ima veliki značaj. Međutim, sasvim je evidentno da je naša stručna literatura iz oblasti sanitarne tehnike znatno oskudna, posebno u tematici dezinfekcije vode, koju ovaj priručnik obrađuje.
Iz navedenih razloga objavljujem ovu materiju koristeći literaturu i svoje iskustvo na radu u ovoj oblasti.
U ovoj knjizi naći će odgovore, na najveći broj pitanja koja se u praksi javljaju, radnici koji rade na dezinfekciji vode, stručnjaci koji rade u zavodima za zdravstvenu zaštitu, sanitarni inspektori i svi oni koji rade na kontroli i nadzoru u ovoj oblasti.
Obim knjige nije dozvoljavao da se pojedina poglavlja opširnije razmatraju, pa se za detaljnije podatke čitaoci upućuju na navedenu literaturu.
Mada sam se trudio da materiju izložim tako da bude što pristupačnija čitaocu, verujem da priručnik ima i svojih nedostataka, pa ću sa zadovoljstvom uzeti u obzir sve primedbe, predloge i mišljenja čitalaca, kako bi njegovo drugo izdanje bilo potpunije i sadržajnije.
Izražavam zahvalnost dipl. ing. Kosti Vasiljeviću i dipl. ing. pukovniku Marku Manojloviću, profesoru Vojnomedicinske akademije na korisnim primedbama pri recenziji ovog priručnika i davanju stručnih saveta u toku njegove izrade.
Zahvaljujem se, takođe, primarijusu Dr Miodragu Tipoldu, glavnom sanitarnom inspektoru SR Srbije na uvodnoj reči i toploj preporuci ove knjige našoj stručnoj sanitarno-tehničkoj javnosti.
Beograd, 1974.
Ing. Tihomir R. Rašić
Sadržaj
Uvod
Predgovor
I DEO: VODA I NJENE OSOBINE
Glava I
A) ULOGA VODE U PRIRODI
Kruženje vode u prirodi
B) OSOBINE VODE
Posledice fizičko-hemijskih osobina vode
C) VRSTE PRIRODNIH VODA
Atmosferska voda
Površinska voda
Podzemna voda
Pukotinska voda
Mineralna voda
Glava II
KVALITET VODE U PRIRODI
A) FIZICKE OSOBINE PRIRODNIH VODA
Boja
Mutnoća — izgled
Miris
Ukus
Temperatura
Sadržaj nerastvorenih materija
B) HEMIJSKE OSOBINE PRIRODNIH VODA
Bitni mikroelementi
Netoksični mikroelementi
Toksični mikroelementi
OSTALE HEMIJSKE OSOBINE PRIRODNIH VODA
Ostatak isparavanja
pH vrednost
Potrošnja kalijumpermanganata
Hloridi
Nitrati
Nitriti i amonijak
Ugljen dioksid
Sulfati
Kiseonik
Sumporvodonik
Gvožđe
Mangan
Tvrdoća vode
C) BAKTERIOLOSKE OSOBINE PRIRODNIH VODA
Glava III
NAČIN SNABDEVANJA VODOM
Potrebne količine vode
II DEO: KONDICIONIRANJE VODE
Glava IV
METODE PRECIŠĆAVANJA VODE
Taloženje
Koagulacija
Probna koagulacija
Sedimentacija
Filtracija
Aeracija
Glava V
UKLANJANJE NEPRIJATNIH UKUSA I MIRISA
Borba protiv algi
III DEO: DEZINFEKCIJE VODE ZA PIĆE
Glava VI
BOLESTI KOJE SE PRENOSE VODOM
EPIDEMIOLOGIJA ZARAZNIH BOLESTI
OPŠTI POJMOVI
CILJ DEZINFEKCIJE VODE
OBAVEZNO IZVOĐENJE DEZINFEKCIJE VODE
Glava VII
METODE I SREDSTVA DEZINFEKCIJE
Dezinfekcija vode toplotom
Ultra-ljubičasti zraci
Jod
Kalijumpermanganat
Upotreba srebra
Dezinfekcija vode ozonom
Fizičko-hemijske osobine ozona
Dobijanje ozona
Proizvodnja ozona
Način mešanja ozona i vode
Dejstvo ozona na hemijske, fizičke i bakteriološke osobine vode
Voda basena za plivanje
Merenje koncentracije ozona
Prednosti i nedostaci ozoniranja
Glava VIII
DEZINFEKCIJA VODE HLOROM I HLORNIM PREPARATIMA
DEZINFEKCIJA VODE
Faktori koji utiču na efekat dezinfekcije
Mehanizam dezinfekcije
Hlorni broj, rezidualni hlor i doza hlora
Izbor mesta za hlorisanje
Naknadno hlorisanje
Ručno hlorisanje vode
Hlorisanje vode u boci i čuturici
Hlorisanje vode kopanih bunara
Superhlorisanje vode
Dehlorisanje vode
Hlorarninisanje vode i hlorisanje na tački prevoja
DEZINFEKCIJA VODOVODNIH OBJEKATA
Dezinfekcija vodovodne mreže
Dezinfekcija rezervoara, basena i sudova
Dezinfekcija kopanih bunara
IV DEO: HLOR I HLORNI PREPARATI
HLOR I HLORNI PREPARATI KAO SREDSTVA ZA DEZINFEKCIJU VODE
Glava IX
ELEMENTARNI HLOR
Osobine hlora
Dobijanje hlora
Hlorne boce i proračun potrebnih zaliha
HLORDIOKSID
Glava X
HLORNI PREPARATI
Kalcijumhipohlorit kaporit-hiperit
Kalcijumhlorid-hipohlorit, hlomi kreč
Spravljanje rastvora hlornog kreča
Natrijumhipohlorit žavelova voda
Hloramini
LAGEROVANJE I ČUVANJE HLORNIH PREPARATA
V DEO: UREĐAJI ZA HLORISANJE VODE
UREĐAJI ZA HLORISANJE VODE
Glava XI
HLORNA STANICA
Glava XII
GASNI HLORATORI
Gasni hlorator tip »HS-1«
Funkcionisanje gasnog hloratora
Montaža gasnog hloratora
Puštanje gasnog hloratora u rad
Rukovanje i održavanje
Greške u instalaciji pod pritiskom
Gasni hlorator MB-60
Princip rada
GASNI HLORATORI STRANE PROIZVODNJE
INSTRUKCIJE ZA RUKOVAOCE GASNIM HLORATORIMA
Glava XIII
HIPOHLORINATORI
Hipohlorinator »MN-2«
Izbor veličine hipohlorinatora
Montaža hipohlorinatora
Hlorisanje gravitacionim postupkom
Hlorisanje ispred crpke na usisnoj strani
Hlorisanje na potisnoj strani crpke, hlorisanje pod pritis. Priprema uređaja za rad
Puštanje hipohlorinatora u rad
Održavanje hpohlorinatora
Hipohlorinator tip »JA«
Hipohlorinator »MM 53«
Montaža
Hipohlorinator »MM68-H/A«
Način montaže
Montaža na usisnoj cevi crpke
Montaža pri gravitacionom hlorisanju
Opis i funkcija hlorinatora »MM68 H/A«
Održavanje hipohlorinatora
Hipohlorinator »MM 73 H/A«
Funkcionisanje uređaja
Hipohlorinator »MM-66«
Tehničke karakteristike hipohlorinatora
Rezervoar za hlorni rastvor
Regulator pritiska
Dozator hlornog rastvora
Punjenje hlorinatora
Montaža hipohlorinatora
Funkcionisanje hipohlorinatora
Primena hipohlorinatora
Održavanje hlorinatora
Hipohlorinator »GNJEC«
Hipohlorinator »ING DANCEVIĆ«
IMPROVIZOVANI UREĐAJI ZA HLORISANJE VODE
REZERVNI UREĐAJ ZA HLORISANJE
INSTRUKCIJE ZA RUKOVAOCE HIPOHLORINATORIMA
VI DEO: KONTROLA PROCESA DEZINFEKCIJE VODE
Glava XIV
ODREĐIVANJE AKTIVNOSTI HLORNIH PREPARATA
Metoda titacije sa nitrijumtiosulfatom
Glava XV
BAKTERIOLOŠKI PREGLED VODE
Uzimanje uzoraka vode za bakteriološku analizu
Uzimanje uzoraka vode za hemijsku analizu
Prenošenje uzoraka vode za bakteriološku analizu
Glava XVI
KONTROLA REZIDUALNOG HLORA
Kvalitativno određivanje rezidualnog hlora
Kvantitativno određivanje rezidualnog hlora
Organoleptička metoda
Uvod
Knjiga »Dezinfekcija vode za piće« ing. Tihomira R. Rašića predstavlja značajnu novinu na polju specifične stručne literature kod nas, važan doprinos merama za poboljšanje higijenskog stanja i stručnom usavršavanju kadrova koji rade i brinu o snabdevanju vodom za piće.
Ova materija obrađivana je u našoj literaturi i stručnim časopisima ali se ovako racionalno koncentrisana, metodski razrađena nije našla na jednom mestu sa dobro postavljenim praktičnim ciljevima.
Savremeno čovečanstvo susreće se sve ozbiljnije sa problemom nedostatka dovoljne količine vode. Dovedena su u pitanje ‘lična i kolektivna higijena. Poslednjih godina uočava se i kod nas ovaj problem i čine napori da se, pored dosta urađenog, planskim merama i studijskim programima u okviru samoupravnih društvenih zajednica, obezbede potrebne koloidne higijenski ispravne vode za piće.
Brzi industrijiski i urbanistički razvoj doveli su do zagađivanja rečnih tokova i drugih prirodnih resursa tako da se naša zemlja, iako bogata vodom, našla u situaciji zabrinjavajuće deficitarnosti kvalitetne vode za piće. Prečišćavanje vode, zbog ovakvog stanja, dobija posebne dimenzije i sadržaj knjige, u ovom smislu, pojačava njenu vrednost.
Hidrične epidemije izazvane zagađenom vodom još uvek predstavljaju čestu pojavu i dovode do težih zdravstvenih i ekonomskih posledica. U izgradnji vodovoda posle rata ostvareni su krupni rezultati. Preko 85 % ovih objekata izgrađeno je u ovom razdoblju. Međutim zbog nedostatka materijalnih sredstava i neangažovanja određenih stručnjaka došlo je do propusta, počev od projektovanja, razvoja mreže do korišćenja kapaciteta. Zbog toga se javljaju stalne ili povremene nestašice vode i sve posledice koje iz toga proizilaze. Nestručno održavanje, neuredno i nepravilno hlorisanje vode još više pogoduju pojavi masovnih oboljevanja od crevnih zaraznih bolesti. Ako ovome dodamo ekstenzivan razvoj seoskih vodovoda, koji se uglavnom ne održavaju i čija će asanacija biti dugoročan zadatak, značaj i uloga ove knjige postaju još veći.
Knjiga govori o opštim karakteristikama vode, o načinu kondicioniranja i dezinfekciji, objašnjavajući sve metode dezinfekcije. Posebno mesto su u knjizi dobili uređaji i sredstva za dezinfekciju vode koji su detaljno opisani, što olakšava izbor radnicima koji neposredno rade na ovom delikatnom poslu. Razrađen je metod hlorisanja vode kao najsigurniji i najekonomičniji u našim uslovima a nije zaboravljena ni kontrola procesa dezinfekcije što je bitno za zdravstvenu sigurnost vode.
Ovu knjigu treba da koriste svi oni koji rade na objektima za snabdevanje vodom zatim organizacije za projektovanje ovih objekata. Mogu je koristiti stručnjaci u higijensko-epidemiološkoj službi, koji rade na preduzimanju mera za sprečavanje pojave zaraznih bolesti i zaštiti zdravlja uopšte. Takođe je potrebna učenicima srednjih škola za sanitarne tehničare, studentima više medicinske škole, medicinskog i građevinskog fakulteta, kao i nastavnom osoblju. Od posebne je koristi sanitarnim inspektorima kao neophodan priručnik za svakodnevne praktične mere i rešenja za sanaciju objekata za snabdevanje vodom. Knjiga je i dragocen prilog za mere u vanrednim prilikama i potrebama opštenarodne odbrane u cilju obezbeđenja higijenski ispravne vode za piće.
Prim. Dr Miodrag Tipold glavni sanitarni inspektor SR Srbije
I Deo: Voda i njene osobine
A) Uloga vode u prirodi
U samom početku nastajanja zemljine kore od elemenata vodonika i kiseonika počela se stvarati voda. Dalja istorija zemljine kore tesno je vezana sa vodom.
Minerali, nastali od tečne rastopljone mase, delimično su je uključili u svoj hemijski sastav, a delimično su vodu, očvrsnuti pod velikim pritiskam, zadržali kao vodenu paru, zajedno sa drugim gasovima. Ako se, na primer, parče granita zagreva iznad 1000°C, ono izdvaja gasove čija je zapremina mnogo puta veća od njegove sopstvene zapremine, pri čemu je veći deo tih izdvojenih gasova vodena para.
Pri daljem hlađenju zemljine kore, voda, koja je ostala nevezana, prešla je u tečno stanje li pokrila 70,8% celokupne zemljine površine koja iznosi 510,1 milion km2. Stvorena topla mora poslužila su kao sredina za začetak života, i baš izgleda u ljudima, u toku dugih geoloških epoha, stvoreni su prvi začeci žive materije. Docnije je život delimično prešao na kopno, ali je voda i dalje ostala glavna i za njegovo održanje neophodna materija.
Celokupna količina vode na zemlji ceni se na 1.359.130.400 km3. Od toga na okeane i mora otpada 1.321.319.400 km3, a na zemlju 37.811.000 km3, od čega 1.250 km3 sadrže rečni tokovi, 229.250 km3 jezera, 29.177.400 bm3 glečeri, dok podzemnu vodu čine 8.403.100 km3.
Sa vodenih površina isparava godišnje oko 958,5 km5, a sa kopna i ostrva 208,5 km3 vode.
Na vodene površine pada prosečno godišnje oko 875 km3 vodenog taloga, a na kopno oko 292 km3, od čega se oko 83,5 km3 sliva u more.
Naša zemlja, po prirodnom bogatstvu u vodi, spada u red najbogatijih zemalja u Evropi. U Jugoslaviji dotiče godišnje oko 100 milijardi m3 vode, a otiče oko 220 milijardi, što znači da se u Jugoslaviji formira oko 120 milijardi m3 vode godišnje.
Za sve vreme, u toku nama poznatih geoloških perioda, količina vode je ostala približno ista. Mada i danas teku neki procesi pri kojima se voda sjedinjuje u trajna jedinjenja, odigravaju se i obratni procesi koji ovaj gubitak kompenzuju.
U dubinskim slojevima zemljine kore, usled hemijskih reakcija koje toku pri visokim temperaturama ii pritiscima, stvaraju se »juvenilne vode« koje zatim izbijaju na površinu kao vrući i hladni izvori. I jedni i drugi se mogu stvarati i na račun podzemnih voda i često sadrže rastvorene soli i gasove. Tada se oni nazivaju mineralnim izvorima i često se koriste u medicinske svrhe. Tako se razlikuju slane, gorke, kisele, jodne i dr. vode. Ako voda prolazi kroz toplije slojeve zemlje, pa se zagreje na temperaturu koja je viša od srednje godišnje temperature kraja gde izvire, naziva se termalna voda.
Vodene mase imaju znatan uticaj na klimu zemlje. Moćne tople i hladne struje uslovljavaju klimu onih delova kontinenta pored kojih one protiču. Tako je klima Evrope tesno vezana za Golfsku struju koja, džinovskom vodenom masom od 25 miliona tona u sekundi, zagrejanom na 28°C, polazi iz Meksičkog zaliva, seče Atlanski okean, obilazi obale Engleske i Norveške i gubi se u Severnom polarnom moru.
Blaga klima zapadne Evrope prouzrokovana je uticajem Golfske struje, koja u toku cele godine sprovodi oko njene obale velike mase tople vode i na taj način ublažava oštrinu temperaturnih promena. Suprotno takvoj klimi, kontinantalna klima zemalja udaljenih od okeana karakteriše se oštrim promenama temperature u toku godine. Iz istih razloga, razlika u temperaturi dana i noći je velika u zemljama sa kontinentalnom klimom, dok je na ostrvima znatno manja.
Rastvarajući gasove iz atmosfere i prenoseći ih strujanjima na velike daljine, okean, zajedno sa vetrovima, utiče na sastav vazduha. U tom pogledu je od značaja njegova uloga u odnosu na ugljendioksid, kojeg u okeanu ima približno 8 puta više nego u atmosferi.
Vođena para, koja se nalazi u vazduhu, igra veliku ulogu u toplotnom bilansu zemljine površine. Ona propušta na zemlju veći deo sunčevih zraka, ali u znatnom stepenu smanjuje gubitke usled toplotnog zračenja zemlje d na taj način potpomaže joj da sačuva svoju toplotu.
Usled isparavanja, velike količine vode prelaze u atmosferu. Osim isparavanja sa površina mora, jezera i reka, voda isparava ii iz zemlje i biljaka. Jedno veće drvo, pomoću svog korena, izvlači iz zemlje i isparava sa površine lišća na stotine litara vode dnevno. Izračunato je da se sa celokupne zemljine lopte godišnje ispari oko 380.000 km3 vode.
Kada dospe u gornje hladne slojeve vazduha, vodena para se kondenzuje u sitne kapljice (prečnika 0,001 —0,01 mm) i stvara oblake. Premeštajući se zajedno sa vazdušnim strujanjima, oblaci odnose vodu daleko od mesta prvobitnih isparavanja i na kraju je vraćaju zemlji u obliku padavina.
Izračunato je da bi celokupna količina godišnjeg vodenog taloga prekrila zemlju slojem vode debljine 74 cm (dok bi kondenzacija celokupne vlage, ikoja se nalazi u atmosferi, dala sloj od samo 25 mm).
Kiša je upravo ta koja omogućava razvitak života skoro na celoj zemljinoj površini. U pojedinim suvim oblastima njenu ulogu na sebe preuzimaju reke. Iskorišćujući vodu ovih reka i primenjujući veštačko navodnjavanje mogu se oživeti čitave pustinje i od njih načiniti plodna polja. S druge strane, reke se koriste za dobijanje velikih količina električne energije.
Padajući u obliku kiše na planinske masive, voda se delimično zadržava u njihovim pukotinama. Zimi, led, koji se stvara pri smrzavanju vode, širi sve pukotine, razara stene i u toku vekova pretvara ih u gomilu sitnih komadića. Nalazeći se pod stalnim dejstvom vode, vazduha i temperaturnih promena, ovi komadići se sve više drobe a kiša izvlači iz njih sve rastvorljive sastavne delove i odnosi ih, zajedno sa suspendovanim nerastvorna), u reke. Ovde se suspendovane čestice raspoređuju prema specifičnoj težini. Najpre se taloži pesak, dok se godinama taloži dalje na mestima gđe je tok reke sporiji. Tako se stvaraju velika ležišta peska d gline, usled čega se dno rake izdrže, pa se i sama reka premešta, stvarajući sobi put u drugom pravcu.
Ako razrušena stena, osim peska d gline, sadrži i neke druge nerastvorljive materije, voda i njih raspoređuje po specifičnoj težini. Tako se stvaraju ležišta nekih korisnih kopova npr. zlata. Njegove specifički teže čestice talože se zajedno sa krupnijim zrnima peska, blizu mesta raspadanja stena.
Najsitnije suspendovane čestice u rečnoj vodi, tzv. mulj, ponekad se sastoje od materija neophodnih za ishrani biljaka. Ovde dolazi do izražaja značaj prolećnog izlivanja pojedinih reka, jer se pri tom mulj taloži po okolnim poljima povećavajući njihovu plodnost. Po ovom je dobro poznata uloga izlivanja reke Nila.
Reona voda vezuje iz vazduha znatne količine ugljendioksida koji je u stanju (zahvaljujući hemijskim reakcijama) da rastvori razne stene preko kojih prolazi rečno korito. Zato se sa približavanjem moru povećava količina rastvorenih materija u rečnoj vodi, tako da reke donose u more nekoliko milijardi tona soli godišnje.
Količina soli u morskoj vodi je mnogo veća nego u rečnoj. U okeanima ta količina iznosi u proseku 3,5%, a menja se u zavisnosti od količine vode koja se u njih uliva :i klimatskog pojasa. Salinitet Sredozemnog mora iznosi 3,9%, dok salinitet Baltičkog mora iznosi svega 0,5%.
U okeanima :su različito zastupljeni skoro svi hemijski elementi. Takođe se na primer u jednoj toni morske vode nalazi 0,000004 mg zlata.
Usled raznih tektonskih poremećaja, mora su u toku istorije zemljine kore menjala svoja mesta, a samim tim i geografsku kartu zemlje.
Po svim morima i većim rekama odvija se veoma živ saobraćaj, u njima buja biljni i životinjski svet neophodan čoveku; reke d jezera negde predstavljaju jedine izvore za snabdevanje vodom, tako da voda igra neprocenjivu ulogu u životu i privredi celoga sveta.
Kruženje vode u prirodi
Već je napomenuto da je količina vode, od njenog nastanka sve do današnjeg dana, ostala praktično nepromenjena, bez obzira što se u prirodi odigravaju hemijske reakcije pri kojima se voda trajno vezuje, jer istovremeno u prirodi teku i obratne reakcije ikoje ovaj gubitak nadoknađuju.
Voda, pod uticajem temperature, isparava sa vodenih površina, kopna i biljaka, i dižu se u atmosferu, stvara oblake. Nalaze i na hladniju sredinu, ona se, u zavisnosti od temperature, kondenzuje i vraća ,na zemlju u obldbu padavina kao kiša, sneg, led, rosa, slana ili inje. Ovako na zemlju dospela voda, jednim delom ponovo isparava, drugim delom ponire pod zemlju, a ostalim delom se kreće po zemljinoj površini dok ne dospe do reka kojima otiče ka jezerima i morima, odakle se takođe u jednoj količini ponovo isparava.
Ovaj proces: isparavanje vode, kondenzovanje i vraćanje u vidu atmosferskih padavina, njeno kretanje po zemljinoj površini i kroz tle i ponovo isparavanje, neprekidno se obnavlja i naziva se kružni tok vode u prirodi.
Šema kružnog toka vode u prirodi prikazna je na sl. 1.
Izostavljeno iz prikaza
Neprekidnim kruženjem vode u prirodi, koje je prouzrokovano solarnom energijom, voda menja samo svoja agregatna stanja, dok njena ukupna količina ostaje uvek praktično ista. Prerađena ili ne, ona se koristi pre svega za snabdevanje stanovništva vodom za piće i domaće potrebe, zatim za snabdevanje industrije, grejanje i hlađenje, snabdevanje poljoprivrednih dobara vodom za piće i za navodnjavanje, za plovidbu i ribogojstvo, turizam d rekreaciju, te se bez nje me može zamisliti opstanak živog sveta.
B) Osobine vode
U fizičko-hemijskom pogledu voda je jedinjenje u tečnom obliku. Sastoji se od 11,11 težinskih delova vodonika i 88,89 delova kiseonika. Pri njenom stvaranju iz elemenata jedna zapremina kiseonika jedini se sa dve zapremine vodonika. U istom odnosu stoje i zapremine dobijenih gasova pri razlaganju vode na sastavne elemente.
Osnovna hemijska formula vode je H2O. U tečnom stanju voda je asosovana, tj. pored prostih molekula sadrži i složene što odgovara opštoj formuli (H20)x. Slični molekulski agregati stvaraju se sve vreme !i ponovo raspadaju, što se može izraziti na sledeći način:
XH2O ↔ (H2O)X
Voda je po pravilu bez ukusa i mirisa. U plitkim slojevima je bezbojna, a u dubljim ima zelenkasto-plavu boju.
Suprotno svira materijama, čija gustina pri hlađenju raste, voda pri 760 mm vazdušnog pritiska ima najveću gustinu na +4°C i najveću težinu (1 lit = 1 kg).
Slika 2 — Promena gustine vode sa temperaturom
Izostavljeno iz prikaza
Pri zagrevanju preko +4°C voda se širi i to toliko više ukoliko je viša temperatura. Ako se ohladi ispod 0° C, voda prelazi iz tečnog u čvrsto stanje. Pri smrzavanju, voda se širi za 1/11 svog volumena, tj. za oko 9%. Specifična težina leda je 0,92 tj. on je lakši od vode pa je ova činjenica od značaja za život prirode. Zahvaljujući njoj, stvoreni led ostaje na površini vode i to tako da se 1/11 zapremine ledene mase nalazi iznad vode. Iz tog razloga se voda zamrzava od površine, a ne od dna, pa se na ovaj način dublji slojevi vode štite od daljeg hlađenja. Ako bi led bio teži od vode, sve reke, jezera i mora umerenog i hladnog pojasa bila bi jedna ledena masa koja bi se topila preko leta samo na površini, a život u njima bio bi nemoguć.
Slično gustini, osobine vode su i u ovom pogledu nenormalne, tj. ne pokoravaju se opštem pravilu, jer je kod ostalih materija gustina u čvrstom stanju veća.
Kada se zagreva preko 100 C pri 760 mm vazdušnog pritiska, voda prelazi iz tečnog u gasovito stanje. Temperatura ključanja povećava se sa povećanjem pritiska. Tako npr. na vrhu Montblana, gde je visina 4.807 metara (0,56 atm) voda ključa na 85°C. Na pritisku od 1 atm voda ključa na 100=C.
Za zagrevanje vode potrebno je utrošiti veću količinu toplote nego za zagrevanje iste količine neke druge čvrste ili tečne materije za isti broj stepeni. Obratno, pri hlađenju, voda oslobađa veću količinu toplote nego i9ta količina ma koje druge čvrste ili tečne materije. To znači da voda ima veću specifičnu toplotu od svih drugih čvrstih ili tečnih materija.
Pri prelazu iz tečnog u čvrsto stanje oslobađa se za 1 gram čiste vode 79 kalorija. Da bi se 1 gram vode pretvorio u paru pri 760 mm vazdušnog pritiska, potrebno je da se utroši 536,5 kalorija. Voda je loš provodnik toplote.
Da bi se 1 kg vode zagrejao za 1°C (od 14,5°C na 15,5CC) pri 760 mm vazdušnog pritiska, potrebno je utrošiti toplotu od 1 kilo-kalorije (1 kilo-kalorija = 1000 kalorija).
Pri hlađenju nezasićenog vazduha vodenom parom, postepeno dolazi do stanja njegove zasićenosti, posle čega suvišna vodena para počinje da se izdvaja u obliku magle, ili, pri naglom hlađenju u obliku kiše. Ako se ceo proces odvija na nižim temperaturama dobija se slana, led ili sneg.
Kao i voda, i led može da isparava. Dobro je poznato, na primer, da se mokro rublje suši čak i na velikim mrazevima. Isto tako je utvrđeno da u zimskom periodu ispari do 30% od celokupnog napadanog snega. Jasno je da je isparavanje leda mnogo sporije.
Ako se vrlo čista voda, oslobođena od gasova, ravnomerno greje ili hladi bez potresa, onda se ona može pregrejati iznad 100 C (čak do 200 C), a da ne proključa, odnosno hladiti do —72°C a da se ne zamrzne. Ako se ovako pregrejana voda samo promeša, ona odjednom počinje burno da ključa, ili, ako se u prehlađenu vodu ubaci komadić leda, ona se odmah zaledi.
Mnoge fizičke konstante izvedene su tako što je za osnov uzeta voda.
Praktično, voda se smatra kao nestišljiva 4 neelastična tečnost. Stišljivost vode zavisi od pritiska li temperature. Na niskoj temperaturi (0—10 C) i malom pritisku (1 atm) voda se stisne za 1/50,000.000 deo svoje zapremine.
Voda lima veliku moć rastvaranja koja, opet, zavtisi od pritiska i temperature. Uopšte uzev, gasovi se lakše srastvaraju u hladnoj, a čvrste materije u toploj vodi. Na pritisku od 2 atm voda prima dvostruku, a kod 3 atm trostruku količinu gasa prema onoj pri pritisku vazduha od 1 atm. Kada se pritisak smanji, višak gasa odmah izlazi iz vode.
Posledice fizičko-hemijskih osobina vode
Fizičko-hemijske osobine vode su veoma važne sa aspekta snabdevanja vodom.
Voda u prirodi nije hemijski ista već sadrža, prema svom poreklu, rastvorene i nerastvorene materije, koloide, bakterije, mikroorganizme itd.
Usled toga što je gustina vode najveća pri +4°C, hladnija voda pada naniže, a toplija se diže nagore dok temperatura cale vodene mase ne dostigne +4°C. Pri daljem hlađenju na površini, voda koja se ohladila ‘ispod +4°C, .postala je lakša i ostaje na površini, a voda od +4°C kao teža ostaje u dubini ispod površine. Prema tome, dalje strujanje ohlađene vode prema dole prestaje. Zbog male toplotne provodljivosti vode, dalje prodiranje hladnoće na veću dubinu vrši se lagano, tako da se površinske vode (koje su dovoljno duboke) ne zamrzavaju do dna.
Zbog povećanja svog volumena za oko 9%, voda pri smrzavanju ima razornu moć. Boca napunjena vodom d dobro začepljena prsnuće ako se izloži niškoj temperaturi da se voda u njoj smrzne.
Usled ove osobine vode, u prirodi dolazi do razaranja stena te se u tehnici ova osobina koristi kao sredstvo za razaranje, a posebno je važno da iz istih razloga zanima dolazi do prskanja vodovodnih cevi, pa se zahteva njihova naročita zaštita.
Zbog neznatne stišljivosti vode, može se u cevovodu, koji je napunjen vodom bez i malo vazduha, znatno povećavati pritisak utiskivanjem u njega malih količina vode. Obratno, pritisak naglo opada pri neznatnom oduzimanju vode. Nasuprot vodi, gasovi i vazduh su stišljivi. Kod cevnih vodova, iz kojih vazduh nije izvučen potpuno, za vreme probe na pritisak, pri eventualnim nedostacima u zaptivanju, pritisak se smanjuje sasvim lagano. Zbog toga, za besprekorno ispitivanje, treba prethodno iz cevnog voda brižljivo .ispustiti vazduh.
C) Vrste prirodnih voda
Voda se u prirodi ne pojavljuje u hemijski oistom obliku, jer na svom putu dolazi u dodir, rastvara i prima različite organske i neorganske materije, čija količina može znatno da varira. Od količine i vrste ovih sastojaka zavise karakteristike vode, koja se, prema svojoj prirodi, može podeliti na atmosfersku, površinsku i podzemnu.
Atmosferska voda je voda svih padavina kao što su kiša, sneg, led, itd. Atmosferska voda po pravilu ne sadrži rastvorene soli, već najčešće rastvorene gasove iz atmosfere sa kojima dolazi u dodir, kao što su kiseonik d ugljendioksid. Od čvrstih materija sadrži nešto prašine ii čadi, a u blizini mora i nešto soli. Ova voda spada u red vrlo mekih voda jer na svome putu ne dolazi u dodir sa mineralnim materijama koje, rastvorene u vodi, daju vodi tvrdoću. Ona se za piće upotrebljava u krajevima gde nema druge vode, uglavnom na području krasa. U higijenskom pogledu je dobra za piće, ali je, naročito zbog njene mekoće, bljutavog ukusa.
Površinska voda je ona koja teče ili leži na površini tla (potoci, reke, prirodna ii veštačka jezera, mora). Ova voda nastaje iz atmosferske vode i to jednim delom od one koja direktno padne na njenu površinu, a drugim, koja se u nju slije sa površine tla.
Kako je površinska voda u stalnom dodiru sa površinom zemlje to je obogaćena suspendovanim organskim i neorganskim materijama i obično je manje — više zamućena.
Površinska voda je za piće ukusnija od atmosferske. Nedostatak joj je što preko leta ima dosta visoku, a zimi dosta nisku temperaturu.
Danas, s obzirom na malu zalihu podzemnih voda, površinska voda se sve više koristi za piće, uz prethodno prečišćavanje d dezinfekciju.
Podzemna voda nastaje delom od infiltracije padavina i vode iz površinskih vodnih tokova do vodonepropusnih slojeva, gde se nastavlja lagano kretanje u pravcu nagiba terena.
Podzemna voda se nalazi u slojevima propusnog materijala i takav sloj se zove vodonosni. U vodonosnim slojevima ne bi se voda mogla zadržati ako oni ne bi ležali na vodo nepropusnim slojevima koji se sastoje od gline, ilovače, laporca i dr. Prema tome, vodonosni sloj je zapravo sloj propusnog materijala koji leži na nepropusnom sloju. Ako je vodonosni sloj pokriven vodonepropusnim slojem, onda će atmosferska voda infiltracijom samo nakvasiti taj sloj, ali neće moći da se kroz njega procedi u vodonosni sloj. Na taj način će voda u vodonosnom sloju ostati zaštićena od zagađenja sa površine terena. Takvi pokrivni vodonepropusni slojevi nazivaju se zaštitnim slojevima.
Često se, idući od površine terena u duboku, naizmenično ređaju propusni i nepropusni slojevi, tako da može na nekom mestu biti dva ili više vodonosnih slojeva, jedan ispod drugog, koji su međusobno odvojeni vodonepropusnim slojevima.
Podzemna voda se vrlo sporo kreće i duže vremena ostaje u prisnom kontaktu sa raznim mineralnim materijama, od kojih jedan deo rastvara i nosi sa sobom, pa postaje manje ili više mineralizovana. Ako se «a taj način obogaćuje solima kalcijuma i magnezijuma dobija karakter tvrdih voda.
Površinska voda se, prolazeći kroz podzemlje, oslobađa suspendovanog materijala prirodnom filtracijom, tako da je u podzemlju voda potpuno bistra d sa manje bakterija.
Ako vodonepropusni sloj na nekom mestu izbija na površinu terena, voda iznad tog sloja takođe će izbiti na površinu, u vidu izvorske vode. Ovde se podzemna voda dobija prirodnim putem, dok se u ostalim slučajevima ona dobija samo veštački kopanjem ili bušenjem bunara.
Ako je podzemna voda zaštićena solidnim vodonepropusnim slojem, onda je ona u zdravstvenom pogledu najpouzdanija za piće, pa je treba iskoristiti gde god je to moguće.
Posebna vrsta podzemnih voda u našoj zemlji je pukolinska voda, voda kraških predela. Ova voda nastaje dolaskom vode sa površine kroz pukotine i naprsline, nastavljajući dalje kretanje ispod površine tla, kroz podzemne kanale i pećine.
Pukotinska podzemna voda nalazi Se na čitavom području našeg krasa (Istra, Hrvatsko primorje, Dalmacija sa ostrvima, deo Slovenije, Gorski Kotar, Kordun, Lika, zapadni i jugozapadni deo Bpsne, veći deo Hercegovine i deo Crne Gore).
Pukotinska voda se u mnogome razlikuje od opisane podzemne vode — nazvane »temeljnica«. Ona ne teče kroz slojeve zrnastog materijala kao voda temeljnica, već podzemnih šupljinama, i to mnogo brže od vode temeljnice. Dok se brzina podzemne vode temeljnice kreće svega do nekoiiko metara na dan, pukotinska voda pređe nekoliko stotina metara do nekoliko kilometara na dan.
Prema tome, pukotinska voda je po svom postanku »mlada voda«, jer mije imala dovoljno vremena da se u zemljištu prečišćava mehaničkom filtracijom.
Kao zaključak može se reći da pukotinska voda, po svojim osobinama i kvalitetu, odgovara površinskim vodama, samo sa tom razlikom što teče u podzemnim koritima. Često se muti jer sadrži suspendovane mineralne d organske materije, a u baktariološkom pogledu najčešće je sumnjiva. U prirodnom stanju, ova voda je za piće nepouzdana i, ako se ovakva voda kratko vreme posle kiše zamuti li kaličinski ojača, onda se bez prečišćavanja uopšte ne sme upotrebiti za piće.
Mineralne vode. Kao mineralne vode, prema literaturnim podacima, smatraju se sledeće:
- vode sa najmanje 1.000 mg/lit čvrstih, rastvorenih sastojaka;
- vode sa najmanje 250 mg/lit slobodne ugljene kiseline;
- vode sa retkim, farmakaloški važnim sastojcima, kao što su brom (Br), jod (J), arsen (As), fluor (F), sumpor (S), radijum (Ra), gvožđe (Fe) itd.;
- vode sa najmanje 20°>C temperature na izvoru.
Naša zemlja je veoma bogata mineralnim vodama koje se najčešće koriste u svrhe hospitalizacije i medicinske rehabilitacije.