Analiza Odabranih Elemenata U Vodi U Pogonima Za Pripremu Vode Za Piće U Beogradu
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Analiza odabranih elemenata u vodi u pogonima za pripremu vode za piće u Beogradu Davor Z. Antanasijević1, Nataša A. Lukić2, Viktor V. Pocajt1, Aleksandra A. Perić-Grujić1, Mirjana Đ. Ristić1 1Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd, Srbija 2JKP Beogradski vodovod i kanalizacija, Beograd, Srbija Izvod U ovom radu ispitivan je sadržaj aluminijuma, bora, hroma, mangana, kobalta, nikla, bakra, STRUČNI RAD cinka, arsena, kadmijuma, barijuma i olova u sirovoj vodi i vodi za piće koju koristi, odnos- no isporučuje potrošačima Javno komunalno preduzeće Beogradski vodovod i kanalizacija. UDK 628.1.033:543.3 Ispitano je ukupno 14 uzoraka sa svih pogona za pripremu vode koja su u sastavu Beograd- skog vodovoda i kanalizacije. Analiza uzoraka je rađena primenom indukovano spregnute plazme sa masenom spektrometrijom. Cilj istraživanja je bio da se ispita efikasnost procesa Hem. Ind. 65 (2) 187–196 (2011) za pripremu vode za piće koji se primenjuju u pogonima Beogradskog vodovoda i kanali- zacije. Iako su koncentracije pojedinih elemenata u sirovoj vodi bile u širokom opsegu doi: 10.2298/HEMIND101027001A vrednosti i znatno se razlikovale u podzemnim i rečnim vodama, u uzorcima vode za piće koncentracije svih ispitivanih elemenata bile su niže od maksimalno dozvoljenih koncen- tracija propisanih zakonskom regulativom Republike Srbije. Ključne reči: Voda za piće • Elementi u tragovima • Beograd • ICP-MS Dostupno na Internetu sa adrese časopisa: http://www.ache.org.rs/HI/ Voda je jedan od osnovnih, neophodnih, uslova za koje je neophodno preraditi do nivoa kvaliteta vode za opstanak i razvoj živih organizama na Zemlji. Danas se piće [2]. velike količine vode troše u poljoprivredi, zanatstvu, in- Snabdevanje Beograda vodom uglavnom je iz reke dustriji, kao i za zadovoljavanje svakodnevnih potreba Sava. Odnos podzemne i površinske vode je 70:30, a stanovništva za čistom i bezbednom vodom za piće. Za- osnovu snabdevanja podzemnim vodama čine bunari u gađenje vode se može zapaziti po lošem ukusu, neprija- priobalju Save i na Adi Ciganliji. Kod ovakvog tipa izvo- tnom mirisu, naglom povećanju vodenih algi, izumira- rišta karakteristično je neposredno prihranjivanje izdani nju riba, pojavi ulja po površini i sl. Zavisno od porekla rečnim tokom. Rečna voda zahvata se sa dve crpne sta- zagađenja i načina na koje prouzrokuju zagađenje, za- nice: iz reke Save za potrebe pogona Makiš i Bele vode gađujuće materije vode se mogu svrstati u više grupa: potiskuje se oko 3.000 dm3/s; iz Dunava se zahvata 40– otpadni materijali koji troše kiseonik, uzročnici bolesti, –60 dm3/s za pogon Vinča [3]. sredstva koja podstiču razvitak biljnog sveta u vodi, ne- U sistemu Javnog komunalnog preduzeća Beograd- organska jedinjenja, sedimenti, sintetička organska je- ski vodovod i kanalizacija voda se prečišćava u pet po- dinjenja, nafta i njeni derivati, radioaktivne supstance i strojenja za prečišćavanje: Bele vode, Banovo brdo, Be- toplota [1]. žanija, Makiš i Vinča. Postrojenja Banovo brdo, Bežanija Stalna kontrola kvaliteta površinskih voda u Repu- i deo pogona Bele vode prerađuju podzemnu vodu, a blici Srbiji obavlja se radi procene kvaliteta vodotokova, priprema vode se vrši aeracijom, filtracijom i hlorisa- praćenja trenda zagađenja i očuvanja kvalitetnih vodnih njem. Drugi deo postrojenja Bele vode, Makiš i Vinča resursa. Ispitivanja kvaliteta vode na izvorištima i aku- prerađuju rečnu vodu; proces obrade sirove rečne vode mulacijama služe za ocenu ispravnosti voda za potrebe uključuje sledeće operacije: koagulacija-flokulacija, ta- vodosnabdevanja i rekreacije građana, s ciljem zaštite loženje, filtracija i hlorisanje, a u pogonu Makiš se po- izvorišta i zdravlja stanovništva [2]. red navedenih operacija vrši i ozonizacija pre filtracije. Danas podzemne vode obezbeđuju 75% potreba za Prilikom bistrenja vode (koagulacija–flokulacija) u vodu vodom u domaćinstvima i industriji u Republici Srbiji. se dodaje kao koagulant aluminijum-sulfat, a kao floku- Resursi podzemnih voda biće preovlađujući tip izvora za lant polielektrolit. Pored navedenih supstanci dodaje se vodosnabdevanje stanovništva i industrije u našoj zem- i bakar-sulfat kao algicid. lji i u narednom periodu, a njihov kvalitet je veoma ne- Elementi u tragovima mogu biti esencijalni za ljudski ujednačen i varira od voda visokog kvaliteta do onih život, poput Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Se i Zn, i poten- cijano toksični, kao Ag, Al, As, Cd, Pb i Ni [4]. Međutim, Prepiska: D.Z. Antanasijević, Tehnološko–metalurški fakultet, Uni- kako nedostatak, tako i povišene koncentracije esen- verzitet u Beogradu, Karnegijeva 4, Beograd, Srbija. cijalnih elemenata, mogu imati negativan uticaj na E-pošta: [email protected] zdravlje ljudi [5]. Rad primljen: 27. oktobar, 2010 Rad prihvaćen: 10. januar, 2011 187 D.Z. ANTANASIJEVIĆ i sar.: ANALIZA ELEMENATA U VODI ZA PIĆE U BEOGRADU Hem. ind. 65 (2) 187–196 (2011) U ovom radu ispitivan je sadržaj aluminijuma, bora, čije su koncentracije redom 40, 40, 100, 40, 10, 10, 10, hroma, mangana, kobalta, nikla, bakra, cinka, arsena, 20, 20, 100, 10, 20, 40, 100, 100, 40 i 100 ppm. Pripre- kadmijuma, barijuma i olova u sirovoj vodi i vodi za piće ma standardnih rastvora za ispitivanje odabranih ele- koju koristi, odnosno isporučuje potrošačima Beograd- menata vršena je razblaživanjem Multistandarda IV, ski vodovod i kanalizacija. tako da su koncentracije standarda za izradu kalibra- cionih dijagrama bile u opsegu očekivanih koncentracija EKSPERIMENTALNI DEO ispitivanih elemenata. Uzorkovanje Analiza uzoraka Uzorci vode za piće ispitivani u ovom radu uzeti su Sva merenja su vršena na masenom spektrometru 2009. godine sa različitih postrojenja za preradu povr- sa indukovano spregnutom plazmom (ICP-MS 7500ce, šinske i podzemne vode u Javno komunalnom preduze- Agilent Technologies – SAD), metodom kvantitativne ću Beogradski vodovod i kanalizacija. Obuhvaćeno je analize, u skladu sa uputstvima proizvođača. Radni us- svih pet pogona i to po fazama prerade – tretmana lovi ICP-MS instrumenta i parametri za određivanje vode, na svakom od njih ponaosob. Uzeta je voda i sa koncentracije odabranih elemenata su podešeni tako crpnih stanica i iz dela distributivnog sistema, kako bi se što je pre analize uzorka izvršena optimizacija instru- menta (tuning) upotrebom rastvora (tuning solution) odredile koncentracije ispitivanih elemenata i uticaj sa- 3 stava sirove vode i procesa pripreme vode na sadržaj koji sadrži Li, Mg, Co, Y, Ce i Ti koncentracije 1 µg/dm . ispitivanih elemenata u vodi za piće koja se distribuira. Ukupno 14 uzoraka sa odabranih lokacija uzeto je u PRIKAZ REZULTATA skladu sa odgovarajućim standardima [6–8] i odmah su Podaci dobijeni ispitivanjem uzoraka vode iz pet transportovani u laboratoriju. Potom su zakišeljeni ras- proizvodnih pogona Beogradskog vodovoda i kanaliza- tvorom HNO , tako da je pH bio niži od 2. Neposredno 3 cije, kao i lokacije sa kojih su uzeti, prikazani su u tabeli pre analize, oko 10 ml svakog uzorka je pripremljeno za 2 i na slikama 1 i 2. Izmerene koncentracije arsena merenje na instrumentu ICP MS Agilent 7500ce, filtri- (slika 1) prikazane su grafički da bi se ilustrovala razlika ranjem kroz filter od 0,45 µm. Opis uzoraka sa nazivima u sadržaju ovog toksičnog elementa u rečnim i podzem- lokacija je dat u tabeli 1. nim vodama i promena njegove koncentracije tokom Reagensi i standardni rastvori procesa obrade vode. Sadržaj bakra u ispitivanim uzor- Pored uzoraka za analizu pripremljeni su i kalibra- cima je prikazan na slici 2, da bi se istakao uticaj ele- cioni standardi. Za pripremu rastvora za kalibraciju ko- menta koji se dodaje tokom pripreme vode (bakar-sul- rišćen je Multistandard IV – multielementarni standard- fat kao fungicid) na kvalitet vode za piće. Za svaki od 10 ni rastvor (Fluka, Steinheim, Švajcarska) koji sadrži Al, ispitivanih elemenata u tabeli 2 su date maksimalno do- As, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Ti, V i Zn zvoljene koncentracije (MDK), prema zakonskoj regula- Tabela 1. Opis uzoraka uzetih sa odabranih lokacija iz pogona Beogradskog vodovoda i kanalizacije Table 1. Description of the samples taken from the selected locations of the Water Supply and Sewage of Belgrade distribution system Broj uzorka Naziv lokacije Opis uzorka Pogon 1 Sava Bele vode Voda iz reke Save Bele vode 2 Bele vode, sirova Bunarska voda iz cevnih bunara koji se nalaze u Makiškom polju, kao i iz pet reni bunara koji se nalaze uz reku Savu 3 Proizvodni pogon Bele vode Voda koja iz postrojenja ide u distributivni sistem 4 Makiš Sava Voda iz reke Save Makiš 5 Makiš posle bistrenja Voda iz pogona nakon procesa bistrenja 6 Makiš pijaća Voda koja iz postrojenja ide u distributivni sistem 7 Jezero pijaća Voda koja iz postrojenja ide u distributivni sistem 8 Bežanija, sirova Bunarska vodu iz aluviona reke Save Bežanija 9 Bežanija, pijaća Voda koja iz postrojenja ide u distributivni sistem 10 Banovo brdo, sirova Bunarska vodu iz aluviona reke Save Banovo brdo 11 Topčider, crpna stanica Pijaća voda na crpnoj stanici Topčider 12 Vinča, sirova Voda iz reke Dunava Vinča 13 Vinča, posle bistrenja Voda iz pogona nakon procesa bistrenja 14 Vinča, pijaća Voda koja iz postrojenja ide u distributivni sistem 188 D.Z. ANTANASIJEVIĆ i sar.: ANALIZA ELEMENATA U VODI ZA PIĆE U BEOGRADU Hem. ind. 65 (2) 187–196 (2011) Tabela 2. Koncentracije određivanih elemenata u uzorcima vode iz pogona Beogradski vodovod i kanalizacija u µg/dm3 Table 2. Concentration of the elements (µg/dm3) in the samples of water from the Water Supply and Sewage