A VÍZ
A víz valamennyi élő szervezet fontos alkotója, ezért a háztartásban, a természetben az élet szempontjából alapvető jelentősége van. Víz nélkül minden pusztasággá változna, az élőlények elpusztulnának. „A víz élet”: az antik világban a víz mellett a levegő, a föld és a tűz volt a négy alapelem. Az ember és az állatok testének kb. 70%-a víz, a növények 95%-a víz; a felnőtt embernek naponta legalább 2… 4 liter folyadékot kell magához vennie. Az első emberi települések is főként folyók és tavak mentén alakultak ki, ahol ez nem volt lehetséges, ott már az ősidőkben arra törekedtek, hogy a vizet összegyűjtsék és azt az emberi településekhez vezessék. A vízért a legrégebbi időkben már a legkeményebb harcok folytak. A víz jelentősége – különösképpen a mi szélességi fokunkon – már sokat vesztett eredeti értékéből. Az elmúlt időben igen sok energiát fektettek a víz beszerzésére. Az ember megtanulta a vizet impozáns technikákkal használhatóvá tenni. A víz erejének kihasználására hatalmas gátakat építve a folyó energiáját erőművek turbinájában hasznosítják. Az egyre növekvő műszaki-gazdasági és csak a hasznosságra irányuló gondolkodás az élet valamennyi területén érvényesül. A víz felhasználása életformától függően különböző mértékű lehet. Ez idő szerint Magyarországon évente mintegy 6000 millió m3 vizet használnak fel, ebből kb. 10%-ot a háztartások ellátása, 20%-ot mezőgazdasági és mintegy 70%-ot az ipari célok igényelnek. Így pl. 1 kg acél előállításához kb. 25 L, 1 1 sör gyártásához kb. 40 L, 1 kg burgonya előállításához kb. 2 0 0 L, 1 kg búza előállításához kb. 600 L, 1 kg késztermék gyártásához a papíriparban kb. 2 0 0 – 1 0 0 0 L, a cellulóziparban kb. 1000-6000 L vízre van szükség.
Ivóvíz
Ivóvízen a szabványnak megfelelő, emberi fogyasztásra és használatra alkalmas vizet értünk, függetlenül a felhasználási céltól (I. még MSZ ISO 6107). Az ivóvízzel szemben támasztott követelmények:mentes legyen kórokozóktól és mérgektől, vagyis nem tartalmazhat egészségre káros
anyagokat;
étvágygerjesztő, azaz színtiszta, átlátszó legyen;
frissítő hatású, vagyis hűvös, lehetőség szerint állandó hőmérsékletű (8 … 12°C)
legyen;
kellemes íze legyen, ez azt jelenti, hogy meghatározott mennyiségben tartalmazzon
oldott sókat és gázokat, legkedvezőbb a 8 … 1 2 nk° (német keménységi fok); ne legyen agresszív, azaz ne okozzon gyors korróziót a csővezetékekben és a tartályokban.
Ipari víz
Az ipari víz üzemi célokra felhasznált víz, pl. hűtővíz, oltóvíz stb., amelyet általában nem előkészített felszíni vizekből nyernek. Ivóvízként a használati víz nem alkalmazható. A víz a Föld legjobban elterjedt folyadéka, a Föld felszínének több, mint egyharmada (kb. 72%). A földünk légkörében, a tengerekben, folyókban, a sarkok jégpáncéljában és a magas hegységekben, valamint a talajban szinte alig hozzáférhető hatalmas vízmennyiség áll rendelkezésre, amely állandó körfolyamatot végez. Ez a mennyiség állandó, sem nem növelhető, sem nem csökkenthető. Ebből az összes vízmennyiségből mintegy 97% sósvíz és csupán 3% édesvíz. Fia ebből levonjuk a sarkok és a gleccserjég víztartalmát, valamint a mélyen elhelyezkedő felszín alatti vizeket, akkor az édesvíz kb. 8 %-át, vagyis a Föld teljes vízmennyiségének kb. 0 ,2 %-át lehet közvetlenül elérni és felhasználni. A víz körfolyamata befolyásolja a Föld valamennyi klimatikus és meteorológiai folyamatát. A napsugárzás hatására a víz elpárolog, majd csapadék formájában (köd, eső, hó stb.) visszatér, és felszíni, ill. föld alatti folyókon át a tengerbe jut vagy ismét elpárolog. A Föld teljes vízkészletét tekintve (a nagy körfolyamat) a tengerek párolgásának hányada kb. 70%, a szárazföldi elpárolgás kb. 30%. Mivel az előbb említett körfolyamatban az édesvíz igen egyenlőtlenül oszlik el a Föld
felszínén, ezért számos terület vízhiányban szenved. A parti területeken is sokszor csak sós talajvíz áll rendelkezésre. Az édesvíz teljes hiánya miatt tartós fejlesztési munkákkal megteremtették a tengervízből az édesvíz kinyerésének lehetőségét, vagyis a tengervíz sótalanításával ivóvizet nyernek. A világ tengereinek sótartalma 1,8… 3,5% (18… 35 g só van 1 liter vízben). A sótalanítási eljárások még drága folyamatok, és sok energiát igényelnek. Mégis üzemelnek ilyen berendezések, és várható, hogy belátható időn belül a műszaki fejlődés eredményeként nagyobb, gazdaságosabban működő sótalanító üzemeket fognak létesíteni.
Magyarország vízmérlege
A következő adatok a Központi Statisztikai Hivatal által kiadott A környezet állapota és védelme című munkában találhatók. Magyarországra évente 60 000 millió m csapadék hullik. Az ország területére lépő vízfolyások vízszállítása évi 110 000 millió m^. A vízkészletből 52 000 millió elpárolog, az országot elhagyó vízfolyások pedig 1 2 0 0 0 0 millió vizet visznek el. Ez azt jelenti, hogy az éves csapadékból kb. 70% elfolyik és kb. 30% elpárolog.
Ez utóbbiból kb. 77% a növények párolgásából származik, kb. 25% felületi elpárolgás (utak, háztetők stb.) és kb. 2 % a felszíni vizek párolgásából ered.
A vízgőzleadás (elpárolgás): egy ember esetében 1 – 2 liter/nap egy napraforgóvirágnál 1 liter/nap egy nagy fa esetében max. 600 liter/nap
Vízvédelem
A víz szennyezése azt jelenti, hogy károsítjuk az emberi, az állati és a növényi életet, sőt gyakran az élet feltételét vonjuk el. A levegő szennyezése mellett a víz elszennyezése is az a modern jelenség, amivel az iparosodást és a magasabb életszínvonalat kell megfizetnünk. Számos vízforrás esetében az „öntisztulás” már régóta nem elegendő, és így a patakjaink, folyóink és tavaink egyre inkább elszennyeződnek.
A talajvizek is elszennyeződnek az ipari és a háztartási szennyvizek következtében, de ezt okozza a túlzott műtrágyázás, a növényvédő szerek alkalmazása és a kőolajszármazékok talajba juttatása (korrózió, az olajleválasztók helytelen üzemeltetése, szállítási balesetek stb.).
A természet és a vidék terhelése, beleértve ennek elemeit, a vizet, a talajt és a levegőt, a növényekre, állatokra és emberekre gyakorolt hatása ma már felébresztett egy környezetvédelmi érzékenységet, anélkül azonban – s ez világjelenség -, hogy lényeges javulás lenne észlelhető. A vízvezeték-szerelőktől el kell várni, hogy a víz védelmével kapcsolatos tudatot
erősítsék és az ő feladatuk a felvilágosító munka is, amelynek eredményeként az emberek nem juttatnak a vizekbe – gondolkodás nélkül – nagy mennyiségű szilárd és folyékony hulladékot. A vízvédelem feladata elsősorban a meglévő tiszta vizek megmentése, a víz elszennyeződése elleni harc, a szennyvíztisztító berendezések építése vagy ezek beépítése a meglevő rendszerekbe. A vízvédelem és a vízháztartás ugyanakkor szoros összefüggésben van a természet- és tájvédelemmel.
A víz tulajdonságai
A kémiailag tiszta víz két rész hidrogénből (H ) és egy rész oxigénből (0 ) áll:
2H2 + 02 = 2H20. Kémiailag tiszta víz a természetben nem fordul elő, a víz mindig tartalmaz olyan anyagokat, amelyeket a levegőből vagy a földből vesz fel. A vízből felvett anyagok főként kalcium-, magnézium-, alkáli-, mangán- és vasvegyületek, amelyeket a vízben jelen lévő szénsav tart oldott állapotban. Ezen alkotók adják a víz jellegzetes ízét. Gyakran előfordul, hogy egyik vagy másik alkotó túl nagy vagy túl kis mennyiségben van
jelen a vízben, emiatt szükségessé válik a víz előkészítése. Ha egészségre károsító anyagok vannak a vízben, akkor azokat el kell távolítani. A víz három halmazállapotban fordul elő, nevezetesen:szilárd (jég), folyékony (víz) és gőzalakban (vízgőz). A víz sűrűsége + 4 °C hőmérsékleten a legnagyobb g = 1,0 kg/dm 3 A víz fajlagos hőkapacitása (fajhője)…………………. c ss 4,2 kJ/ (kg ■ K). Légköri nyomáson (1013 mbar)
a víz 0 °C hőmérsékleten fagy m eg és 100 °C hőmérsékleten forr.
A víz olvadáshője………………………………………………………. q « 335 kJ/kg
folyadékhője…………………………………………………….. i’ « 420 kJ/kg
párolgáshője…………………………………………………….. r ss 2260 kJ/kg.
A hőtágulási értékek: 4… 100 °C-ra melegítéskor (átlagérték)……… 7 « 4,3%
megfagyáskor……………….. 7 * 9,1% = 1 /1 1
A víz keménysége
A keménységet a vízben oldott kalcium- és magnéziumsók okozzák. Az összkeménység a karbonátkeménységből és a nem karbonát-keménységből tevődik össze. A karbonátkeménységet (korábban változó keménység) a kalcium- és magnéziumhidrogén-karbonátok okozzák. A karbonátkeménység – ezt a hétköznapi nyelvben „mésznek” nevezik – nem hőmérsékletálló, és a melegvíz-tartományban vízkőként kiválik. A karbonátkeménység tehát mértékadó abból a szempontból, hogy a víz a melegítés során vízkőlerakódásra hajlamos. A nemkarbonát-keménység (korábban állandó keménység) okozói az egyéb kalciumés magnéziumsók, mint kloridok, szulfátok, nitrátok stb. A nemkarbonát-keménység
a karbonátkeménységgel szemben „normál” oldási viselkedésű, vagyis a hőmérséklet emelkedésével a nemkarbonát-keménységképzők oldékonysága növekszik. Ezek ezért a forró vízből nem válnak ki.
Ha azonban a vizet elpárologtatjuk, akkor természetesen a nemkarbonát-keménység is lerakódásként visszamarad. A víz keménységét német keménységi fokban (nk°) adják meg. 1 nk° = 10 m g kalcium-oxid (CaO) = 17,9 m g kalcium -karbonát (mész) 1 liter vízben. A vizet a keménység szempontjából (összkeménység) különböző tartományokba sorolják:
0… 6 nk° igen lágy 6… 11 nk° lágy 11 .. . 17 nk° középkemény
17 .. . 22 nk° kemény 22 nk° felett igen kemény A kemény vízben a szappan nem habzik. A víz, amellyel a szappant nehezen lehet lemosni, általában lágy. pH-érték A pH-érték a folyadék lúgosságának vagy savasságának mértéke. A pH-érték skálája dimenziómentes és nullától (erős savak) 14-ig (erős lúgok) tart. A pH = 7 a semleges tartomány. A vízkémiában lényegében az 5… 9 pH-tartomány az érdekes. pH = 7 semleges víz pH < 7 savas víz pH > 7 alkalikus (lúgos) víz
Lerakódások
A vízből és/vagy a víz és a szerkezeti anyag közötti kölcsönhatásból származó, nehezen oldható reakció termékek a következők:vízkő: 100 °C hőmérséklet alatt keletkező lerakódás, amely főként kalciumkarbonátból áll (mész); kazánkő: 100 °C feletti hőmérsékleten keletkező lerakódás, amely kalciumkarbonáton kívül különböző mennyiségben tartalmaz kalcium-szulfátot (gipsz) és szilikátokat.
