Calitatea apelor naturale este determinatã, în general, de totalitatea substantelor minerale sau organice, gazele dizolvate, particulele în suspensie si organismele vii prezente. Din punct de vedere al stãrii lor, impuritãtile pot fi solide, lichide sau gazoase. Acestea pot fi dispersate în apã, si se pot clasifica dupã dimensiunile particulelor dispersate în suspensii, coloizi si solutii. Majoritatea substantelor care se gãsesc în apele naturale, într-o cantitate suficientã pentru a influenta calitatea lor, se pot clasifica conform tabelului.

      Evident, o anumitã apã nu poate contine toate aceste impuritãti concomitent, cu atât mai mult cu cât existenta unora dintre acestea este incompatibilã cu echilibrul chimic stabilit în apã. În afara acestor substante mentionate, în apele naturale se mai pot gãsi si alte tipuri de impuritãti. Astfel, plumbul (Pb) sau cuprul (Cu) se pot întâlni în urma proceselor de tratare a apelor sau datoritã sistemului de transport precum si din apele meteorice. Unele ape naturale contin seleniu (Se) sau arsen (As) într-o cantitate suficientã ca sã le afecteze calitatea. Toate apele naturale contin substante radioactive, în principal radium (Ra), dar numai în unele cazuri de ape subterane concentratia acestora atinge valori periculos de mari. Alte surse naturale contin crom (Cr), cianuri, cloruri (Cl), acizi, alcalii, diferite metale sau poluanti organici, toate aduse în receptori de apele uzate provenite din industrie sau aglomeratii urbane.

         Modalitãti de definire a calitãtii apei

      Calitatea apei se poate defini ca un ansamblu conventional de caracteristici fizice, chimice, biologice si bacteriologice, exprimate valoric, care permit încadrarea probei într-o anumitã categorie, ea cãpãtând astfel însusirea de a servi unui anumit scop. Pentru stabilirea calitãtii apei, din multitudinea caracteristicilor fizice, chimice si biologice care pot fi stabilite prin analize de laborator se utilizeazã practic un numãr limitat, considerate mai semnificative. Sistemul mondial de supraveghere a mediului înconjurãtor prevede urmãrirea calitãtii apelor prin trei categorii de parametri:

     - parametri de bazã: temperaturã, pH, conductivitate, oxigen dizolvat, colibacili;
     - parametri indicatori ai poluãrii persistente: cadmiu (Cd), mercur (Hg), compusi organo - halogenati si uleiuri minerale;
     - parametri optionali: carbon organic total (COT ), consum biochimic de oxigen (CBO) detergenti anionici, metale grele, arsen (As), bor (B), sodiu (Na), cianuri , uleiuri totale, streptococi.

          Pentru precizarea caracteristicilor de calitate a apei se utilizeazã urmãtoarea terminologie :
      - criterii de calitate a apei - totalitatea indicatorilor de calitate a apei care se utilizeazã pentru aprecierea acesteia în raport cu mãsura în care satisface un anumit domeniu de folosintã sau pe baza cãrora se poate elabora o decizie asupra gradului în care calitatea apei corespunde cu necesitãtile de tprotectie a mediului înconjurator;
      - indicatori de calitate ai apei - reprezentati de caracteristici nominalizate pentru o determinare precisã a calitãtii apelor;
      - parametri de calitate ai apei - sunt valori si exprimãri numerice ale indicatorilor de calitate a unei ape;
      - valori standardizate ale calitãtii apei - reprezintã valori ale indicatorilor de calitate a apelor care limiteazã un domeniu conventional de valori acceptabile pentru o anumitã folosintã a apei.

          Indicatori de calitate ai apei

      Pentru caracterizarea calitãtii si gradului de poluare a unei ape se utilizeazã indicatorii de calitate. Acestia se pot clasifica dupã natura lor si efectele pe care le au asupra apei, dupã cum urmeazã:

     Clasificare dupã natura indicatorilor de calitate:

- indicatori organoleptici (gust, miros).

     Culoarea realã a apelor se datoreazã substantelor dizolvate în apã si se determinã în comparatie cu etaloane preparate în laborator. Culoarea apelor naturale si a celor poluate poate fi o culoare aparentã care se datoreazã suspensiilor solide uºor de filtrat prin depunere si filtrare.

     Mirosul apelor este clasificat în ºase categorii, dupã intensitate: fãrã miros; cu miros neperceptibil; cu miros perceptibil unui specialist; cu miros perceptibil unui consumator ; cu miros puternic si cu miros foarte puternic.

     Gustul se clasificã utilizindu-se denumiri conventionale, cum ar fi:

• Mb  - ape cu gust mineral bicarbonato-sodic;
• Mg  - ape cu gust mineral magnezic;
• Mm - ape cu gust mineral metalic;
• Ms  - ape cu gust mineral sãrat;
• Oh  - ape cu gust organic hidrocarbonat;
• Om - ape cu gust organic medical farmaceutic;
• Op  - ape cu gust organic pãmântos;
• Ov  - ape cu gust organic vazos.

 - indicatori fizici (pH, conductivitate electricã, culoare, turbiditate).

     Turbiditatea se datoreazã particulelor solide sub formã de suspensii sau în stare coloidalã. Într-o definitie generalã se considerã cã suspensiile totale reprezintã ansamblul componentelor solide insolubile prezente într-o cantitate determinatã de apã si care se pot separa prin metode de laborator (filtrare,centrifugare, sedimentare). Valoarea suspensiilor totale este deosebit de importantã pentru caracterizarea apelor naturale. În functie de dimensiuni si greutate specificã, particulele se separã sub formã de depuneri (sedimentabile) sau plutesc pe suprafata apei (plutitoare). Suspensiile gravimetrice reprezintã totalitatea materiilor solide insolubile, care pot sedimenta, in mod natural într-o anumitã perioadã limitatã de timp. Procentul pe care îl reprezintã suspensiile gravimetrice din suspensiile totale este un indicator care conduce la dimensionarea si exploatarea desnisipatoarelor sau predecantoarelor, instalatii destinate retinerii acestora. Suspensiile si substantele coloidale din ape reprezintã totalitatea substantelor dispersate în apã, având diametrul particulelor între 1 - 10 μm. Caracterizate prin proprietãti electrice de suprafatã, prezintã un grad mare de stabilitate, care le face practic nesedimentabile în mod natural.

     Eliminarea substantelor coloidale din apã a impus tratarea chimicã cu reactivi de destabilizare în vederea coagulãrii si precipitãrii acestora.

     Relatia dintre substantele în suspensie (proprietate gravimetricã) si turbiditate (proprietate opticã) determinã aºa numitul “coeficient de finete” al suspensiilor. Pentru aceeasi sursã de apã, coeficientul de finete variazã în limite bine determinate în cadrul unui ciclu hidrologic anual.

      - Indicele de colmatare reprezintã puterea colmatantã a unei ape si are drept cauza toate elementele din apã a cãror dimensiuni permit retinerea lor pe filtre.

     - Temperatura apei variazã în functie de provenientã si de anotimp.

     - Radioactivitatea este proprietatea apei de a emite radiatii permanente alfa, beta sau gama.

     - Conductivitatea este unul dintre indicatorii cei mai utilizati în aprecierea gradului de mineralizare a apelor cel putin din urmãtoarele considerente:

• mãsurãtorile de conductivitate (rezistivitate) a apei permit determinarea continutului total de sãruri dizolvate în apã ;
• au avantajul diferentierii dintre sãruri anorganice si organice (ponderal) pe baza mobilitãtilor ionice specifice;
• eliminã erorile datorate transformãrii speciilor de carbonati/bicarbonati prin evaporare la 105 ˚C (conform metodologiei de determinare gravitationalã a reziduului fix, în cazul bicarbonatilor pierderile sunt de circa 30%).

     - Concentratia ionilor de hidrogen

     pH-ul apelor naturale este cuprins între 6,5 - 8, abaterea de la aceste valori dând indicatii asupra poluãrii cu compusi anorganici.

     pH-ul si capacitatea de tamponare a acestuia constituie una din proprietãtile esentiale ale apelor de suprafatã si subterane, pe aceastã cale asigurându-se un grad de suportabilitate natural fatã de impactul cu acizi sau baze, sãrurile de Na⁺, K⁺, Ca^{2+ si} Mg²⁺ jucând un rol esential în acest sens. De subliniat cã aceastã capacitate de tamponare a pH–ului este deosebit de importantã nu numai pentru echilibrele din faza apoasã, dar si pentru cele de la interfata cu materiile în suspensie, respectiv cu sedimentele.

     Concentratia ionilor de hidrogen din apã, reprezintã un factor important care determinã capacitatea de reactivitate a apei, agresivitatea acesteia, capacitatea apei de a constitui medii pentru dezvoltarea diferitelor organisme etc.

     Intre valoarea pH-ului apei si aciditatea sau alcalinitatea acesteia nu existã o identitate. Creºterea alcalinitãtii sau aciditãtii nu sunt însotite si de variatii corespunzãtoare ale pH-ului, datoritã capacitãtii de tamponare de care dispun îndeosebi apele naturale. Principalul sistem tampon al apelor naturale îl reprezintã sistemul acid carbonic dizolvat/carbonati, pentru care pH-ul apei are valori cuprinse între 6,5-8,5.

 - indicatori chimici

- indicatori chimici toxici

 - indicatori radioactivi

- indicatori bacteriologici

- indicatori biologici

Specificul calitãtii diferitelor surse naturale de apã

     Fiecare tip de sursã prezintã caracteristici proprii, fizico-chimice si biologice, variind de la o regiune la alta în functie de compozitia mineralogicã a zonelor strabãtute, de timpul de contact, de temperaturã si de conditiile climatice. Pentru acelasi tip de sursã se pot evidentia anumite caracteristici comune, dupã cum rezultã din cele de mai jos.

          Apa de râu

     Cursurile de apã (râuri si afluenti) sunt caracterizate, în general, printr-o mineralizare mai scãzutã, suma sãrurilor minerale dizolvate fiind sub 400 mg/l. Aceasta este formatã din dicarbonati, clorurin si sulfati de sodiu, potasiu, calciu si magneziu. Duritatea totalã este, în general, sub 15 grade, fiind formatã în cea mai mare parte din duritate dicarbonatatã.

     Concentratia ionilor de hidrogen (pH-ul) se situeazã în jurul valorii neutre, fiind cu un pH = 6,8 - 7,8. Dintre gazele dizolvate sunt prezente oxigenul dizolvat, cu saturatie între 65 - 95% si bioxidul de carbon liber, în general sub 10 mg/l.

     Caracteristica principalã a cursurilor de apã o prezintã încãrcarea variabilã cu materii în suspensie si substante organice, încãrcare legatã direct proportional de conditiile meteorologice si climatice. Acestea cresc în perioada ploiilor, ajungând la un maxim în perioada viiturilor mari de apã si la un minim în perioadele de înghet.

     Deversarea unor afluenti insuficient epurati a condus la alterarea calitãtii cursurilor de apã si la aparitia unei game largi de impurificatori: substante organice greu degradabile, compusi ai azotului, fosforului, sulfului, microelemente (cupru, zinc, plumb), pesticide, insecticide organo-clorurate, detergenti etc. De asemenea, în multe cazuri se remarcã impurificãri accentuate de naturã bacteriologicã. O particularitate caracteristicã a apei din râuri este capacitatea de autoepurare datoratã unor serii de procese naturale biochimice, favorizate de contactul aer-apã.

          Apa de lac

     Lacurile, formate, în general, prin bararea naturalã sau artificialã a unui curs de apã, prezintã modificãri ale indicatorilor de calitate comparativ cu afluentul principal, datoritã stagnãrii apei un anumit timp în lac, insolatiei puternice si fenomenelor de stratificare (vara si iarna) si destratificare (primavara si toamna), termicã si mineralã. Stagnarea apei în lac conduce la o decantare naturalã a materiilor în suspensie, apa lacurilor fiind mai limpede si mai putin sensibilã la conditiile meteorologice. Stratificarea termicã, combinatã la lacurile adânci si cu o stratificare mineralã, conduce, în perioada de varã si toamnã, la excluderea aproape completã a circulatiei apei pe verticalã. Acest lucru atrage dupã sine scãderea concentratiei oxigenului dizolvat în zona de fund si aparitia proceselor de oxidare anaerobã, având drept efect creºterea continutului în substante organice, în sãruri de azot si fosfor si,uneori, aparitia hidrogenului sulfurat la fundul lacului. În perioadele de destratificare termicã si mineralã (primavara si toamna), are loc o circulatie a apei pe verticalã si o uniformizare calitativã a apei lacului, conducând la îmbogãtirea cu substante organice si nutrienti a apei din zona foticã. Continutul de substante organice si nutrienti, combinat cu insolarea puternicã, conduce la posibilitatea dezvoltãrii unei biomase fito si zooplanctonice apreciabile.

     Din cele prezentate mai sus rezultã cã apa lacurilor se caracterizeazã, în general, printr-un continut mai ridicat în substate organice, nutrienti si biomasa planctonicã, ce pot avea repercusiuni si asupra unor indicatori organoleptici si fizici cum ar fi gust, miros, culoare, turbiditate, pH.

     Din punct de vedere al tratarii apei, acumulãrile au un efect favorabil asupra calitãtii apei prin reducerea continutului de suspensii, asigurarea unei temperaturi scãzute si relativ constante, eliminarea pericolului înghetului si formãrii zaiului. De multe ori apar si influente defavorabile, dintre care se pot cita dezvoltãri masive de biomasã, aparitia coloratiei apei, îmbogãtire în substante naturale.

     Tratarea unei astfel de ape trebuie, pe de o parte, sã foloseascã avantajele stationãrii îndelungate a apei, iar pe de alta parte sã rezolve si problemele corectãrii indicatorilor mentionati mai sus.

          Apa subteranã

     Apele subterane sunt caracterizate, în general, printr-o mineralizare mai ridicatã, continutul în sãruri minerale dizolvate fiind peste 400 mg/l si format, în principal, din dicarbonati, cloruri si sulfati de sodiu, potasiu, calciu si magneziu. Duritatea totalã este cuprinsã între 10-20 grade germane si este formatã, în cea mai mare parte, din duritate dicarbonatatã.

Concentratia ionilor de hidrogen se situeazã în jurul valorii neutre, corespunzând unui pH = 6,5 - 7. Dintre gazele dizolvate predominã dioxidul de carbon liber, continutul în oxigen fiind foarte scãzut sub 3 mg O₂/l. În functie de compozitia mineralogicã a zonelor strãbãtute, unele surse subterane contin cantitãti însemnate de fier, mangan, hidrogen sulfurat si sulfuri, compusi ai azotului etc.

           To be continued ...