Qualitative and quantitative composition of natural waters, physical and physico-chemical properties of natural waters, chemical reactions and equilibria in waters, inorganic substances in water (main cations), inorganic substances in water(toxic metals), inorganic substances in water (main anions), inorganic substances in water (nitrogen and phosphorus compounds), carbonate chemistry of aquatic systems; dissolved gases, silicon, boron and radioactivity; organic substances in water, chemical and biochemical oxygen demand, total organic carbon; composition, properties and classification of natural waters; composition, properties and classification of drinking and service waters; composition, properties and classification of sewage and industrial waste waters

Předmět je zaměřen na kvalitativní a kvantitativní složení různých typů vod, klasifikaci vod a chemické a biologické procesy, které ve vodách probíhají. Podrobně jsou probírány vlastnosti, geneze a výskyt kovů, polokovů, nekovů včetně plynů, dále koloidů, organických látek a s nimi související sumární ukazatele. Pozornost je zaměřena také na klasifikaci vod, fyzikálně-chemické vlastnosti, radioaktivitu vod. Probírány jsou rovněž chemické rovnováhy ustavující se ve vodách, včetně hydrochemických výpočtů.

Students will be able to:

assess the quality of the water in terms of its impact for the environment;

assess the quality of the water in terms of its aggressive action on various materials;

assess water quality in terms of hygiene;

explain the behavior of water on the basis of solutions of chemical and biochemical processes in different types of water.

Studenti budou mít přehled o složení různých typů vod a o chování vody v důsledku chemických a biochemických procesů, které v ní probíhají. Budou umět posoudit jakost vody z hlediska jejího vlivu na životní prostředí, agresivního působení na různé materiály a vhodnosti použití pro daný účel. Dokážou numericky i graficky řešit jednoduché chemické rovnováhy ve vodách.

Lahav, Ori and Birnhack, Liat. Aquatic Chemistry: for Water and Wastewater Treatment Applications, Berlin, Boston: De Gruyter, 2019.

Overway, Kenneth S.; Environmental chemistry: an analytical approach. Hoboken: Wiley, 2017. ISBN 978111875697.

Alan McIntosh, Jennifer Pontius; Science and the Global Environment: Case Studies for Integrating Science and the Global Environment. Elsevier, London 2016; ISBN: 9780128017128.

Patrick L. Brezonik, William A. Arnold; Water Chemistry: The Chemical Processes and Composition of Natural and Engineered Aquatic Systems. Oxford University Press, 2022; ISBN 978-0197651896.

Z: Pitter P.: Hydrochemie. Vydavatelství VŠCHT,Praha 2015, ISBN 978-8070809280.

Z: Sýkora, V.; Kujalová, H.; Pitter, P.: Hydrochemie pro studenty bakalářského studia. 1 ed.; VŠCHT Praha, 2016, ISBN 978-8070809495.

D: Overway, Kenneth S.; Environmental chemistry: an analytical approach. Hoboken: Wiley, 2017. ISBN 9781118756973.

D: Patrick L. Brezonik, William A. Arnold; Water Chemistry: The Chemical Processes and Composition of Natural and Engineered Aquatic Systems. Oxford University Press, 2022; ISBN 978-0197651896.

Current materials will be exposed during the course at:

http://web.vscht.cz/sykorav/HCh/

Aktuální materiály budou v průběhu výuky vystavené na adrese:

http://web.vscht.cz/sykorav/HCh/

V rámci průběžné kontroly studia je v první polovině semestru zařazen jeden průběžný test, který prověřuje aktivitu studentů a pochopení učiva. Na konci semestru jsou znalosti a dovednosti studentů prověřovány formou závěrečného testu a ústní zkoušky. Podmínkou účasti na ústní zkoušce je získání zápočtu.

Lectures:

1. Physical and physico-chemical properties of water

2. Acid-base properties, acidification of waters

3. Colloidal substances in waters

4. Major cations in waters

5. Toxic metals in waters

6. Major anions in waters

7. Nitrogen and phosphorus compounds in waters

8. Carbon dioxide and its ionic forms, water aggressiveness

9. Non-electrolytes - silicon, boron

10. Dissolved gases in waters

11. Radioactivity of waters

12. Summative determination of organic substances in waters (COD, TOC, DOC, BOD, AOX, NEL)

13. Organic substances in waters - humic substances, pesticides, hydrocarbons, halide derivatives, tensides

14. Types of waters and their characteristics

Exercise:

1. General principles of numerical solution of chemical equilibria

2. Speciation modelling

3. Acid-base equilibria and their numerical solution; solubility of gases in water

4. Carbonate system - theoretical basis and calculations

5. Complex-forming equilibria and their numerical solutions

6. Complexes and complex forming substances in waters - tutorial case studies

7. Precipitation equilibria and their numerical solutions

8. Oxidation-reduction equilibria and their numerical solutions

9. Graphical solution of chemical equilibria

10. Oxygen regime; self-cleaning of natural waters

11. Surface water quality monitoring - educational case studies

12. Micropollutants in water - teaching case studies

13 Suitability of water for different purposes - irrigation, fish farming

14. Water column and sediment interaction

Přednášky:

1. Fyzikální a fyzikálně-chemické vlastnosti vod

2. Acidobazické vlastnosti, acidifikace vod

3. Koloidní látky ve vodách

4. Hlavní kationty ve vodách

5. Toxické kovy ve vodách

6. Hlavní anionty ve vodách

7. Sloučeniny dusíku a fosforu ve vodách

8. Oxid uhličitý a jeho iontové formy, agresivita vody

9. Neelektrolyty - křemík, bor

10. Rozpuštěné plyny ve vodách

11. Radioaktivita vod

12. Sumární stanovení organických látek ve vodách (CHSK, TOC, DOC, BSK, AOX, NEL)

13. Organické látky ve vodách - huminové látky, pesticidy, uhlovodíky, halogenderiváty, tenzidy

14. Druhy vod a jejich charakteristika

Cvičení:

1. Obecné principy numerického řešení chemických rovnováh

2. Speciační modelování

3. Acidobazické rovnováhy a jejich numerické řešení; rozpustnost plynů ve vodě

4. Uhličitanový systém - teoretické základy a výpočty

5. Komplexotvorné rovnováhy a jejich numerické řešení

6. Komplexy a komplexotvorné látky ve vodách - výukové případové studie

7. Srážecí rovnováhy a jejich numerické řešení

8. Oxidačně-redukční rovnováhy a jejich numerické řešení

9. Grafické řešení chemických rovnováh

10. Kyslíkový režim; samočištění přírodních vod

11. Monitoring kvality povrchových vod - výukové případové studie

12. Mikropolutanty ve vodách - výukové případové studie

13. Vhodnost vody pro různé účely - závlahy, chov ryb

14. Interakce vodního sloupce a sedimentů

Student získává nárok na zápočet , dosáhne-li celkem alespoň 50 bodů ze 100 (z toho v průběžném testu je možno dosáhnout maximálně 25 bodů, v závěrečném testu 75 bodů; získané body v obou testech se sčítají). Výsledná známka z předmětu je známkou souhrnnou za písemnou a ústní část zkoušky, tzn. hodnotí znalosti prokázané při ústní zkoušce a navíc zohledňuje i počet bodů získaných v obou testech.