Zakaj se na vodi občasno pojavi pena?

Besedilo: Samo Škrlec

Pri penjenju vode gre za naraven pojav, ki je prisoten praktično na vseh rekah. V naravi se penjenje v rekah pojavlja na pragovih, slapovih in ob vseh močnejših mešanjih rečne vode z zrakom. K tovrstnemu penjenju vode dodatno prispevajo nekatere površinsko aktivne spojine, ki nastajajo v procesu naravne razgradnje organskih snovi (odmrle rastline, alge in vodne živali) v vodi. Te spojine, podobno kot mila ali detergenti v primeru onesnaževanja voda, znižujejo površinsko napetost vode in omogočajo nastanek penjenja. V pene se nabere različen naravni material, kot so drobni delci sedimenta, manjše naplavine ali ostanki odmrlih žuželk. Snov ima belo ali rjavkasto barvo oziroma razne nianse le-te. Po navadi jo spremlja tudi vonj, ki spominja na vonj po zemlji, ribah ali pokošeni travi. Pene so vizualen pojav, za nekatere je moteč njihov videz, niso pa nevarne.

Penjenje vode, ki pa je posledica človeškega onesnaževanja voda, je običajno bele barve, ima izrazit vonj po milu ali drugih kemikalijah, se pojavlja na manjšem območju in v bližini izpustov odpadne vode ali drugih virov onesnaževanja voda, ki vodo obremenjujejo s površinsko aktivnimi snovi, kot so fosfati, detergenti ali saponini, hranilnimi snovi in organskim onesnaženjem.

Septembra 2017 je podjetje LIMNOS za družbo HESS izdelalo študijo, katere namen je bil še natančnejše ugotavljanje vzrokov za nastanek občasnega penjenja vode v akumulacijskih bazenih HE na spodnji Savi. Ugotovljeno je bilo, da so vzroki za nastanek penjenja vode posledica več med seboj povezanih dejavnikov. Študija je te dejavnike razdelila na fizične, biološke, fizikalne in kemične. Fizični dejavniki zajemajo že omenjena mešanja vode, kot so mešanja ob padcu vode z višjega mesta ali mešanja, ki jih povzroča veter. Biološki dejavniki zajemajo naravno nastajanje plinov, kot sta kisik, ki ga sproščajo alge in vodne rastline v naravnem procesu fotosinteze, ter ogljikov dioksid, ki ga sproščajo mikroorganizmi v procesu naravne razgradnje organske snovi. Fizikalni dejavniki vključujejo sproščanje prej omenjenega kisika in ogljikovega dioksida zaradi spremembe temperature vode, ki nastane ob mešanju hladnejše in toplejše vode, saj toplejša voda v sebi zadržuje manjšo količino tovrstnih plinov. Kemični dejavniki pa zajemajo onesnaženje reke Save s površinsko aktivnimi snovmi, hranilnimi snovmi in organskimi snovmi, ki jih najdemo v industrijski in komunalni odpadni vodi, ter v vodi, ki se v Savo steka iz kmetijskih, urbanih in drugih poseljenih površin ob reki. Vsem naštetim dejavnikom je skupno, da znižujejo površinsko napetost vode in s sproščanjem naravnih plinov iz vode ustvarjajo penjenje.

Do penjenja vode včasih prihaja tudi v času remontov mrežnih transformatorjev, ko se savska voda preliva preko prelivnih polj jezovnih zgradb. Tovrstno penjenje je bolj izrazito v poletnem obdobju, ko so pretoki reke Save nižji. Vzroki za nastanek tega penjenja so v predhodno opisanih dejavnikih in ne v izpustih vode ali kakršnih koli drugih izpustih iz HE. Penjenje vode nastane zaradi preliva velike količine vode preko prelivnih polj na jezovni zgradbi HE, ki povzroči turbulentno mešanje vode. Voda je v času prelivanja zaradi prisotnosti alg in poletnih razmer nasičena s kisikom. Razlika med temperaturo vode nad prelivnimi polji in temperaturo vode v podslapju jezovne zgradbe pri njunem nenadnem mešanju povzroči sproščanje naravnih plinov iz vode. V poletnem obdobju je v vodi tudi več površinsko aktivnih snovi naravnega izvora. Vse navedeno zmanjša površinsko napetost vode in z ujetjem plinov v zgornje plasti vode povzroči nastanek penjenja vode, kjer pa, kot je že bilo predstavljeno v predhodnih odstavkih, gre bolj za vizualen pojav, ki ni nevaren.

Pojav naravnega penjenja vode je prikazan na sliki 1, in sicer gre za fotografijo z reke Krke v Krški vasi. Slika 2 prikazuje penjenje reke Niagara v ZDA  (vir fotografije:https://titastravels.com/2019/08/15/now-you-know-niagara-falls/).