Zanieczyszczenia

WODA

Woda jest czynnikiem warunkującym życie na Ziemi. Stanowi 71% powierzchni Ziemi, a organizmy żywe zawierają jej 60-90 procent. Ludzie używają wody do różnych celów : do bezpośredniego spożycia, przygotowania posiłków, mycia, prania, czyszczenia. W rolnictwie woda jest stosowana do nawadniania, podlewania roślin i pojenia zwierząt. W przemyśle do produkcji energii elektrycznej i poruszania młynów, ponadto do chłodzenia maszyn i urządzeń, rozcieńczania i rozpuszczania barwników, produkcji celulozy i wielu innych wyrobów. Zanieczyszczenie wód jest problemem rangi światowej. Wraz ze wzrostem zaludnienia Ziemi i rozwojem przemysłu, rośnie także ilość zanieczyszczeń. Ze względu na pochodzenie, można podzielić je na komunalne, przemysłowe rolnicze, oraz zanieczyszczenia z powietrza. Problem zanieczyszczeń dotyczy nie tylko mórz i oceanów, ale przede wszystkim wód śródlądowych. Skażone bywają strumienie, rzeki, kanały, a także jeziora i stworzone przez człowieka sztuczne zbiorniki.
Często zanieczyszczona woda na pierwszy rzut oka niczym nie różni się od wody czystej. Czynniki, które ją zanieczyściły niewidoczne są gołym okiem. Wyjątkiem są detergenty, które tworzą pianę, a także utrzymujące się na powierzchni wody oleje.

ROLNICTWO

Największym potencjalnym trucicielem wód jest rolnictwo. Nie przetworzony nawóz zwierzęcy (odchody) jest rozrzucany po polach. Pewna jego część zawsze zostaje spłukana do najbliższych zbiorników wodnych.. Zwierzęce odchody są 100 razy bardziej szkodliwe od tych , które przeszły przez oczyszczalnię ścieków.
Rolnictwo używa środków owadobójczych, roztoczobójczych, chwastobójczych, grzybobójczych oraz pielęgnacyjnych dla owiec, które zawierają ponad 450 aktywnie chemicznie składników niszczących mikrofaunę i mikroflorę. Substancje te po pewnym czasie nieuchronnie trafiają do wód śródlądowych.

MIASTA

Ścieki miejskie to mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, fekaliów, odpadów ze szpitali, łaźni, pralni i zakładów przemysłowych. Znaczną ich część stanowią występujące w postaci zawiesiny lub rozpuszczone związki organiczne, głównie białka, tłuszcze i węglowodany. Zawierają one także detergenty, chorobotwórcze drobnoustroje, które są źródłem takich chorób jak tyfus, cholera, dur brzuszny, choroba Heinego Mediny.
Jeszcze jednym ważnym składnikiem ścieków są metale ciężkie (ołów, rtęć).
Substancje te, jeśli przenikną do organizmów zwierzęcych, w tym organizmu ludzkiego, powodują uszkodzenia wątroby, naczyń krwionośnych, serca, układu nerwowego i kości. Powstają między innymi przy wydobywaniu surowców, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji i podczas wielu innych czynności wykonywanych w różnorakiej produkcji. Ich skład jest bardzo zróżnicowany i zależny od rodzaju produkcji, np. ścieki z garbarni zawierają związki wapnia, chromu, siarczki, chlorki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne. Są one szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż działają na nie, niszcząc wątrobę, przewód pokarmowy i układ krążenia. Składają się na nie środki ochrony roślin, które mają na celu niszczenie szkodliwych organizmów, niszcząc również organizmy pożyteczne.

KWASNE DESZCZE I PRZEMYSL

Także kwaśne deszcze zanieczyszczają wodę. W kwaśnych deszczach czynnikami działającymi silnie korozyjnie są kwasy siarkowe i azotowe. Opadając na metale, powodują ich korozję, a w kontakcie z marmurami, powodują rozpuszczanie się ich (np. niszczenie pomników lub elewacji budynków). Źródłem emisji tlenków siarki jest spalanie milionów ton węgla kamiennego, zanieczyszczonego siarką.
Innym bardzo ważnym źródłem zanieczyszczeń jest przemysł. Zanieczyszczenia przemysłowe to przede wszystkim wszelkie ścieki przemysłowe wylewane do rzek strumieni czy jezior. Ścieki te powstają przy wydobywaniu i uszlachetnianiu surowców, przy wszelkiego rodzaju myciu i oczyszczaniu półproduktów i produktów finalnych, w transporcie hydraulicznym , w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji, flotacji i podczas wielu innych zabiegów wykonywanych w różnorakiej produkcji. Woda stosowana we wszelkich procesach technologicznych rozpuszcza zanieczyszczenia surowca, sam surowiec oraz różne stosowane substancje, które się z nią stykają czy są do niej dodawane.
Przemysłowe szkodliwe substancje to przede wszystkim metale ciężkie głównie ołów, miedź, chrom, kadm, rtęć i cynk. W celu ochrony powietrza przed zanieczyszczeniami przemysłowymi, stosuje się filtry, elektrofiltry lub pochłaniacze wodne, które zatrzymują pyły oraz gazy. Inną metodą chroniącą przed emisją tlenków siarki, jest odsiarczanie węgla przed spaleniem go w piecach.
Największymi emiterami tlenków siarki są w Polsce elektrociepłownie i ciepłownie osiedlowe.

OCZYSZCZANIE

Woda ma zdolność samooczyszczania. Drobne zanieczyszczenia zdolna jest usuwać samoczynnie. Jednak przy obecnej ilości zawartych w niej substancji szkodliwych, konieczne jest wykorzystywanie oczyszczalni ścieków. W tym celu stosowane są: zmiękczanie wody, chlorowanie, napowietrzanie, ozonowanie, naświetlanie promieniowaniem ultrafioletowym oraz działanie ultradźwiękami. Oprócz tego, aby dostosować wodę do potrzeb odbiorcy, poddaje się ją zespołowi procesów, zwanych uzdatnianiem.
Obejmują one najczęściej:
1. Usuwanie związków organicznych
2. Usuwanie zawiesin
3. Niszczenie bakterii i wirusów
4. Usuwanie związków żelaza i manganu
5. Zmiękczanie i demineralizację wody
6. Usuwanie dwutlenku węgla i innych gazów

OCHRONA

Ochrona wód to działania techniczne i organizacyjno-prawne, których celem jest zachowanie lub przywrócenie wodom naturalnym pełnej przydatności jakościowej oraz utrzymanie równowagi bilansu wodno-gospodarczego kraju. Najskuteczniejsza forma ochrony wód powierzchniowych przed zanieczyszczeniem jest redukcja ilości ścieków i ich oczyszczanie.
Prawo wodne ustala maksymalne wartości wskaźników zanieczyszczenia ścieków oczyszczonych odprowadzanych do wód lub do ziemi. Spełnienie tego warunku nie wystarcza do uzyskania pozwolenia na odprowadzanie ścieków wtedy, gdy ich ilość jest duża i w związku z tym duży jest ładunek odprowadzanych zanieczyszczeń lub istnieją warunki techniczne do lepszego oczyszczania ścieków. Stopień oczyszczenia ścieków oraz ich jakość ustala się tak, by woda odbiornika po przyjęciu zanieczyszczeń zachowała założoną klasę czystości. Na zakłady przemysłowe odprowadzające nadmierne ilości zanieczyszczeń nakładane są kary pieniężne.

CZYSTOSC WODY

Organem uprawnionym do kontroli w tym zakresie jest Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska. Wody naturalne w Polsce dzieli się na 3 klasy czystości. Przyjęty podział stanowi podstawę ochrony wód. Warunkiem zakwalifikowania wody do danej klasy jest nie przekroczenie ustalonych dla tej klasy wartości wszystkich wskaźników zanieczyszczenia. Do I klasy czystości zalicza się wody, które mogą być używane do hodowli ryb łososiowatych, a po uzdatnieniu do picia; w II klasie znajdują się wody nadające się do hodowli ryb, zwierząt gospodarskich, rekreacji; III klasa czystości obejmuje wody przeznaczone do niektórych celów przemysłowych i rolniczych. Wody, które nie spełniają wymagań III klasy czystości mogą być użytkowane tylko do żeglugi.
Stan czystości wód można poprawić przez wprowadzanie nowych, czystszych technologii, zmniejszających ładunek zanieczyszczeń w ściekach, przez racjonalne stosowanie pestycydów oraz zastępowanie pestycydów toksycznych i trwałych mniej toksycznymi i łatwiej rozkładalnymi, przez produkcje substancji powierzchniowo czynnych ulęgających biodegradacji, nie odprowadzanie wód podgrzanych bezpośrednio do zbiorników wodnych.
Zanieczyszczeniu szczególnie chronionych wód — wód podziemnych — zapobiega się m.in. przez właściwą lokalizacje i eksploatacje wysypisk odpadów. Prawo wodne zabrania odprowadzania ścieków, nawet oczyszczonych, do wód podziemnych.
W 1993 r. z objętych kontrolą odcinków rzek (6,2 tys. km):
a) kryterium fizyczne
- jedynie 2,7% spełniało wymogi wody I klasy czystości,
- 15,2% należało do wód II klasy czystości,
- 28,1% było wodami III klasy czystości,
- 54% stanowiły wody pozaklasowe;
b) kryterium biologiczne
- brak było wód I klasy czystości,
- 1,8% należało do II klasy czystości ,
- 9,7% do III klasy czystości,
- 88,5% to wody pozaklasowe;


DROGI DOSTAWANIA SIE ZANIECZYSZCZEN

Trucizny dostają się do wody różnymi drogami. Niektóre bezpośrednio do wody, inne pośrednio, najczęściej w wyniku świadomych działań człowieka. Czasem dzieje się to przez przypadek, wskutek przecieków lub innych nieszczelności w systemach odprowadzających toksyczne ścieki. Niektóre nawozy, zwłaszcza związki organiczne, rozkładają się latami, a przez ten czas wchodzą w ciąg łańcucha pokarmowego, wyrządzając po drodze wiele szkód w lokalnym ekosystemie. Wypływające z akwenów hodowlanych ścieki zawierają środki farmaceutyczne, które są masowo stosowane w hodowli w celu zapobiegania chorobom, stają się coraz większym zagrożeniem dla ryb słodkowodnych. Zwierzęce odchody dostając się do rzek i jezior, powodują katastrofalne zmiany w ekosystemie. Pewna część ludzkich odchodów dostaje się bezpośrednio do wód śródlądowych, powodując rozprzestrzenianie się wielu chorób zakaźnych. Woda zanieczyszcza się również z powietrza. Toksyczne związki przedostające do wody z powietrza są szczególnie szkodliwe. Jest to popiół, sadza, kurz i krople toksycznych cieczy oraz gazy, zwłaszcza dwutlenek siarki i podtlenek azotu.
Zanieczyszczenie wód jest spowodowane głównie substancjami chemicznymi, bakteriami i innymi mikroorganizmami, obecnymi w wodach naturalnych w zwiększonej ilości. Substancje chemiczne organiczne i nieorganiczne występują w postaci roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. rozkładaniem substancji z gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych oraz czynnikami antropogenicznymi . Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie, głównie ołów, miedź, chrom, kadm, rtęć i cynk, a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne. Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznymi biochemicznym procesom nazywa się substancjami reakcyjnymi. Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi źródłami zanieczyszczeń wód są transport wodny i lądowy , stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Rozróżnia się zanieczyszczenia punktowe dostające się do wód w jednym punkcie ( głównie ścieki ) , i zanieczyszczenia obszarowe dostające się do wód powierzchniowych i podziemnych na terenie dużego obszaru, np. środki stosowane w rolnictwie. Wody ulegają zanieczyszczeniu także w wyniku eutrofizacji.

STOPIEN ZANIECZYSZCZEN

Stopień zanieczyszczenia wód określa się za pomocą tzw. wskaźników zanieczyszczenia. Są to stężenia zanieczyszczeń (wyrażone w miligramach substancji w 1 dm3 wody) oraz inne parametry, których wartość jest miarą stężenia określonych rodzajów zanieczyszczeń. Jednym z najważniejszych wskaźników zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest stężenie rozpuszczonego tlenu, które może przyjmować maksymalną wartość 89 mg/dm3 mniejsze stężenie tlenu świadczy o zanieczyszczeniu wód związkami organicznymi, rozkładalnymi biochemicznie; spadek stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm3 powoduje obumieranie wielu organizmów wodnych. Innymi wskaźnikami zanieczyszczenia wód naturalnych to: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, będące miarą zawartości rozkładalnych biochemicznie związków organicznych. Wartości wskaźników zanieczyszczenia rzek zależą w dużym stopniu od przepływu wody.







INFORMACJE UZUPELNIAJACE

SCIEKI
zużyte ciecze lub odpadowe ciała stałe, odprowadzane przewodami kanalizacyjnymi do odbiorników ścieków. W przypadku większych systemów kanalizacyjnych lub ścieków o dużej szkodliwości biologicznej poddaje się je przed odprowadzeniem do odbiornika oczyszczeniu w zakładach. Domieszki ściekowe dzieli się na: mechaniczne, chemiczne, oraz biologiczne. Domieszki chemiczne i biologiczne działają szkodliwie na odbiorniki naturalne, przyczyniając się do powstania na powierzchni wody powłoki utrudniającej dostęp tlenu, a na dnie gnijącej warstwy osadowej

OCZYSZCZANIE SCIEKÓW
jest to usuwanie ze ścieków zawartych w nich zanieczyszczeń w celu zminimalizowania ich szkodliwego oddziaływania na odbiornik, tj. wody powierzchniowe lub grunty. Osiągnięcie maksymalnego stopnia oczyszczania ścieków jest możliwe przez zastosowanie następujących po sobie ( lub przebiegających jednocześnie ) procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych. Zespół urządzeń i obiektów służących oczyszczanie ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków .

SAMOOCZYSZCZANIE WÓD
jest to biologicznie naturalny proces fizyczny
(sedymentacja ) oraz chemiczny i biochemiczny rozkładu nadmiaru substancji organicznych
(szczątki roślin i zwierząt, odchody zwierzęce, ścieki ) w zbiornikach i ciekach wodnych, dokonywane w znacznym stopniu przez drobnoustroje saprofityczne, głównie bakterie;
w biocenozach wodnych samooczyszczanie wodne jest jednym z czynników przeciwdziałających zachwianiu ich równowagi biocenotycznej (stabilność ekologiczna); nadmierne nagromadzenie materii organicznych, zwłaszcza zanieczyszczenie ściekami, prowadzi do nieodwracalnych zmian destrukcyjnych.

KWASNE OPADY
są to opady, głównie deszczowe, o kwaśnym odczynie
(pH do ok. 4-4,5), powstające w wyniku pochłaniania przez kropelki wody gazowych zanieczyszczeń powietrza tworzących z nią kwasy (tzw. bezwodników kwasowych), głównie dwutlenku siarki (SO 2; szacuje się, że w Europie jest on w 60% sprawcą kwaśnych opadów), tlenków azotu (NOx ), siarkowodoru (H2S), dwutlenku węgla (CO2; jego naturalna obecność w powietrzu powoduje zakwaszenie wody deszczowej do pH ok. 5,6 ), chlorowodoru ( HCl ); kwaśne zanieczyszczenia powietrza pochodzą ze źródeł naturalnych (głównie wybuchy wulkanów, pożary lasów) i antropogenicznych (powstają m.in. w wyniku spalania paliw, procesów technologicznych, transportu ); zanieczyszczenia mogą być przenoszone na duże odległości (nawet do 500 km) i w postaci kwaśnych opadów powodują obumieranie lasów, zakwaszanie wód powierzchniowych (ustalono, że przy pH = 5,4 ustaje reprodukcja wszystkich gatunków ryb) i gleb (uwalnianie toksycznego glinu; wymywanie substancji odżywczych ), niszczenie materiałów konstrukcyjnych.




ZANIECZYSZCZENIA WÓD W POLSCE
Wody na Ziemi jest zarazem dużo i mało. Z łącznej ilości1388.106 km3 jej ziemskich zasobów, zaledwie około 4327000 km3 (jeziora słodkowodne, strumienie i rzeki oraz około połowy wód podziemnych) nadaje się do bezpośredniego wykorzystania komunalnego i rolniczego.
Polska nie należy do krajów zasobnych w wodę. Szczególnie nie korzystna sytuacja jest w środkowej części naszego kraju.
Wody wielu rzek i jezior zostały zamienione w ścieki i groźne dla zdrowia zbiorniki. Produkują one rocznie około 5 mld m3 ścieków z czego:
- około 44% nie jest w ogóle oczyszczanych,
- około 33% podlega częściowemu oczyszczaniu mechanicznemu
- zaledwie około 23% jest oczyszczanych we właściwy sposób
W większości dużych zakładów przemysłowych i wielkich skupisk ludności miejskiej nie ma oczyszczalni lub istnieją oczyszczalnie o ograniczonej skuteczności.
Do zanieczyszczenia wód w coraz większym stopniu przyczynia się wieś. W 1985 r. 8838 wsi w kraju miało swoje wodociągi, ale tylko 1970 było skanalizowanych, a w zaledwie
36 wsiach funkcjonowały oczyszczalnie ścieków.

PROBLEM W WOJEWÓDZTWIE SLASKIM
Najbardziej uprzemysłowione, brudne i zaludnione województwo śląskie potrzebuje wody najwięcej. Ma jej najmniej. Statystyczny mieszkaniec woj. śląskiego zużywa z konieczności 3-krotnie mniej wody niż przeciętny Polak i aż 9-krotnie mniej niż pozostali mieszkańcy Europy. Powinno być odwrotnie. Myć się i prać w tym województwie, gdzie na co dzień w powietrzu unoszą się tony pyłów i gazów, trzeba częściej niż gdzie indziej. Dla ochrony zdrowia żyjących tu ludzi powinno się w bezdeszczowe dni zmywać ulice, by zapobiegać wtórnemu pyleniu.
Woj. śląskie położone jest w górnych dorzeczach Wisły i Odry - zasoby wód powierzchniowych są zatem niewielkie. Na dodatek przepływają one przez centralną część tego województwa, stając się głównym odbiornikiem ścieków, spośród których tylko połowa przepływa przez oczyszczalnie, a zaledwie kilka ich procent jest oczyszczanych w wystarczającym stopniu. Śląski deficyt wody w godzinach szczytowego poboru sięga 200-300 tys. m3 na dobę.

ZANIECZYSZCZENIA WÓD W INNYCH KRAJACH
Przez ludzi, woda jest używana na co dzień do spożycia, do celów higieny i w gospodarstwie domowym. Postępujący rozwój przemysłu, jak też rolnictwa - konieczny do zaspokajania potrzeb ciągle zwiększającej się ludności świata - pociąga za sobą zużywanie ogromnych ilości wody. Używa się jej też w najnowocześniejszej technice, jako nośniki ciepła w chłodnictwie jak i w grzejnictwie. Ogromny wzrost aglomeracji miejskich jest źródłem nie tylko zanieczyszczeń komunalnych, ale istotnym źródłem zanieczyszczeń wody, z którymi dotychczas nie nauczono się walczyć.
Francja, usuwająca tylko 1/3 zanieczyszczeń pochodzących z gospodarstw domowych, pozostaje w tej dziedzinie znacznie spóźniona w porównaniu z Wielką Brytanią, Szwecją, Niemcami czy Stanami Zjednoczonymi.
W krajach ubogich na problem zanieczyszczenia wody nakładają się trudności dostępu do niej: jedynie 1/4 ludności planety korzysta z wody bieżącej. Jeżeli półtora miliarda osób nie ma dziś wody pitnej, to aż 1.8 mld ludzi, w tym 330 mln w krajach OECD, nie ma nawet instalacji sanitarnych. Aby zapewnić wodę pitną ludności miejskiej w trzecim świecie w roku 2000, potrzeba środków finansowych przekraczających absolutnie możliwości tych krajów. Trudno się zatem dziwić że choroby związane ze złą jakością wody znajdują się tam na czołowych miejscach listy przyczyn śmiertelności.
Każdy na pewno wie, że nasza planeta to Ziemia. Niestety jest ona bardzo zanieczyszczona i jeżeli będzie się tak dziać dalej to za 500-600 lat nie będziemy w stanie na niej żyć, nie my lecz nasi potomkowie. Naukowcy starają się wynaleźć technologie zapobiegające zanieczyszczenia, aby pomóc naszej planecie. Niestety większość ludzi nie zdaje sobie sprawy z zanieczyszczeń jakie wywołuje.