1

HIGIENA

ŚRODOWISKO NATURALNE

Prof. Danuta Mielżyńska-Švach

1

2

Środowisko

jest to ogół elementów przyrodniczych, takich jak:

powierzchnia ziemi, łącznie z glebą,

wody,

powietrze,

świat roślinny i zwierzęcy,

krajobraz, znajdujący się zarówno w stanie naturalnym, jak
też przekształcony w wyniku działalności człowieka.

Środowisko naturalne – definicja

3

Zanieczyszczenie środowiska

to wprowadzenie do środowiska

(powietrza, wody, ziemi) substancji stałych, ciekłych lub
gazowych, które mogą ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka,
klimat, przyrodę itd.

Uciążliwości dla środowiska

to zjawiska fizyczne utrudniające

życie albo dokuczliwe dla otaczającego środowiska (np. hałas,
wibracje, promieniowanie, zmiany klimatu)

Nadzwyczajne zagrożenia środowiska

to gwałtowne zdarzenia nie

będące klęską żywiołową (np. awarie, katastrofy statków itd..)

Zagrożenia środowiska

4

Powietrze atmosferyczne

Powietrza atmosferycznego: bezbarwna i bezwonna mieszanina

gazów tworzących atmosferę ziemską .

Skład w pobliżu powierzchni Ziemi (16 km) to:

azot (N

2

) - 78,09 %,

tlen (O

2

) - 20,95 %,

argon (Ar) - 0,93 %,
dwutlenek węgla (CO

2

) - 0,03 %,

gazy szlachetne: neon, krypton, ksenon oraz hel - 0,01%
ozon (O

3

) – 0,05 -0,5 ppm

para wodna

5

Zanieczyszczenie powietrza

5

Źródła zanieczyszczeń powietrza
naturalne:

wybuchy wulkanów (pył wulkaniczny, dwutlenek węgla, dwutlenek
siarki, i inne)
pożary lasów, stepów (pyły, dwutlenek węgla, tlenek węgla)
erozja gleb i skał (głównie pyły)
procesy gnicia i rozpadu materii organicznej (metan, dwutlenek
węgla, siarkowodór)
pyłki kwiatowe, bakterie, drobnoustroje

antropogeniczne (sztuczne):

przemysł (zwłaszcza energetyczny, wydobywczy, chemiczny,
spożywczy, papierniczy, rafineryjny)
komunikacja
rolnictwo
gospodarka komunalna

6

Rodzaje zanieczyszczeń

6

Zanieczyszczenia powietrza ze względu na ich strukturę i właściwości:

pyłowe
gazowe

Zanieczyszczenia pyłowe:

pyły: cząstki stałe w środowisku gazowym (aerozol)
dymy: cząstki stałe lub ciecz w środowisku gazowym
mgły: ciecz lub para w środowisku gazowym

Podział pyłu ze względu na średnicę cząstek:

opad pyłu >10μm
pył zawieszony:

pyły grube 2,5 μm < da ≤ 10 μm
pyły drobne 0,1 μm < da ≤ 2,5 μm
pyły bardzo drobne da ≤ 0,1 μm

7

Zanieczyszczenia pyłowe

7

Podział pyłów ze względu na skład:

organiczne

pyły zwierzęce (wełna, włosy, odchody itd.)
pyły roślinne (pył drzewny, bawełniany, pyłki)
organizmy żywe (np. bakterie, zarodniki grzybów itd.)

nieorganiczne

pyły metali (żelaza, ołowiu, kadmu, miedzi itd.)
pyły mineralne (piaskowy, węglowy, wapienny)

radioaktywne

mieszane

8

8

Zanieczyszczenia pyłowe

Podział pyłów ze względu na skutki zdrowotne:

frakcja wdychana – cząstki wdychane przez nos i usta oraz
osądzające się na oskrzelach (5 – 10 μm)

frakcja tchawiczna –cząstki wnikające poza krtań, oskrzela
i oskrzeliki (1 -5 μm)

frakcja respirabilna (pęcherzykowa) – cząstki docierające do
bezrzęskowych dróg oddechowych (poniżej 1 μm).

9

Zanieczyszczenia pyłowe

Podział pyłów ze względu na skutki zdrowotne:

pyły o działaniu zwłókniającym

pyły o działaniu drażniącym

pyły o działaniu alergizującym

pyły o działaniu toksycznym

pyły o działaniu rakotwórczym

10

Właściwości biologiczne pyłów

Pyły o działaniu zwłókniającym:

krystaliczne formy dwutlenku krzemu (kwarc, krystobalit) oraz niektórych
krzemianów (azbest, talk, kaolin), pył z kopalni węgla lub rudy żelaza,
powodują odczyn wytwórczy ze strony tkanki łącznej włóknistej,
prowadzą do uszkodzenia układu oddechowego, a w konsekwencji także
do układu krążenia,
zwiększa predyspozycje płuc do chorób o charakterze infekcyjnym,
mogą być przyczyną nowotworów układu oddechowego.

Pyły o działaniu drażniącym:

węgiel, żelazo, szkło, aluminium, związku baru,

brak rozrostu tkanki łącznej włóknistej w płucach,
zmiany czynnościowe układu oddechowego w niewielkim stopniu.

11

Właściwości biologiczne pyłów

Pyły o działaniu alergizującym:

pochodzenia organicznego

(bawełna, wełna, konopie, len, pyły sierści,

jedwab, surowe owoce, sporysz, puder ryżowy, pyły mąki)

pochodzenia chemicznego

(leki, pyły niektórych metali (chromu, kobaltu,

niklu)

schorzenia alergiczne, w tym astma oskrzelowa,

zwiększają predyspozycje do chorób infekcyjnych

uszkadzają narząd oddechowy i układ krążenia.

Pyły o działaniu toksycznym:

zawierają ołów, siarkę, związki chromu, środki owadobójcze,

mogą prowadzić do zatruć ostrych i przewlekłych o różnym stopniu
nasilenia objawów.

Pyły o działaniu rakotwórczym:

pyły krzemionki, azbest,

zawierają związki organiczne o działaniu rakotwórczym

12

Skutki zdrowotne działania pyłów

Pylice płuc

przewlekła choroba układu, wywołana długotrwałym wdychaniem pyłów
występowanie przewlekłego zapalenia oskrzeli i postępowej rozedmy

płuc,

powstania serca płucnego i niewydolności krążenia

zmiany w obrębie tkanki płucnej, czego konsekwencją jest

niewydolność

oddechowa

W zależności od zmian anatomopatologicznych pylice dzieli się na:

kolagenowe

niekolagenowe

mieszane

13

Skutki zdrowotne działania pyłów

Pylice kolagenowe:

pylica krzemowa

(silicosis) - powstająca w następstwie wdychania pyłu

krzemionki krystalicznej,

pylica azbestowa

(asbestosis) - charakteryzująca się śródmiąższowym

włóknieniem tkanki płucnej, często z odczynem opłucnowym,

pylica talkowa

(talcosis) - cechująca się włóknieniem tkanki płucnej typu

śródmiąższowego a częściowo typu ogniskowego ,

pylica aluminiowa

(aluminosis) - zmiany w płucach spowodowane są

wdychaniem

pyłu

drobno

sproszkowanego

glinu

lub

dymów

powstających przy prażeniu boksytów

Pylice niekolagenowe:

choroby wywołane wdychaniem pyłów niezwłókniających np.

pyłu żelaza (siderosis)

cyny (stannosis)

siarczanu baru (barytosis).

14

Skutki zdrowotne działania pyłów

Pylice wywołane pyłem mieszanym:

pylica górników kopalń węgla

- wdychanie pyłu kopalnianego (mieszanina

pyłu węglowego, krzemionki, glinokrzemianów i wielu innych składników w
tym metali śladowych)

pylica spawaczy elektrycznych

- wdychanie dymów i gazów podczas

spawania

Schorzenia przebiegające bez odczynów włóknistych:

nieżyty górnych dróg oddechowych
przewlekłe zapalenie oskrzeli (PZO)
schorzenia alergiczne (astma, przewlekłe zapalenie pęcherzyków płucnych).

Schorzenia nowotworowe ( pyły azbestu, pyły zawierające: związki chromu,

arsenu, barwniki organiczne, pochodne smołowcowe, węglowodory
aromatyczne)

15

Zanieczyszczenia gazowe

Zanieczyszczenia gazowe:

związki siarki (SO

2

, SO

3

, H

2

S)

związki azotu (NO, NO

2

, N

2

O, NH

3

)

tlenki węgla (CO, CO

2

)

węglowodory alifatyczne (C

x

H

y

, np. metan)

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (np. C

20

H

12,

benzo(a)piren)

16

Zanieczyszczenia gazowe

Związki siarki:

dwutlenek siarki (SO

2

)

trójtlenek siarki (SO

3)

siarkowodór (H

2

S)

kwas siarkowy (H

2

SO

4

)

siarczany różnych metali

Dwutlenek siarki (SO

2

):

gaz bezbarwny, niepalny, o silnej drażniącej woni, duszącej woni

powstaje m. in. w wyniku spalania zanieczyszczonych siarką paliw stałych
i płynnych (np. węgla, ropy naftowej) w silnikach spalinowych,
w elektrociepłowniach, itd.

jest uznawany za wskaźnik zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

17

Zanieczyszczenia gazowe

Związki azotu:

tlenek azotu (NO) (bezbarwny i bezwonny)
dwutlenek azotu (NO

2

) (brunatny o duszącej woni)

amoniak (NH

3

)

kwasy: azotawy -HNO

2

i azotowy - HNO

3

powstają podczas wysokotemperaturowych procesów spalania.

Związki węgla:

tlenek węgla (CO)

gaz bezbarwny, bezwonny

,

niewykrywalny przez narządy zmysłów

powstaje
w wyniku niezupełnego spalania węgla lub jego związków

dwutlenek węgla (CO

2

)

gaz bezbarwny, bezwonny i niepalny gaz, dobrze rozpuszczalny
w wodzie i cięższy od powietrza
powstaje podczas wszelkich procesów spalania paliw stałych, ciekłych
i gazowych, a także w procesie oddychania organizmów żywych

18

Zjawiska wpływające na stan powietrza

Smog

utrzymujące się nad terenami wielkich miast i okręgów przemysłowych
zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

mieszanina

zanieczyszczeń pierwotnych (pyły, gazy i pary emitowane przez

zakłady przemysłowe, energetyczne, silniki spalinowe pojazdów
itp.)

zanieczyszczeń wtórnych (produkty fotochemiczne i chemiczne

przemian)

zachodzi w warunkach inwersji temperatury, podczas braku ruchów
powietrza (pogoda bezwietrzna) oraz przy odpowiednim ukształtowanie
terenu (doliny)

19

Zjawiska wpływające na stan powietrza

Smog fotochemiczny (utleniający, letni, typ Los Angeles)

tworzy się w czasie silnego nasłonecznienia w wyniku fotochemicznych
przemian występujących w dużym stężeniu tlenków azotu, węglowodorów
i innych składników spalin (głównie samochodowych)

Smog kwaśny (redukujący, mgła przemysłowa, zimowy, typ londyński)

powstaje w wilgotnym powietrzu silnie zanieczyszczonym tzw. gazami
kwaśnymi, głównie dwutlenkiem siarki (SO

2

) i dwutlenkiem węgla (CO

2

),

oraz pyłem węglowym

20

Skutki zdrowotne zanieczyszczenia

powietrza

Wzrost zachorowań lub nasilenia objawów ze strony układu oddechowego

(przewlekle zapalenia oskrzeli, rozedma płuc, dychawica oskrzelowa,

nowotwory płuc).

Podrażnienie błon śluzowych oczu, nosa i górnych dróg oddechowych.

Działanie uczulające, mutagenne, rakotwórcze.

Niedotlenienie tkanek.

Trwałe zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym.

Nasilenie zmian skórnych.

21

Wzrost temperatury planety spowodowany zwiększoną
koncentracją gazów nieprzezroczystych (szklarniowych) dla
promieniowania podczerwonego.

Gazy szklarniowe przepuszczają widoczne pasmo fal
słonecznych, natomiast adsorbują promieniowanie
podczerwone zapobiegając tym ucieczce ciepła w kosmos
(wzrost temperatury).

Najważniejszym gazem atmosferycznym przyczyniającym
się do powstawania efektu cieplarnianego jest dwutlenek
węgla, a także metan, tlenek azotu, ozon i freony.

Efekt cieplarniany

22

Skutki efektu cieplarnianego

Wzrost średniej temperatury powietrza na Ziemi.
Topnienie lodowców i zalewania przez ich wody obszarów nadmorskich.
Przesunięcie stref klimatycznych o 150-500 km ku biegunom do końca

XXI wieku.

Zaburzenia równowagi w ekosystemach: ginięcie wielu gatunków o

małych zdolnościach adaptacyjnych lub rozwój gatunków
niepożądanych.

Zwiększona częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk

pogodowych
i katastrof klimatycznych (fale upałów, powodzie, huragany).

Przyspieszenie parowania wody i opadanie jej w nowych rejonach -

zmniejszenie zasobów wody pitnej.

23

Dziura ozonowa

Ozon stratosferyczny pochłania część promieniowania ultrafioletowego

docierającego do Ziemi ze Słońca.

Niektóre rodzaje promieniowania ultrafioletowego:

uszkadza komórki (oparzenia) oraz materiał genetyczny komórek

wywołując zmiany nowotworowe

Obniżenie stężenia ozonu (O

3

) w stratosferze atmosfery ziemskiej jest

spowodowane emisją freonów (związki chloru i fluoru).

24

Skutki dziury ozonowej

Zamieranie szczególnie wrażliwych organizmów roślinnych i zwierzęcych

tworzących plankton.

Niszczenia przez promienie UV chlorofilu roślin uprawnych.

Osłabianie systemu immunologicznego (zmniejszenie odporności na infekcje

i choroby, w tym także nowotworowe).

Podrażnienie spojówek (wzrost występowania licznych chorób oczu, głównie

zaćm).

Przyspieszenie procesów starzenia się skóry.

25

Kwaśne deszcze

Powstają w wyniku łączenia się kropelek wody z dwutlenkiem siarki, tlenkami

azotu, siarkowodorem, dwutlenkiem węgla i chlorowodorem.

Naturalna kwasowość wody opadowej wynosi ok. pH=5,6 (CO

2

, H

2

O).

Przenikanie tlenków siarki może mieć postać:

depozycji suchej

( opad suchy) - sorpcja substancji gazowych

bezpośrednio przez rośliny, glebę, wody powierzchniowe, budynki

depozycji mokrej

- gdy wraz z opadami atmosferycznymi,

zanieczyszczenia spadają na ziemię i roślinność w postaci opadu

26

Skutki kwaśnych deszczy

Wpływ na roślinność:

bezpośredni

uszkodzenia igieł i liści, uszkadzanie błon biologicznych (powoduje

zakłócenie w systemie odżywiania i w bilansie wodnym)

pośrednie

zakwaszenia gleby,

zmniejszanie dostępności substancji odżywczych,

zwiększenie

zawartości

szkodliwych

metali

rozpuszczonych

w roztworze glebowym,

uszkodzenie korzeni i zabicie flory grzybów mikoryzowych,

zmniejszenie się odporności roślin na choroby i owady (ataki owadów

lub pasożytniczych grzybów).

27

Skutki kwaśnych deszczy

Zaburzenia rozmnażanie ptaków żyjących przy brzegach zakwaszonych jezior

Zmiana składu roślinności - wpływ na zwierzęta uzależnione od danego

zbiorowiska roślinnego (brak właściwych dla siebie gatunków roślin).

Uszkodzenia różnych budynków, pomników i zabytków, (wymywanie wapnia).

28

Znaczenie wody

Woda jest podstawowym składnikiem każdej żywej komórki:

ciało człowieka - od 58% do 65% wody
ryby - około 80%
rośliny lądowe - od 50% do 75%
rośliny wodne - do 98%.

W ciągu doby dorosły, zdrowy człowiek powinien spożyć 2,5l wody:

przyjmuje wodę w pokarmach i napojach
wydala w postaci moczu i potu,
część jest używana w procesach przemiany materii.

Zbyt mała ilość spożycia wody powoduje odwodnienie organizmu oraz zaburzenie

procesów

życiowych:

trawienia,

oddychania,

krążenia

krwi

i

wydalania.

29

Zużycie wody

W Polsce:

cele produkcyjne i energetyczne przeszło 70% poboru wody
cele komunalne około 20%
nawodnienie w rolnictwie i leśnictwie oraz uzupełnienie stawów rybnych
około 10%.

Wzrost zużycia wody na jednego mieszkańca z 126 dm

3

na dobę do 210

dm

3

na dobę w ciągu 20 lat

Zużycie wody (w m

3

) na wyprodukowanie 1 tony:

stali – 20
ziemniaków – 300
żelaza - 50
jedwabiu - 400
spirytusu - 60
suchego siana - 700
kauczuku syntetycznego - 80
dobrego papieru -1000

30

Rodzaje wód w przyrodzie

W przyrodzie występują wody:

powierzchniowe

opadowe

podziemne

31

Wody powierzchniowe

Wody występujące na powierzchni ziemi, łatwe do bezpośredniego ujęcia

(czerpania)

Dzielimy je na:

słone (morza, oceany), słone jeziora – zajmują 97% wód

słonawe (brakkiczne) – wody w ujściach rzek, a także wody Bałtyku

słodkie (większość wód śródlądowych) – zajmują pozostałe 3% wód

płynące (rzeki, strumienie)

stojące (jeziora, stawy).

32

Woda opadowa

Woda, która powstaje przez kondensację pary wodnej w atmosferze i spada na

powierzchnię Ziemi w postaci opadów atmosferyczne (deszcz, śnieg, grad).

Jej skład zależy od czystości powietrza, które napotyka podczas opadania.

Charakteryzuje się dużą zawartością:

gazów (tlenu, azotu, dwutlenku węgla)

może zawierać sadzę, pyłki roślinne, pył przemysłowy, mikroorganizmy,

pewne ilości soli mineralnych.

Ze względu na zawartość rozpuszczonego dwutlenku węgla pH wody

opadowej wynosi około 6 (odczyn kwaśny).

33

Wody podziemne

Wody, zalegające pod powierzchnią Ziemi na różnych głębokościach.

Powstają na skutek różnych procesów geologicznych.

Stanowią ok. 4,12% ogólnej objętości zasobów hydrosfery Ziemi.

Dzielimy je na:

zaskórne (podskórne):

do 5 cm, zanieczyszczone, nie nadają się do picia

gruntowe (płytkie):

zasilane przez opady atmosferyczne, na głębokości ok.

20 m, mają stałą temperaturę, są przeważnie czyste, klarowne, chłodne

wgłębne (głębokie):

występują w warstwach wodonośnych pokrytych

utworami nieprzepuszczalnymi, mniej wrażliwe lub w ogóle niewrażliwe na
zmiany klimatyczne i inne zmiany na powierzchni gruntu, względna stałość
właściwości fizycznych i chemicznych

34

Klasy czystości wód

Klasa I : wody tej klasy czystości mogą być wykorzystywane jako źródło

zaopatrzenia ludności w wodę pitną, jako źródło zaopatrzenia przemysłu
spożywczego i innych gałęzi przemysłu wymagających tej klasy czystości
wody oraz hodowli ryb łososiowych.

Klasa II: wody tej klasy czystości mogą być wykorzystywane jako źródło

zaopatrzenia w wodę hodowli zwierząt, do celów rekreacji, sportów
wodnych i kąpielisk oraz do hodowli ryb z wyjątkiem łososiowatych.

Klasa III: wody tej klasy czystości mogą być wykorzystywane jako źródło

zaopatrzenia w wodę zakładów przemysłowych z wyjątkiem tych, dla
których wymagana jest klasa I i II oraz do celów nawodnienia terenów
rolnych i ogrodniczych.

Wskaźniki: ilość rozpuszczonego tlenu, BZT, ChZT, stężenie fenoli,

chlorków, siarczanów, substancji rozpuszczonych i zawiesin

35

Woda do picia

Woda do picia i zastosowań gospodarczych powinna być:

bezbarwna

bezwonna

klarowna

orzeźwiająca w smaku

pozbawiona szkodliwych zanieczyszczeń

źródłem odpowiedniej ilości mikroelementów

dostępna w dużej ilości.

Podział ujęć wody do picia:

ujęcia wód podziemnych

ujęcia wód powierzchniowych

ujęcia źródeł

36

Wskaźniki jakości wody

Wskaźniki jakości wody:

fizyczne

chemiczne

mikrobiologiczne

37

Wskaźniki fizyczne

Temperatura

Jest funkcją energii cząsteczek. Ten parametr ma podstawowe znaczenie
w technice cieplnej (chłodnictwo), a także w przemyśle spożywczym

.

Barwa

Woda chemicznie czysta nie ma barwy. W warunkach naturalnych w
grubych warstwach przyjmuje odcień błękitu. Wody zanieczyszczone
przyjmują zabarwienie od związków chemicznych w nich rozpuszczonych.
Jest to najczęściej zabarwienie zielono-żółte.

Mętność

Mętność wody wywołują zawiesiny organiczne jak np. związki humusowe
i nieorganiczne takie jak trudno rozpuszczalne wodorotlenki metali np.
Fe(OH)

3

, Mn(OH)

2

, iły, gliny itp.

Smak i zapach

Są to parametry badane organoleptycznie. Smak i zapach nadają wodzie
rozpuszczone w niej związki nieorganiczne takie jak sole, kwasy, gaz

i organiczne - najczęściej produkty metabolizmu organizmów żyjących w

wodzie w warunkach naturalnych.

38

Wskaźniki chemiczne

Chemiczne wskaźniki jakości

odczyn,

twardość,

utlenialność,

zasadowość,

BZT (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen),

ChZt (chemiczne zapotrzebowanie na tlen)

zawartość substancji azotowych, chlorków, siarczanów, fosforanów,

żelaza, manganu, krzemu, magnezu i wapnia.

39

Wskaźniki chemiczne

Odczyn (pH)

Wskazuje, czy woda jest kwaśna czy alkaliczna. Odczyn większości wód
naturalnych waha się w granicach 6,8-8,5 pH.

Zasadowość

Jest to własność wody spowodowana obecnością wodorotlenków,
wodorowęglanów i węglanów Ca

2

+, Mg

2

+, K+, Na+. Zasadowość może być

zatem pochodzenia wodorowęglanowego, węglanowego i wodorotlenowego.

Utlenialność

Miara zanieczyszczenia wody związkami chemicznymi. Związki łatwo
utlenialne powodują brak tlenu dla organizmów żywych.

BZT

Wyraża ilość mg tlenu potrzebna do utlenienia substancji organicznych, aż
do ich całkowitego zmineralizowania.

ChZT

Wyraża ilość mg tlenu potrzebna do utlenienia substancji nieorganicznych.

40

Wskaźniki chemiczne

Twardość (ogólna)

Jest to zawartość jonów wapniowych i magnezowych w wodzie. Twardość
wyraża się ilością milivali jonów wapniowych i magnezowych w decymetrze
sześciennym wody. Do jej wyrażania stosowane są również tzw. stopnie
twardości.

twardość węglanową

nadają wodzie rozpuszczone wodorowęglany

wapnia i magnezu. Można ją usunąć przez ogrzewanie wody do wrzenia.

twardość niewęglanową

tworzą rozpuszczone chlorki, siarczany,

krzemiany. Nie można usunąć przez ogrzewanie wody do wrzenia.

Twardość stała

pozostaje w wodzie po doprowadzeniu jej do wrzenia pod

normalnym

ciśnieniem.

Następuje

wtedy

rozkład

wodorowęglanów

i wytrącenie węglanów.
Ponieważ część węglanów pozostaje w wodzie w postaci rozpuszczonej
(głównie MgCO

3)

, dlatego

twardość przemijająca

jest mniejsza od twardości

węglanowej.

41

Wskaźniki chemiczne

Chlorki

J

on chlorkowy występuje we wszystkich wodach naturalnych.

Chlorki mogą przenikać do wód naturalnych z gleby, pokładów naturalnych
soli, ze ściekami, z odpadkami pochodzenia zwierzęcego.

Zawartość chlorków w wodzie może być pochodzenia naturalnego lub
wynikać
z zanieczyszczenia wody. Chlorki pochodzące z zanieczyszczeń czynią
wodę nieprzydatną do picia. W tym ostatnim przypadku jonom, chlorkowym
towarzyszą znaczne ilości związków azotowych.

Smak wody zależy od rodzaju soli występujących w wodzie. Smak słony jest
spowodowany obecnością w wodzie chlorku sodu.

Wysokie stężenie jonów chlorkowych zwiększa korozyjność wody.

42

Wskaźniki chemiczne

Azotany(III), azotany(V) I amoniak

Azotany(III) mogą być pochodzenia organicznego lub nieorganicznego.

Są one produktem przejściowym w cyklu azotowym zachodzącym w wodach
naturalnych. Azotany(III) są nietrwałe i łatwo przechodzą w amoniak lub
azotany(V).

Azotany(V) występują we wszystkich rodzajach wód.

Dostają się ze ścieków komunalnych i przemysłowych, z pól nawożonych
nawozami azotanowymi, a także z rozkładu organicznych związków
azotowych.

Azotany

występujące

w

wodach

powierzchniowych

przyspieszają

eutrofizację, co powoduje zmniejszenie wydajności procesów uzdatniania
wody oraz pogarsza jej smak i zapach.

Amoniaku

pochodzi

z

terenów

gospodarstw

rolnych,

nawożenia

pól,

wprowadzenia ścieków, nieszczelnych szamb. Wody te są narażone również na
skażenie bakteriologiczne.

43

Wskaźniki chemiczne

Żelazo występuje w postaci rozpuszczonej, jako wodorowęglan żelaza (III),

siarczan (VI) żelaza (II) lub chlorek żelaza (II).

W wodach rejonów bagiennych, zalesionych oraz warstwach zawierających

torf, żelazo może występować w połączeniu ze związkami organicznymi,

najczęściej z kwasami humusowymi.

Nadmiar żelaza w wodzie psuje jej smak, jest szkodliwy dla zdrowia oraz

może być przyczyną rozwoju bakterii żelazistych i zarastania rurociągów.

Mangan występuje w wodach podziemnych zazwyczaj razem z żelazem

w ilości 10-20% zawartości żelaza, w podobnych związkach jak żelazo. Jego

szkodliwość dla zdrowia jest podobna jak żelaza.

44

Wskaźniki biologiczne

Skład mikroflory wodnej:

Bakterie samożywne (autotrofy) – nitkowate bakterie żelaziste, manganowe, siarkowe

Bakterie cudzożywne (heterotrofy):

saprofityczne (żyjące i rozmnażające się na martwej materii)

prototroficzne (żyjące i rozmnażające się w organizmach żywych, do wody

przedostają się z wydalinami zwierząt i ludzi)

chorobotwórcze: Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae, gronkowce,

paciorkowce.

Wirusy: enteroewirusy, rotawirusy itd.

Jaja pasożytów: glista ludzka, tasiemiec, owsiki

Pierwotniaki: płazak czerwonki, rzęsistek pochwowy.

45

Wskaźniki biologiczne

Analiza bakteriologiczna wody obejmuje badania:

ilościowe: określa się liczbę kolonii wyrosłych na pożywce
jakościowe: mają na celu wykrycie bakterii chorobotwórczych w wodzie.

Analiza jakościowa polega na oznaczania bakterii wskaźnikowej, którą jest
Escherichia coli (pałeczki okrężnicy).

Bakteria ta świadczy o zanieczyszczeniu fekaliami i wzbudza podejrzenie co do
obecności bakterii chorobotwórczych.

Ilość pałeczek okrężnicy wyraża się jako

miano coli

, które oznacza najmniejszą

objętość wody (w cm

3

), w której wykryto 1 bakterię okrężnicy.

Im mniejsze jest miano coli, tym woda jest bardziej zanieczyszczona.

Dla wody nadającej się do picia miano coli powinno wynosić 100 i powyżej.

46

Źródła zanieczyszczeń wody i ich rodzaje

Ze względu na pochodzenie:

naturalne

- pochodzą z domieszek zawartych w wodach

powierzchniowych i podziemnych - np. zasolenie, zanieczyszczenie
związkami żelaza,

sztuczne ( antropogeniczne)

- pochodzące ze ścieków, spływów

z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych,

biologiczne

(bakterie, wirusy, grzyby, glony),

chemiczne

(oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy,

kwasy, zasady).

47

Samooczyszczania się wód

Proces fizyko-chemiczny polegający na eliminowaniu

zanieczyszczeń przez samą naturę, bez ingerencji człowieka.

Dotyczy to zarówno rzek, jak i jezior i innych zbiorników

stojących.

W trakcie samooczyszczania zachodzą takie procesy jak:

rozcieńczanie,
sedymentacja,
adsorpcja,
procesy fotolizy oraz parowania powierzchniowego
oczyszczanie biologiczne (biosorpcja, mineralizacja,
bioakumulacja, immobilizacja).

48

Oczyszczania wód

Sedymentacja

usunięcie z wody cząsteczki mające ciężar właściwy większy niż woda.

Koagulacja

usuwanie z wody bardzo drobnych cząstek z wykorzystywaniem soli
glinu i żelaza. Z koloidami usuwane są również inne zanieczyszczenia,
np. bakterie, jony metali ciężkich, pestycydy i inne.

Filtracja

mechaniczne usuwanie zawiesin i koagulantów w połączeniu z innymi
zanieczyszczeniami.

Dezynfekcja

celem jest zniszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie po
wcześniejszych procesach jej oczyszczania oraz zabezpieczenie wody
przed wtórnym (w sieci) rozwojem organizmów żywych, głównie bakterii.

Czynniki dezynfekujące

:

chlor (najczęściej używany), chloraminy, dwutlenek chloru,
promieniowanie UV, ozon.

49

Wtórne zanieczyszczenie wód

Transport wody do użytkownika czyli systemy wodociągowe:

rury żeliwne i ich korozja,
rury plastikowe z pcv,
rury azbestowo-cementowe,
rury ze stali ocynkowanej lub miedzi,
elementy z mosiądzu (zawory, łączki itd.)
elementy z powłoką aluminiową.

50

Higiena gleby

Gleba - biologicznie czynna powierzchniowa warstwa litosfery, powstała ze

skały macierzystej pod wpływem czynników glebotwórczych (głównie

organizmów żywych, klimatu i wody) i podlegająca stałym przemianom.

Gleba składa się z trzech faz:

stałej – obejmującej cząstki mineralne, organiczne i organiczno-

mineralne o różnym stopniu rozdrobnienia,

ciekłej – wody, w której są rozpuszczone związki mineralne i organiczne

tworzące roztwór glebowy,

gazowej – mieszaniny gazów i pary wodnej.

51

Właściwości fizyczne gleby

Porowatość: suma wolnych przestrzeni w glebie.

Przepuszczalność: szybkość przenikania wody przez warstwę

gleby.

Przewiewność: zdolność do przenikania powietrza i innych

gazów do gleby.

Włosowatość lub kapilarność: tendencja do przenikania

wilgoci do góry wbrew sile ciążenia.

Temperatura: intensywność nagrzewania oraz szybkość utraty

ciepła gleby ma związek z barwą oraz wilgotnością tej gleby.

52

Właściwości chemiczne gleby

Zawartość materii organicznej gleby.

W glebie prawidłowo użytkowanej występuje równowaga pomiędzy
substancjami organicznymi i tworzącymi się związkami próchnicowymi.

W przypadku przyspieszonej mineralizacji możemy wnioskować, iż doszło
do zakwaszenia lub akumulacji toksycznych związków.

Zawartość próchnicy

Węgiel i próchnica pozwalają oszacować zawartość substancji organicznej
w glebie, a także stopień jej humifikacji.

Zawartość azotu.

Zależny od jakości oraz ilości substancji organicznej, a także od stopnia
rozkładu.

Zawartość azotu w glebie to zawartość azotu organicznego + zawartość
związków mineralnych azotu.

53

Właściwości biologiczne gleby

Organizmy glebowe to:

mikroorganizmy

(glony, pierwotniaki, grzyby i bakterie),

mezofauna

(nicienie, skoczogonki, drobne stawonogi i wazonkowce)

makrofauna

(dżdżownice, ślimaki, większe wazonkowce i stawonogi).

Mikroorganizmy żyjące w glebie wraz z innymi organizmami, należą do

czynników tworzących glebę.

Wśród mikroorganizmów glebowych najważniejsze są bakterie i grzyby, gdyż

są one

związane

z przepływem

energii i obiegiem

podstawowych

pierwiastków w ekosystemach lądowych.

Aktywność fizjologiczna mikroorganizmów jest podstawą takich procesów

glebowych takich jak:

dekompozycja (rozkład substancji organicznej),

mineralizacja azotu (nitryfikacja, amonifikacja),

mineralizacja związków fosforu i przemiany siarki.

54

Właściwości biologiczne gleby

Bakterie chorobotwórcze

forma zarodników: laseczki tężca, wąglika, zgorzeli gazowej
i jadu kiełbasianego,

formy aktywne: duru brzusznego, paradurów, czerwonki

.

Inne organizmy patogenne:

jaja glisty ludzkiej, owsików, włosogłówki, tasiemca.

55

Samooczyszczanie gleby

Czynnik, od których zależy proces samooczyszczania:

rodzaj i stężenie zanieczyszczeń,
żyzność gleb (zawartość substancji organicznych)
zawartość mikroorganizmów

Samooczyszczanie gleby:

warunki tlenowe

(aerobowe) – utlenianie, mineralizacja, nitryfikacja

(procesy korzystne).
powstają naturalne nawozy ze związków organicznych (siarczany,
fosforany, azotany)

warunki beztlenowe

(anaerobowe) – gnicie i fermentacja (procesy

niekorzystne).
Ze związków organicznych powstają substancje szkodliwe dla środowiska
(amoniak, siarkowodór, fosforowodór)

56

Dziękuję za uwagę.

56