„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Mariusz Dąbrowski

Określanie zasad gospodarki wodnej w środowisku
723[05].O1.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Sylwester Karbowiak
mgr inż. Jolanta Skoczylas



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Mariusz Dąbrowski



Konsultacja:
dr inż. Jacek Przepiórka









Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 723[05].O1.04
„Określanie zasad gospodarki wodnej w środowisku”, zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu monter – instalator urządzeń technicznych w budownictwie wiejskim.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

4

2. Wymagania wstępne

6

3. Cele kształcenia

7

4. Materiał nauczania

8

4.1.

Podstawowe pojęcia dotyczące ochrony i kształtowania środowiska

8

4.1.1. Materiał nauczania

8

4.1.2. Pytania sprawdzające

10

4.1.3. Ćwiczenia

10

4.1.4. Sprawdzian postępów

11

4.2.

Podstawy ekologii

12

4.2.1. Materiał nauczania

12

4.2.2. Pytania sprawdzające

13

4.2.3. Ćwiczenia

13

4.2.4. Sprawdzian postępów

14

4.3.

Woda w przyrodzie

15

4.3.1. Materiał nauczania

15

4.3.2. Pytania sprawdzające

16

4.3.3. Ćwiczenia

17

4.3.4. Sprawdzian postępów

17

4.4.

Zasoby wody w Polsce

18

4.4.1. Materiał nauczania

18

4.4.2. Pytania sprawdzające

21

4.4.3. Ćwiczenia

21

4.4.4. Sprawdzian postępów

22

4.5.

Retencja wody

23

4.5.1. Materiał nauczania

23

4.5.2. Pytania sprawdzające

25

4.5.3. Ćwiczenia

25

4.5.4. Sprawdzian postępów

26

4.6.

Ujęcia wód

27

4.6.1. Materiał nauczania

27

4.6.2. Pytania sprawdzające

30

4.6.3. Ćwiczenia

30

4.6.4. Sprawdzian postępów

31

4.7.

Jakość wody

32

4.7.1. Materiał nauczania

32

4.7.2. Pytania sprawdzające

34

4.7.3. Ćwiczenia

34

4.7.4. Sprawdzian postępów

35

4.8.

Metody uzdatniania wody

36

4.8.1. Materiał nauczania

36

4.8.2. Pytania sprawdzające

40

4.8.3. Ćwiczenia

40

4.8.4. Sprawdzian postępów

41

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

4.9.

Źródła ścieków w środowisku wiejskim

42

4.9.1. Materiał nauczania

42

4.9.2. Pytania sprawdzające

44

4.9.3. Ćwiczenia

44

4.9.4. Sprawdzian postępów

45

4.10. Zasady oczyszczania i odprowadzania ścieków do odbiorników

46

4.10.1. Materiał nauczania

46

4.10.2. Pytania sprawdzające

53

4.10.3. Ćwiczenia

53

4.10.4. Sprawdzian postępów

54

4.11. Przydomowe oczyszczalnie ścieków

55

4.11.1. Materiał nauczania

55

4.11.2. Pytania sprawdzające

57

4.11.3. Ćwiczenia

58

4.11.4. Sprawdzian postępów

59

4.12. Wpływ użytkowanych obiektów budownictwa wiejskiego i produkcji

rolnej na zanieczyszczenia wód w środowisku

60

4.12.1. Materiał nauczania

60

4.12.2. Pytania sprawdzające

61

4.12.3. Ćwiczenia

61

4.12.4. Sprawdzian postępów

63

4.13. Zasady racjonalnej gospodarki wodą

64

4.13.1. Materiał nauczania

64

4.13.2. Pytania sprawdzające

66

4.13.3. Ćwiczenia

66

4.13.4. Sprawdzian postępów

67

5. Sprawdzian osiągnięć

68

6. Literatura

74

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o podstawowych pojęciach

dotyczących ochrony i kształtowania środowiska, określaniu zasad gospodarki wodnej
w środowisku.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś
mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej,

−

cele kształcenia tej jednostki modułowej,

−

materiał nauczania (rozdział 4), który umożliwia samodzielne przygotowanie się do
wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów. Obejmuje on również ćwiczenia, które
zawierają wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczeń. Po
ćwiczeniach zamieszczony został sprawdzian postępów. Wykonując sprawdzian postępów
powinieneś odpowiadać na pytania tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo
nie,

−

sprawdzian osiągnięć, w którym zamieszczono instrukcję dla ucznia oraz zestaw zadań
testowych sprawdzających opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki,
zamieszczona została także karta odpowiedzi,

−

wykaz literatury obejmujący zakres wiadomości dotyczących tej jednostki modułowej,
która umożliwia Ci pogłębienie nabytych umiejętności.
Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela

o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

Schemat układu jednostek modułowych

723[05].O1.01

Stosowanie przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy,

ochrony przeciwpożarowej

oraz ochrony środowiska

723[05].O1

Podstawy

zawodu

723[05].O1.02

Rozpoznawanie obiektów

budownictwa wiejskiego

723[05].O1.03

Posługiwanie się

dokumentacją techniczną

723[05].O1.04

Określanie zasad gospodarki

wodnej w środowisku

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu budownictwa,

−

stosować przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy,

−

stosować przepisy dotyczące ochrony przeciwpożarowej,

−

stosować przepisy dotyczące ochrony środowiska,

−

organizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

posłużyć się pojęciami z zakresu ochrony i kształtowania środowiska oraz ekologii,

−

wyjaśnić znaczenie wody w życiu człowieka, w przemyśle oraz rolnictwie,

−

określić zasoby wody w Polsce,

−

określić rodzaje retencji wody,

−

scharakteryzować źródła wody występujące w przyrodzie,

−

scharakteryzować rodzaje wód powierzchniowych i podziemnych,

−

rozróżnić rodzaje ujęć wodnych,

−

określić wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do różnych celów,

−

scharakteryzować zanieczyszczenia wody,

−

scharakteryzować metody i urządzenia do uzdatniania wody,

−

rozróżnić rodzaje zbiorników wody czystej,

−

rozróżnić rodzaje ścieków i określić ich wpływ na środowisko,

−

scharakteryzować zasady oczyszczania i odprowadzania ścieków,

−

rozróżnić rodzaje oczyszczalni ścieków stosowanych w środowisku wiejskim,

−

określić warunki budowy przydomowej oczyszczalni ścieków,

−

ocenić wpływ obiektów budownictwa wiejskiego i produkcji rolniczej na zanieczyszczenia
wód w środowisku,

−

zastosować zasady racjonalnej gospodarki wodą w środowisku.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawowe pojęcia dotyczące ochrony i kształtowania

środowiska

4.1.1. Materiał nauczania

Środowisko i jego elementy

Podstawowym aktem prawnym regulującym zagadnienia ochrony środowiska oraz warunki

korzystania z jego zasobów jest ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku Prawo ochrony
środowiska (Dz.U. Nr 62 poz.627).

Środowiskiem jest ogół elementów przyrodniczych, w szczególności powierzchnia ziemi

łącznie z glebą, kopaliny, wody, powietrze, świat roślinny i zwierzęcy, a także krajobraz
znajdujący się w stanie naturalnym, jak też przekształcony w wyniku działalności człowieka.

W najszerszym pojęciu środowisko można rozumieć jako całą otaczającą nas

rzeczywistość materialną i duchową, świat innych ludzi, wytwory kultury, relacje
międzyludzkie, przestrzeń. Środowiskiem jest zbiór elementów przyrody i wytworów
człowieka, powiązanych siecią wzajemnych relacji i podlegający ciągłym zmianom.

Elementy przyrodnicze środowiska stanowią warunki klimatyczne, hydrologiczne,

litologiczne i świat organizmów żywych. Dostarczają człowiekowi składników niezbędnych do
życia: wody, tlenu, a także umożliwiają produkcję żywności. Rozwój cywilizacji spowodował
powstanie szeregu czynników, które w sposób pozytywny lub negatywny oddziałują na
przyrodnicze elementy środowiska. Przyroda stwarza przestrzeń życiową oraz daje surowce i
energię niezbędną człowiekowi do jego egzystencji, umożliwiając jednocześnie rozwój
duchowy i życie społeczno – gospodarcze.

Rys. 1.

Powiązanie działalności człowieka z elementami środowiska przyrodniczego [7, s. 120]

Zasoby przyrody i ich degradacja

Wszelkie bogactwa kuli ziemskiej były na niej od początku jej istnienia (ok. 4,5 mld lat).

Człowiek wykorzystywał je od zarania dziejów (woda, powietrze, gleba, rośliny, las
dostarczający drewno, skały do budowy), niektóre zaś zaczął pozyskiwać w toku rozwoju

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

cywilizacji (surowce energetyczne, rudy metali, surowce mineralne). Wszystkie te bogactwa,
to pewne wielkości (materia i energia) mierzalne, które wyrażamy w jednostkach masy lub
energii i nazywamy zasobami przyrody.

Zasoby niewyczerpywalne (stałe) to takie, których w dającej się wyobrazić przyszłości

nigdy nie zabraknie. Ich zniszczenie może nastąpić w wyniku katastrofy. Zaliczamy tu źródła
energii różnego pochodzenia: promieniowanie słoneczne, energia geotermiczna, energia
pływów, energia wiatru, energia spadku wody, energia prądów morskich.

Zasoby wyczerpywalne to takie, których eksploatacja zagraża wyczerpaniem, a stan ten

w dużej mierze zależy od człowieka. Są one mniej lub bardziej odnawialne.

Do zasobów nieodnawialnych zaliczamy te, których tworzenie mierzy się milionami lat

np.: ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel kamienny i brunatny, torf, łupki bitumiczne, paliwa
jądrowe, rudy metali, surowce mineralne, sól, siarka, fosforyty, wapienie, dolomity, margle.

Do zasobów odnawialnych zaliczamy te, które przy odpowiednio racjonalnej gospodarce

odnawiają się na tyle szybko, że mamy do nich stały dostęp, mogą jednak ulec zniszczeniu na
skutek rabunkowej gospodarki człowieka. Zaliczamy do nich florę, faunę, wodę, powietrze,
gleby, drewno, żywność, nawozy organiczne.

Ochrona środowiska przyrodniczego

Ochrona środowiska oznacza zespół działań mający na celu:

1) racjonalne gospodarowanie zasobami przyrodniczymi – elementami środowiska,
2) przeciwdziałanie lub zapobieganie zjawiskom i stanom uciążliwym dla środowiska, a także

powodującym jego zniszczenie, uszkodzenie, zanieczyszczenie, zmiany cech fizycznych
lub charakteru elementów przyrodniczych,

3) przywracanie środowiska lub jego elementów do właściwego stanu.

Intensywny rozwój przemysłu i rolnictwa wywiera destrukcyjny wpływ na środowisko

przyrodnicze. Emisja różnorodnych zanieczyszczeń (przekraczająca dopuszczalne normy)
niekorzystnie wpływa na środowisko przyrodnicze oraz zdrowie ludzi. Do negatywnych
zjawisk zachodzących w środowisku możemy zaliczyć:
–

wyczerpywanie się zasobów naturalnych w wyniku ich niepohamowanej eksploatacji,

–

rosnące zanieczyszczenie wód, atmosfery i gleby spowodowane chemizacją rolnictwa,

–

wzrastającą ilość odpadów,

–

niszczenie naturalnych środowisk, w tym lasów,

–

zmniejszenie różnorodności biologicznej.
Ochrona środowiska przed zanieczyszczeniem przejawia się w redukcji emisji

zanieczyszczeń do wód, atmosfery i gleby poprzez:
–

wprowadzanie w zakładach przemysłowych urządzeń odpylających i oczyszczających,
pozwalających skutecznie zminimalizować emisję toksycznych gazów,

–

stosowanie nowoczesnych technologii i urządzeń energooszczędnych,

–

odsiarczanie paliwa, mające znaczenie dla ograniczenia ilości SO

2

w atmosferze,

–

wykorzystanie alternatywnych źródeł energii np. elektrowni słonecznych, wodnych lub
wiatrowych,

–

wprowadzanie urządzeń oczyszczających ścieki,

–

instalowanie w samochodach katalizatorów spalania i używanie benzyny bezołowiowej,

–

ograniczenie ilości zużywanych pestycydów,

–

racjonalne użytkowanie nawozów mineralnych,

–

zagospodarowywanie odpadów, m. in. recykling (proces przetwórstwa odpadów,
pozwalający na uzyskiwanie z nich użytecznych surowców).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaki akt prawny reguluje zagadnienia z zakresu ochrony i kształtowania środowiska?
2. Jak zdefiniujesz pojęcie „środowisko”?
3. Jakie znasz elementy środowiska przyrodniczego?
4. Co to są zasoby przyrody?
5. Jak można sklasyfikować zasoby przyrody?
6. Jaka jest różnica pomiędzy zasobami niewyczerpywalnymi a wyczerpywalnymi?
7. Jak klasyfikujemy zasoby wyczerpywalne?
8. Jakie znasz negatywne zjawiska zachodzące w środowisku przyrodniczym?
9. W jaki sposób można redukować emisję zanieczyszczeń do atmosfery, wód i gleby?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na mapie konturowej gminy, w której mieszkasz zaznacz:

−

występujące surowce energetyczne – kolorem żółtym,

−

zakłady przemysłowe emitujące zanieczyszczenia – czarnymi kropkami,

−

rzeki i jeziora – na niebiesko,

−

zabytki kultury – czerwoną gwiazdką,

−

parki narodowe, rezerwaty i parki krajobrazowe – na zielono.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) nanieść określonymi kolorami elementy środowiska, wyszczególnione w treści ćwiczenia,

na mapę konturową gminy,

2) uzasadnić swój wybór.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

odbitka kserograficzna administracyjnej mapy konturowej gminy,

−

kolorowe flamastry,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Zareklamuj w formie ulotki walory przyrodnicze gminy, w której mieszkasz, aby zachęcić

turystów do jej zwiedzania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) opisać walory przyrodnicze na terenie swojej gminy (np. miejsca wypoczynku i rekreacji,

zbiorniki wodne i kąpieliska, zabytki przyrody i kultury),

2) sporządzić ulotki reklamowe na arkuszach papieru,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusze papieru, na których przedstawione zostaną propozycje ulotek reklamujących
walory przyrodnicze gminy,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

określić akt prawny, który reguluje zagadnienia ochrony środowiska?





2)

określić działania, jakie podejmuje ochrona środowiska?





3)

wymienić elementy środowiska przyrodniczego i wykazać ich
powiązanie z działalnością życiową człowieka?





4)

dokonać podziału zasobów przyrody i określić różnicę pomiędzy nimi?





5)

określić negatywne zjawiska zachodzące w środowisku przyrodniczym?





6)

określić sposoby ograniczające emisję zanieczyszczeń do wód, atmosfery
i gleby?





7)

wyszukać i określić walory przyrodnicze gminy, w której mieszkasz,
które mogą być atrakcyjnym miejscem wypoczynku dla turystów?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

4.2. Podstawy ekologii

4.2.1. Materiał nauczania

Elementy układu przyrodniczego

Różnorodna liczba gatunków oraz nieustannie zmieniające się warunki sprawiają, że

pomiędzy poszczególnymi składnikami przyrody w toku procesów ewolucyjnych wytworzyło
się wiele związków i zależności. Powstał system wzajemnie powiązanych ze sobą elementów,
tworzący wysoko zorganizowany, samoorganizujący się i samokontrolujący układ
przyrodniczy. Zasadniczymi składnikami tego układu są wszystkie organizmy żywe – czynniki
biotyczne oraz nieożywione elementy środowiska – czynniki abiotyczne, to jest woda,
powietrze i gleba.

Rys. 2.

Układ przyrodniczy złożony z wzajemnie powiązanych i oddziałujących na siebie elementów [7,

s.14]

Organizmy żywe dla swego istnienia potrzebują całego szeregu czynników, które

nazywamy abiotycznymi. Są to elementy materialne, np. podłoże, woda, powietrze, energia
(ciepło, światło) i różne zjawiska (procesy geologiczne, przypływy, wiatry), od których zależy
istnienie żywych istot. Wszystkie elementy materialne, zjawiska i energia, od których zależy
istnienie organizmu, nazywamy środowiskiem.

Podstawowe definicje ekologii oraz przedmiot jej badań

Ekologia jest nauką o strukturze i funkcjonowaniu przyrody. Jej początki jako

samodzielnej dyscypliny nauki sięgają ostatnich lat XIX wieku. Termin „ekologia” jako
pierwszy wprowadził Ernest Haeckel w 1869 roku i pochodzi od greckich słów oikos – dom,
otoczenie, gospodarstwo oraz logos – słowo, nauka.

Struktura przyrody rozpatrywanej jako całość, polega na wzajemnych stosunkach

i wzajemnym oddziaływaniu pomiędzy światem żywych organizmów, a ich środowiskiem.
Ekologia jest nauką zajmującą się organizacją i funkcjonowaniem przyrody oraz
prawidłowościami, które nimi rządzą. Obejmuje swym zasięgiem cały świat ożywiony
i nieożywiony. Wzajemne stosunki miedzy organizmami żywymi a środowiskiem można
poznać analizując różne poziomy organizacji, z których każdy składa się z osobników lub
populacji zwierząt i roślin. Pojęcie „organizm” zastępuje się w ekologii najczęściej pojęciem
„osobnik”, w rozumieniu najmniejszej wyróżnialnej jednostki zdolnej do samodzielnego życia.

Głównym przedmiotem zainteresowań ekologii są następujące poziomy organizacji

przyrody: populacja, biocenoza, ekosystem, biom, biosfera.

Populację tworzą osobniki należące do jednego gatunku, zamieszkujące określony obszar

i powiązane ze sobą wzajemnymi, bezpośrednimi zależnościami. Osobniki należące do danej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

populacji kontaktują się ze sobą i mogą się swobodnie krzyżować, co umożliwia ciągły
przepływ informacji genetycznej i powoduje, że każda populacja ma własny, niepowtarzalny
zestaw genów.

Ekosystem tworzą wpływające na siebie wzajemnie osobniki wszystkich populacji,

bytujących na danym terenie, łącznie z elementami środowiska nieożywionego, w którym żyją
i w którym wzajemnie oddziaływują. Pojęcie ekosystemu jest obszerne i odnosi się do układów
różnych pod względem wielkości. Ekosystemem jest staw, jezioro, las. Ożywioną cześć
ekosystemu nazywamy biocenozą, niekiedy dzieli się ją na część roślinną, czyli fitocenozę
i zwierzęcą, czyli zoocenozę. Nieożywioną część ekosystemu nazywamy biotopem.

Biotop to całość warunków środowiskowych, w których może żyć zespół organizmów.

Cechy ekosystemu wykazują także biomy – olbrzymie zbiorowiska, obejmujące całą formację
roślinną i zwierzęcą żyjącą w danej strefie klimatycznej. Biomem jest tundra, tajga czy
sawanna.

Układy niewielkich ekosystemów, różniących się charakterem, określa się mianem

krajobrazów ekologicznych (przykładem jest Puszcza Kampinoska, w której skład wchodzi
wiele różnych ekosystemów. Wszystkie ekosystemy i krajobrazy przyrodnicze, zarówno
lądowe, jak i morskie, tworzą żywą powłokę Ziemi – biosferę.

Każdy gatunek charakteryzuje się właściwymi dla siebie wymaganiami wobec czynników

środowiskowych. Może żyć tylko w określonej temperaturze, wilgotności, podłożu, przy
określonym dostępie światła. Całokształt wymagań życiowych gatunku to nisza ekologiczna.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest różnica między czynnikami biotycznymi i abiotycznymi?
2. Jakie znasz przykłady czynników abiotycznych?
3. Jakimi zagadnieniami zajmuje się ekologia jako nauka?
4. Jakie znasz poziomy organizacji przyrody?
5. Czym jest populacja?
6. Co nazywamy ekosystemem?
7. Jaka jest różnica pomiędzy biomem a krajobrazem ekologicznym?
8. Czym jest biosfera?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przejrzyj prasę codzienną z ostatnich 2–3 tygodni i odszukaj artykuły poświęcone

problemom ekologii. Sformułuj i zapisz główne problemy ekologiczne opisane w prasie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zgromadzić prasę codzienną z ostatnich 2 – 3 tygodni,
2) wyszukać w prasie artykuły poświęcone zagadnieniom i problemom ekologii,
3) sformułować i zapisać w zeszycie wybrane problemy ekologiczne poruszane w prasie,
4) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

prasa codzienna z ostatnich 2–3 tygodni,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Dokonaj pomiaru wybranych czynników abiotycznych środowiska (temperatura

i wilgotność) w ekosystemie leśnym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać pomiaru temperatury tuż przy glebie przy użyciu termometru,
2) powtórzyć czynność w głębi lasu, na polanie w lesie i na obrzeżach lasu,
3) dokonać pomiaru wilgotności tuż przy glebie przy użyciu higrometru, powtarzając

czynność w wyszczególnionych jak wyżej miejscach lasu,

4) uzyskane wyniki pomiarów zestawić w formie tabeli,
5) wnioski z dokonanych obserwacji zapisać w zeszycie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe: termometr i higrometr,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić elementy układu przyrodniczego?





2)

wskazać różnicę pomiędzy czynnikami biotycznymi i abiotycznymi
środowiska?





3)

zdefiniować wszystkie poziomy ekologiczne organizacji przyrody?





4)

wyjaśnić, jakimi zagadnieniami zajmuje się ekologia jako nauka?





5)

określić związek ekologii z praktyczną działalnością człowieka?





6)

określić składniki środowiska życia wybranego gatunku?





7)

dokonać pomiaru czynników abiotycznych w wybranym ekosystemie?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

4.3. Woda w przyrodzie

4.3.1. Materiał nauczania

Woda należy do substancji najbardziej rozpowszechnionych na kuli ziemskiej, pokrywa

ponad 2/3 powierzchni Ziemi. Ogólną objętość wody na Ziemi szacuje się na 2·10

18

m

3

, z czego

1,37·10

18

m

3

, to wody mórz i oceanów, a zaledwie 0,025%, tj. 500 000 km

3

, to wody słodkie

(powierzchniowe i podziemne). Z ogólnej ilości wód opadowych spadających na powierzchnię
lądów 1/3 objętości odparowuje, 1/3 wzbogaca zasoby wód podziemnych i 1/3 spływa po
powierzchni Ziemi. Objętość wody będącej w ciągłym obiegu szacuje się na ok. 0,025%
zasobów wody na Ziemi.

Krążenie wody w przyrodzie

Zasoby wodne Ziemi uczestniczą w procesie krążenia, który polega na nieustannej

wymianie wody pomiędzy hydrosferą i atmosferą. W wymianie tej bierze udział także litosfera i
biosfera. Głównymi siłami sprawczymi krążenia wody pomiędzy różnymi sferami są energia
cieplna i siła ciężkości. Z energią cieplną związany jest proces parowania (przechodzenie ciała
ze stanu ciekłego do stanu gazowego) i kondensacji pary wodnej, a w wyniku działania siły
ciężkości następuje opadanie kropel wody w atmosferze, przemieszczanie się wody w rzekach,
występują wahania głębokości zalegania wód podziemnych. Ogniwo atmosferyczne procesu
krążenia wody obejmuje przemieszczanie się pary wodnej za pośrednictwem cyrkulacji
powietrza oraz kondensację pary w atmosferze i opad.

Rys. 3.

Schemat obiegu wody w przyrodzie [8, s.140]

Właściwości i skład fizyczno-chemiczny wód

Woda cechuje się dużym ciepłem topnienia i krzepnięcia, a zwłaszcza utajonym ciepłem

parowania i skraplania. Te właściwości sprawiają, że powoli paruje i zamarza oraz powoli
topnieje lód, co ma istotne znaczenie dla funkcjonowania całej biosfery. Woda największą
gęstość osiąga w temperaturze 3,98

o

C. Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się jej

lepkość, a wzrost ciśnienia powoduje obniżanie się temperatury zamarzania wody. Przy
zamarzaniu wody obserwuje się wzrost jej objętości o około 10%.

Krążenie wody w przyrodzie oraz fakt, że jest ona dobrym rozpuszczalnikiem powoduje,

że woda w przyrodzie nie występuje jako czysty chemicznie związek tlenu i wodoru. Jest ona

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

zawsze bardzo rozcieńczonym roztworem soli, kwasów, zasad i gazów. Substancje trafiające
do wód jako efekt działania uwarunkowań naturalnych nazywa się domieszkami, natomiast
pozostałe – zanieczyszczeniami.

W przyrodzie występują wody:

−

powierzchniowe płynące (rzeki, strumienie, potoki, rowy melioracyjne),

−

śródlądowe stojące (jeziora, stawy, sztuczne zbiorniki retencyjne),

−

morskie,

−

podziemne (płytkie i głębokie).
Wody te różnią się składem fizyczno-chemicznym decydującym o ich przydatności do

ujmowania. Wody słodkie zawierają ilości soli rzadko przekraczające 1,0 g/dm

3

. Dominują

w ich składzie sole wapnia i magnezu, głównie ich wodorowęglany, siarczany i chlorki,które
występują w mniejszych ilościach. Sole sodu, potasu i innych metali w wodach słodkich, które
obecne są w mniejszych ilościach niż sole wapnia. Cechą charakterystyczną wód morskich jest
ich zasolenie. Wody Bałtyku zawierają około 6g soli/dm

3

, zaś Atlantyku około 36g soli/dm

3

.

Wody morskie bogate są w sole sodowe i magnezowe, przy czym 77,75% ogólnej zawartości
soli stanowi chlorek sodu. Pozostałe sole znajdujące się w wodach słonych to chlorek
magnezu, siarczan magnezu, siarczan wapnia, siarczan potasu i pozostałe sole metali
występujących w skorupie ziemskiej. Rodzaj soli w wodach podziemnych zależy od rodzaju
skał, z którymi kontaktuje się woda, a do makroskładników należą wodorowęglany, siarczany,
chlorki, wapń, magnez sód i potas.

Znaczenie wody w życiu człowieka, przemyśle i rolnictwie

Woda w biologicznym znaczeniu jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków

ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych organizmów.
Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu
wewnątrzustrojowego np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów,
enzymów. Reguluje temperaturę tkanek ciała i uczestniczy w reakcjach hydrolizy. Stanowi
także płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii

Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15%

więcej. Woda jest czynnikiem niezbędnym zarówno dla życia codziennego każdego z nas, jak i
dla rolnictwa, przemysłu, gospodarki komunalnej i innych gałęzi. Zużywana jest na cele
bytowo-gospodarcze w gospodarstwach domowych np. do picia, przygotowania posiłków,
utrzymania higieny osobistej, mycia naczyń, prania, utrzymywania czystości pomieszczeń oraz
na cele bytowo-gospodarcze w zakładach pracy i instytucjach użyteczności publicznej (szkoły,
żłobki, kina, urzędy miejskie, szpitale, ośrodki zdrowia).

Rolnictwo zużywa wodę na cele hodowlane (pojenie i mycie zwierząt, przygotowywanie

dla nich karmy, utrzymanie w czystości pomieszczeń inwentarskich) oraz do podlewania
zieleńców i upraw roślinnych. W miejscowościach wiejskich woda na cele przemysłowe
wykorzystywana jest przez przemysł rolno-spożywczy (mleczarnie, piekarnie, wytwórnie
soków, rzeźnie, cukrownie, zakłady owocowo-warzywne) do celów produkcyjnych
i utrzymania w czystości maszyn i urządzeń technicznych.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaka jest objętość zasobów wodnych Ziemi?
2. W jaki sposób przebiega proces krążenia wody w przyrodzie?
3. Jakie właściwości fizyczne cechują wodę?
4. Jak przedstawia się podział wód występujących w przyrodzie?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

5. Jaki jest skład chemiczny wód słodkich?
6. Jaki jest skład wód podziemnych?
7. W jaki sposób woda wykorzystywana jest przez człowieka, przemysł i rolnictwo?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Narysuj schemat krążenia zasobów wodnych w przyrodzie i scharakteryzuj proces

wymiany wody pomiędzy różnymi sferami (hydrosfera, atmosfera, litosfera, biosfera).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wykonać schemat krążenia zasobów wodnych w przyrodzie,
2) scharakteryzować proces wymiany wody pomiędzy określonymi sferami,
3) zaprezentować efekty swojej pracy,
4) dokonać oceny wykonania ćwiczenia.

−

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory i materiały do rysowania: ołówki i kartki papieru,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Dokonaj klasyfikacji wód występujących w przyrodzie oraz określ ich skład fizyczno-

chemiczny. Wyniki swojej pracy zestaw w formie tabeli.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wykonać tabelę obrazującą rodzaje wód występujących w przyrodzie oraz ich skład

fizyczno-chemiczny,

2) zaprezentować efekty swojej pracy,
3) uzasadnić sposób wykonania zadania.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory i materiały do pisania: długopis i arkusze papieru,

−

literatura z rozdziału 6.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

omówić proces krążenia wody w przyrodzie?





2)

określić właściwości i skład fizyczno-chemiczny wód?





3)

scharakteryzować rodzaje wód występujących w przyrodzie?





4)

określić znaczenie wody w życiu człowieka, przemyśle i rolnictwie?





5)

narysować i omówić schemat krążenia zasobów wodnych w przyrodzie?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

4.4. Zasoby wody w Polsce

4.4.1. Materiał nauczania

Zasoby wodne Polski

Zasoby wodne określić można jako wody nadające się do wykorzystania, a zatem niemal

wszystkie wody kuli ziemskiej (rzeczne, jeziorne, morskie, podziemne, glebowe, lód
lodowców górskich i polarnych, para wodna) z wyjątkiem wody zawiązanej wchodzącej
w skład biomasy i minerałów.

Zasoby wodne odnoszą się do określonego naturalnego obszaru (np. zlewni) lub regionu

administracyjnego (województwa, kraju). Precyzować należy również okres czasu dla jakiego
rozpatrujemy te zasoby (np. zasoby wodne w określonym miesiącu, w sezonie wegetacyjnym
lub okresie rocznym). Zasoby wodne klasyfikuje się w zależności od ich użytkowania, mówimy
o zasobach wodnych możliwych do wykorzystania np. w rolnictwie lub leśnictwie.

Na zasoby wodne składają się trzy rodzaje wód: opady i osady atmosferyczne, wody

podziemne i powierzchniowe objęte rocznym cyklem hydrologicznym.

Opady i osady atmosferyczne – dostarczają wody bezpośrednio do odbiorcy –

konsumenta, którym jest rolnictwo i leśnictwo. Dopiero czasowy niedobór opadów sprawia, że
te gałęzie gospodarki sięgać muszą po inne zasoby wodne.

Wody podziemne głębokie – przeznaczone są, zgodnie z prawem wodnym do

zaopatrzenia ludności, głównie do celów konsumpcyjnych; pobór tych wód nie może naruszać
równowagi hydrodynamicznej (tj. trwale obniżać poziomu wodonośnego).

Wody powierzchniowe – to roczna wielkość odpływu rzecznego pochodząca z odpływu

powierzchniowego i gruntowego (wody podziemne płytkie, czwartorzędowe, zasilające wody
powierzchniowe), a także odpływu z jezior - przeznaczone są głównie dla przemysłu i do
nawodnień.

Potencjał wodny Polski

Globalny ekosystem lądowy uzależniony jest od zasobów wód słodkich, stanowiących

niewielki procent wszystkich wód. Zdecydowaną większość stanowią wody oceanu
światowego, których uzdatnianie pociąga za sobą ogromne koszty.

Polska należy do krajów o małych zasobach wodnych. Średni roczny odpływ wód

powierzchniowych (jeziora, rzeki), łącznie z dopływami z zagranicy, w latach 1951–2000
wyniósł 62,4 km

3

, w tym z obszaru Polski 54 km

3

. W przeliczeniu na 1 mieszkańca daje to

roczny zasób wód ok. 1,6 dam

3

(dam

3

= dekametr sześcienny = 10mx10mx10m = 1000 m

3

).

W krajach europejskich przeciętne zasoby wód powierzchniowych (odpływy) szacowane

są na 4,6 dam

3

/rok na jednego mieszkańca. Jest to średnio prawie 3 razy więcej wody rocznie

na każdego mieszkańca, niż w Polsce.

Zasoby wodne Polski cechuje duża zmienność sezonowa i nierównomierność

rozmieszczenia terytorialnego. Zbiorniki retencyjne mają znikomą pojemność. Mogą one
zatrzymać tylko 6% rocznego dopływu wód w Polsce, co nie zapewnia koniecznej ochrony
wody przed okresowymi nadmiarami (powodzie), jak też deficytami wody (susze).

Łącznie spada na lądy 119 000 km

3

deszczu w ciągu roku, z czego na obszar Polski

przypada 189 km

3

(czyli 0,16%, zaś udział Polski w powierzchni lądów wynosi 0,21%). 138

km

3

paruje, zaś reszta 51 km

3

zasila rzeki, jeziora i wody podziemne. Dodatkowo 5 km

3

spływa do nas z krajów sąsiednich. Roczne zasoby wodne Polski wynoszą, więc 56 km

3

, co

daje w przeliczeniu na jednego mieszkańca 1450 m

3

/rok. Jest to ilość niewiele większa niż

zasoby wodne Egiptu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Rys. 4.

Stan hydrologiczny w dorzeczach w Polsce [Dane Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej]

Zasoby eksploatacyjne wód podziemnych (studnie głębinowe) są coraz większe (nowe

poszukiwania) i wzrastają od wartości 15 400 hm

3

w roku 1995 do wartości 16 400 hm

3

w roku 2003. Główne ich zasoby znajdują się w następujących utworach geologicznych:

−

czwartorzędowych – ok. 11 000 hm

3

tj. 66%,

−

trzeciorzędowych – ok. 1 700 hm

3

tj. 10%,

−

kredowych – ok. 2 200 hm

3

tj. 13%,

−

starszych – ok. 1 700 hm

3

tj. 10% zasobów.

Są to znakomitej jakości wody pitne, klasy Ia i Ib (najwyższe).

Tabela 1. Klasyfikacja dostępności wody [Dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Średnie roczne zasoby na mieszkańca

w m

3

Dostępność wody

poniżej 1000

skrajnie mała

1000–2000

bardzo mała

2000–5000

mała

10000–20000

powyżej średniej

20000–50000

duża

powyżej 50000

bardzo duża

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Rys. 5.

Zasoby własne wody w województwach w Polsce [Dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Zużycie wody na potrzeby gospodarki narodowej

Podstawowym rodzajem użytkowania zasobów wodnych, najsilniej oddziaływującym na

ich stan ilościowy i jakościowy, jest pobór wody na cele gospodarcze i wykorzystywanie wód
jako odbiorników ścieków wytworzonych w różnych sektorach gospodarki.

Głównym odbiorcą wody jest przemysł, który użytkuje ponad 2/3 pobieranych wód.

Ponad 83% wody pobieranej na potrzeby gospodarki narodowej pochodzi z wód
powierzchniowych, 14% – z wód podziemnych, tylko około 2% – ze zrzutów wód
kopalnianych. Ponad 1/4 wód podziemnych o bardzo wysokiej jakości wykorzystywana jest
przez przemysł na cele produkcyjne. Nie są właściwie zagospodarowane wody kopalniane
spełniające wymogi jakościowe wody pitnej. Z ogólnej ilości tych wód osiągającej 0,8 km

3

rocznie użytkowane jest jedynie niecałe 40%.

Pobór wody na potrzeby przemysłu, rolnictwa i eksploatacji sieci wodociągowych

w Polsce w roku 2005 oraz dla porównania w roku 2004 obrazują poniższe tabele.

Tabela 2. Zużycie wody na potrzeby gospodarki narodowej i ludności w Polsce w 2005 r.

[Dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Przemysł

Rolnictwo

Wodociągi

Ogółem

7 693,6

1 101,0

1 587,4

10 332,5

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Tabela 3. Pobór wody na potrzeby gospodarki narodowej i ludności według źródeł poboru i województw

w 2004 r. [Dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Na cele

WOJEWÓDZTWA

produkcyjne

eksploatacji sieci
wodociągowej

w tym wody

wody

Ogółem

razem

po

w

ie

rzc

hn

io

we

pod

zi

em

ne

nawodnień
w rolnictwie
i leśnictwie
oraz
uzupełnianie
stawów
rybnych

razem

po

w

ie

rzc

hn

io

we

pod-
ziemne

w hm

3

na

1

km

2

w
dam

3

w hektometrach sześciennych

P O L S K A

10990,0 35,1

7817,0

7485,0 224,7 1071,5

2101,5 695,7

1405,9

Dolnośląskie

456,0

22,9

126,7

112,9

10,0

145,3

183,9

57,4

126,5

Kujawsko-Pomorskie

236,4

13,2

73,3

64,8

8,3

48,1

115,0

21,4

93,6

Lubelskie

355,0

14,1

111,0

91,9

17,4

157,9

86,1

0,1

86,0

Lubuskie

101,1

7,2

15,7

5,8

7,9

33,2

52,3

4,0

48,3

Łódzkie

326,9

17,9

88,0

71,6

15,1

90,5

148,4

14,4

134,0

Małopolskie

879,9

57,9

639,2

594,8

11,8

85,6

155,1

103,3

51,8

Mazowieckie

2678,3

75,3

2286,9

2253,1 32,9

100,3

291,1

160,4

130,7

Opolskie

127,0

13,5

47,8

32,4

12,0

28,2

51,0

5,1

45,9

Podkarpackie

274,0

15,4

133,6

121,3

8,8

60,2

80,1

43,6

36,5

Podlaskie

88,8

4,4

14,3

2,2

11,5

19,7

54,8

7,6

47,2

Pomorskie

284,8

15,6

139,6

119,9

17,4

26,3

118,8

9,5

109,3

Śląskie

528,9

42,9

126,2

55,2

20,0

72,1

330,6

205,4

125,2

Świętokrzyskie

1110,5

94,8

963,9

951,5

8,7

81,1

65,5

9,7

55,8

Warmińsko-mazurskie

124,1

5,1

30,5

21,0

9,4

25,1

68,6

0,0

68,5

Wielkopolskie

1894,8

63,5

1607,0

1583,4 23,4

91,8

196,0

28,8

167,2

Zachodniopomorskie

1523,5

66,5

1413,2

1403,1 10,1

6,1

104,2

24,9

79,3

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak zdefiniujesz zasoby wodne?
2. Jakie rodzaje wód wchodzą w skład zasobów wodnych?
3. Jaki jest potencjał wodny Polski?
4. Jakie są zasoby eksploatacyjne wód podziemnych?
5. Jaka jest dostępność wód w Polsce w określonych województwach?
6. Z jakich źródeł pobierana jest woda na potrzeby gospodarki narodowej?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przejrzyj prasę codzienną z ostatnich 3 tygodni i znajdź artykuły poświęcone

zagadnieniom gospodarowania zasobami wodnymi. Sformułuj i zapisz główne problemy
poruszane na łamach prasy, związane z niewłaściwym korzystaniem z zasobów wodnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zgromadzić prasę codzienną z ostatnich 3 tygodni,
2) wyszukać w prasie artykuły poświęcone zagadnieniom gospodarowania zasobami

wodnymi,

3) sformułować i zapisać problemy poruszane w prasie, dotyczące niewłaściwego korzystania

z zasobów wodnych,

4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

prasa codzienna z ostatnich 3 tygodni,

−

przybory do pisania,

−

zeszyt,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj graficzne zestawienie (diagram słupkowy) obrazujące ilości wody (w hm

3

)

pobieranej na potrzeby gospodarki narodowej i ludności w Polsce w 2004 dla pięciu
wybranych województw.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować materiały i przybory do sporządzenia diagramu,
2) wykonać diagram słupkowy przedstawiający pobór wody na potrzeby gospodarki

narodowej i ludności w Polsce w roku 2004 według województw,

3) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej przedstawiające pobór wody na
potrzeby gospodarki narodowej i ludności w Polsce w roku 2004,

−

przybory i materiały do rysowania: ołówki, kolorowe kredki, arkusze papieru
milimetrowego,

−

literatura z rozdziału 6.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

określić rodzaje wód tworzących zasoby wodne?





2)

określić potencjał wodny Polski?





3)

określić zasoby eksploatacyjne wód podziemnych Polski?





4)

określić źródła poboru wód na potrzeby gospodarki narodowej
w Polsce?





5)

narysować wykres słupkowy przedstawiający pobór wody?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

4.5. Retencja wody

4.5.1. Materiał nauczania

Retencją nazywamy zatrzymanie wody opadowej na czas, zanim dopłynie ona do

badanego przekroju w korycie cieku.

Uwzględniając przyczyny powodujących retencję rozróżniamy różne jej rodzaje:

−

retencję śniegową, czyli zatrzymywanie wody opadowej w postaci stałej, w utworzonej
pokrywie śnieżnej,

−

retencję lodowcową, zatrzymującą wodę opadową w postaci stałej, w narastającej
zamarzniętej warstwie lodowca,

−

retencję powierzchniową, powstającą na skutek zatrzymywania się wody w zagłębieniach
terenu w postaci kałuż,

−

retencję jeziorową lub zbiornikową, tj. zatrzymywanie wody w jeziorze (zbiorniku), gdy
w okresie większego przyboru dopływa do jeziora więcej wody niż odpływa i następuje
podniesienie zwierciadła wody w jeziorze,

−

retencję koryt rzecznych i terenów zalewowych (jest to retencja podobna do jeziorowej),
gdy rolę zbiornika spełnia samo koryto rzeczne lub tereny przyległe zalewane przez
powódź,

−

retencję gruntową – rolę zbiornika spełniają tu wolne przestrzenie między ziarnami gruntu,
wypełnione przez wsiąkającą wodę opadową, zanim odpłynie ona do cieku w postaci
źródeł lub wysięków.
Aby mogła powstać retencja, musi istnieć zbiornik (miejsce), gdzie woda może się

gromadzić. Istotą retencji jest napełnianie się zbiornika w pewnym okresie, gdy dopływa więcej
wody niż odpływa i opróżnianie się zbiornika w okresie, gdy więcej wody odpływa niż
dopływa. Retencja może powodować znaczne różnice między ilością dopływu i odpływu,
może wpływać na złagodzenie lub spotęgowanie przepływów w rzece w porównaniu
z przepływami, które istniały bez retencji. Ze względów gospodarczych korzystniej jest, gdy
przepływy w rzece nie podlegają wahaniom, są równomierne. Retencję łagodzącą wahania
przepływów nazywamy korzystną, pojemność zwiększającą te wahania – niekorzystną.

Spośród znanych rodzajów retencji najbardziej niekorzystna jest retencja śniegowa. Może

ona gromadzić opady przez dłuższy czas, a przy gwałtownych roztopach woda nagromadzona
w pokrywie śnieżnej spływa w ciągu krótkiego czasu powodując powódź. Do najbardziej
korzystnych należy zaliczyć retencję gruntową, gdyż woda wsiąkająca w okresie deszczowym
odpływa z gruntu powoli w ciągu długiego czasu (kilku miesięcy, roku, a nawet kilku lat).
Dzięki retencji gruntowej większość naszych rzek nie wysycha nawet w okresach długotrwałej
suszy. Korzystna jest również retencja jeziorowa i zbiornikowa. Sztuczne zbiorniki dają
możliwość regulowania odpływu, np. wypuszczanie wody zatrzymanej w czasie powodzi –
w okresie suszy. Jednak katastrofy np. przerwanie zapory, mogą powodować skutek
odwrotny. Retencja lodowcowa jest retencją korzystną, ponieważ lodowce nie ulegają
gwałtownym roztopom; najintensywniej topnieją w lecie przy dużym nasłonecznieniu, a więc w
okresach bezdeszczowych, kiedy woda pochodząca z topnienia lodowca zwiększa przepływy
w rzekach.

Całkowita pojemność zbiorników retencyjnych w Polsce (wraz z mniejszymi zbiornikami)

wynosi 3,6 km

3

. 108 zbiorników retencyjnych w Polsce ma łączną pojemność około 1 mln m

3

.

Tylko

6%

wód

powierzchniowych

jest

retencjonowanych.

W

okresie

1997 – 2001 zrealizowano w Polsce następującą liczbę obiektów małej retencji: piętrzenie
jezior (126 szt.), zbiorniki sztuczne (392 szt.), stawy rybne (545 szt.), budowle piętrzące

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

podstawowe (434 szt.), budowle piętrzące szczegółowe (224 szt.). W wyniku realizacji tych
obiektów uzyskano następujące sumaryczne pojemności retencyjne: jeziora podpiętrzone –
38,99 hm

3

, zbiorniki wodne i stawy – 40,28 hm

3

, retencja korytowa – 5,43 hm

3

. Liczbę

stawów rybnych w skali kraju ocenia się na 4700 szt. a ich szacunkową pojemność na
500 hm

3

.

Tabela 4.Zbiorniki retencyjne na obszarze Polski [Dane Rejonowych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Dorzecze Wisły (wg wielkości rezerwy powodziowej)
Zbiornik

Rzeka

Pojemność
całkowita
[mln m

3

]

Rezerwa
powodziowa
[mlnm

3

]

Powierzchnia
zbiornika [ha]

Przeznaczenie
zbiornika

Rok oddania
do użytku

Solina

San

472,0

81,9

2110

E, Pp, Re, W

1968

Czorsztyn-
Niedzica

Dunajec

231,9

63,3

1234

E, Pp, Re, W, Ryb 1997

Rożnów

Dunajec

166,6

50,0

1600

E, Pp, Re, W

1941

Tresna

Soła

100,0

1000

Zgk, E, Pp, Re, W, 1967

Porąbka

Soła

28,4

47,5

370

E, Pp, Zgk, Re, W, 1936

Goczałkowice

Mała Wisła

166,8

45,4

3200

Zgk, Pp, Ryb

1956

Dobczyce

Raba

125,0

25,8

1070

Zgk, Pp, E,

1986

Świnna Poręba Skawa

161,0

24,5

1040

Zgk, Pp, E, Re, Ryb bud.

do

2010

Wióry

Świślina

35,0

19,0

408

Pp, Re,

2006

Klimkówka

Ropa

43,5

11,5

306

Zgk, Pp, E, Re, W,
Ryb

1994

Sulejów

Pilica

78,8

10,0

1980

Zgk, E, Pp, Re, W,
Ryb

1973

Nielisz

Wieprz

19,5

8,0

834

R, Re, W, Ryb

1997

Chańcza

Czarna

24,5

7,0

470

Pp, Re, W

1984

Żur

Wda

16,0

4,0

300

E, Re, W

1929

Przeczyce

Czarna
Przemsza

20,7

3,0

510

Zp, Pp, Re

1963

Dziećkowice

dorzecze
Przemszy

52,5

-

710

Zp, Re, W

1976

Siemianówka

Narew

79,5

-

3250

R, Pp, E, Ryb, Re,
W

1995

Dębe

Narew

94,3

-

3030

E, Ż, Re, Ryb, W

1963

Włocławek

Wisła

408,0

-

7040

E, Ż, Re, Ryb

1970

Koronowo

Brda

80,6

-

1560

E, Re, W

1960

Łącznie
dorzecze Wisły

2365,6

400,9

32022

E – energetyczny, Zgk – zaopatrzenie w wodę gospodarki komunalnej, Zp – zaopatrzenie
w wodę przemysłu, Ż – żeglugowy, R – rolniczy, Re – rekreacyjny, Ryb – wykorzystywany do
rybołówstwa, W – służący wędkarzom

Suma pojemności całkowitej zbiorników retencyjnych wynosi: dorzecze Odry – 1 053,8

hm

3

(30 %), dorzecze Wisły – 2 371,1 hm

3

(68 %), dorzecza pozostałe – 66,3 hm

3

(2 %).

Istniejące w Polsce zbiorniki retencyjne umożliwiają wyrównanie odpływu w granicach
ok. 5,6%. W chwili obecnej w Polsce budowane są trzy zbiorniki retencyjne wielozadaniowe:
zbiornik Świnna Poręba na rzece Skawie, zbiornik Wióry na rzece Świślinie (dopływ
Kamiennej) oraz zbiornik Nielisz na rzece Wieprz. Łącznie więc do 2010 roku (termin
orientacyjny) retencja zbiornikowa w Polsce wzrośnie o 215,5 hm

3

, co stanowi

ok. 6% w odniesieniu do aktualnego stanu zabudowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

Tabela 5. Zbiorniki retencyjne na obszarach Polski [Dane Regionalnych Zarządów Gospodarki Wodnej]

Zbiorniki ogółem

Zbiorniki wielozadaniowe
Vc > 7 hm

3

Ilość
zbiorników

Pojemność
całkowita

Suma
powierzchni

Ilość
zbiorników

Pojemność
całkowita

Suma
powierzchni

RZGW

szt.

hm

3

km

2

szt.

hm

3

km

2

Gdańsk

14

164,5

34,7

5

140,2

28,1

Gliwice

12

447,3

71,9

10

439,0

70,8

Kraków

12

1238,2

88,3

10

1 209,8

84,6

Poznań

9

255,3

57,9

2

227,9

45,7

Szczecin

4

20,5

6,5

1

8,8

1,9

Warszawa

13

723,1

180,0

7

689,9

162,8

Wrocław

19

640,3

100,8

14

516,2

95,4

RAZEM

83

3 491,2

540,1

49

3 231,8

489,3

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co to jest retencja?
2. Jakie znasz rodzaje retencji?
3. Jakie są różnice pomiędzy poszczególnymi rodzajami retencji?
4. Które rodzaje retencji uznawane są za korzystne, a które za niekorzystne,

z gospodarczego punktu widzenia?

5. Jaka jest całkowita pojemność zbiorników retencyjnych w Polsce?
6. Jakie znasz zbiorniki retencyjne na obszarze Polski?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Korzystając z danych Regionalnych Zarządów Gospodarki Wodnej sporządź wykres

słupkowy przedstawiający zbiorniki retencyjne na obszarze Polski oraz ich pojemność
(w mln m

3

). Różnymi kolorami zaznacz słupki obrazujące zbiorniki o największej oraz

najmniejszej pojemności. Posłuż się papierem milimetrowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować materiały i przybory do sporządzenia wykresu,
2) wykonać wykres korzystając z danych Regionalnych Zarządów Gospodarki,

przedstawiającej zbiorniki retencyjne na obszarze Polski z oznaczeniem ich pojemności,

3) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
4) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dane Regionalnych Zarządów Gospodarki

obrazujące zbiorniki retencyjne na obszarze

Polski oraz ich pojemność (w mln m

3

),

−

przybory i materiały do rysowania: ołówki, kolorowe kredki, papier milimetrowy,

−

literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Ćwiczenie 2

Opracuj charakterystykę wybranego zbiornika retencyjnego zlokalizowanego w pobliżu

twojego miejsca zamieszkania. Wyniki swojej pracy przedstaw w formie referatu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować w formie referatu charakterystykę wybranego zbiornika retencyjnego,

znajdującego się w twoim rejonie zamieszkania, uwzględniając: lokalizację, powierzchnię,
przeznaczenie, historię zbiornika,

2) zaprezentować efekty swojej pracy – wygłosić referat.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przybory i materiały do pisania: długopis i arkusze papieru,

−

literatura z rozdziału 6.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić i scharakteryzować rodzaje retencji?





2)

wymienić ważniejsze zbiorniki retencyjne na obszarze Polski?





3)

uzasadnić, które rodzaje retencji uznawane są za korzystne, a które za
niekorzystne z gospodarczego punktu widzenia?





4)

opracować charakterystykę określonego zbiornika retencyjnego
w formie referatu?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

4.6. Ujęcia wód

4.6.1. Materiał nauczania

Ujmowanie wód powierzchniowych

Wody powierzchniowe stanowiące potencjalne źródło zaopatrzenia w wodę do picia, dla

celów przemysłowych i rolniczych to przede wszystkim rzeki i strumienie, jeziora oraz
sztuczne zbiorniki budowane dla celów energetycznych, przeciwpowodziowych lub
zaopatrzenia w wodę.

Ujęcia wody z rzek konstruowane są w ten sposób, aby dopływy umieszczone były nie

niżej niż 1–1,5 m od dna rzeki (co pozwala uniknąć dostawania się rumowiska z dna) i nie
wyżej niż 1–1,5 m od lustra wody (aby zapobiec przedostawaniu się dużych części
pływających i unikać ujmowania silnie nagrzanej latem powierzchniowej warstwy wody).
Wloty ujęcia zabezpiecza się przed zalodzeniem ogrzewając elektrycznie kraty i sita. Przy
liniowej prędkości przepływu ujmowanej wody wynoszącej 0,1–0,2 m/s unika się
przedostawania do ujmowanej wody większych zanieczyszczeń pływających i zapobiega
tworzeniu zimą lodu dennego.

Rodzaj ujęcia wód płynących zależy od wielkości cieku i jego głębokości, ilości

ujmowanej wody i innych czynników. Wyróżnia się następujące rodzaje ujęć wód rzecznych:

−

brzegowe, budowane na rzekach średnich i dużych, niewymagających dodatkowego
spiętrzania, sytuowane z reguły na brzegach wklęsłych, tj. tam, gdzie nurt zbliża się
maksymalnie do brzegu; woda ujmowana jest z kanału dopływowego za pośrednictwem
studni zbiorczej lub bezpośrednio za pomocą komory zbiorczej, której ściana czołowa
z otworami dopływowymi wysunięta jest w koryto rzeki (rys. 6),

Rys. 6.

Ujęcie brzegowe wysunięte w koryto rzeki [5, s. 49]

−

nurtowe, budowane również na rzekach średnich i dużych, kiedy głębokość przy brzegu
jest niewielka, składają się z założonego w nurcie wlotu (czerpni) oraz usytuowanej na
brzegu studni zbiorczej, do której woda doprowadzana jest grawitacyjnie lub lewarowo za
pomocą rurociągu (rys. 7); ich odmianą są ujęcia wieżowe, budowane na dużych
i głębokich rzekach,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Rys. 7.

Ujęcie nurtowe z przewodem grawitacyjnym [5, s. 49]

−

zatokowe, budowane na rzekach o dużych prędkościach przepływu, składające się
z zatoki wybudowanej na brzegu i czerpni typu brzegowego (rys. 8),

Rys. 8.

Ujęcie zatokowe [5, s. 50]

−

pobierające wodę z małych rzek i potoków za pomocą specjalnych budowli piętrzących
(jazy, progi denne) do studni zbiorczych lub komór czerpalnych (rys. 9),

Rys. 9.

Ujęcie progowe [5, s. 50]

−

denne drenowe, pobierające wodę z małych rzek i potoków, a składające się z rur
perforowanych, usytuowanych pod dnem cieku i komory zbiorczej na brzegu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Wody stojące ze zbiorników naturalnych (jeziora) pobierane są za pomocą zarówno ujęć

wieżowych, jak i brzegowych, przy czym zasady ich stosowania są podobne, jak przy
ujmowaniu wód płynących. Konstrukcja ujęć ze zbiorników sztucznych zależy od tego, czy są
to zbiorniki o stałym, czy zmiennym poziomie wody. Najczęściej ujęcia te nie różnią się od
ujęć wód z jezior.

Ujmowanie wód podziemnych

Wody występujące w środowisku geologicznym mogą całkowicie lub tylko częściowo

wypełniać pory i szczeliny utworów geologicznych. Wody podziemne całkowicie wypełniające
pory i szczeliny tworzą tzw. strefę saturacji (nasycenia). Powyżej tej strefy leży strefa aeracji
(napowietrzenia), w której wolne przestrzenie są tylko częściowo wypełnione wodą, a
pozostała ich część zajęta jest przez powietrze i inne gazy. Granicę między tymi strefami
tworzy zwierciadło wody podziemnej. Woda wolna występująca w strefie saturacji tworzy
tzw. warstwę wodonośną.

Najpowszechniejszym rozwiązaniem ujęcia wód podziemnych są:

−

studnie pionowe, wiercone do dowolnych głębokości lub szybowe do głębokości
mniejszych,

−

studnie poziome, realizowane w postaci ujęć drenażowych lub studni promienistych.
Studnia pionowa wiercona składa się z kolumny rur okładzinowych zabezpieczających

ściany otworu wiertniczego oraz kolumny filtrowej umożliwiającej dopływ wody do studni
z warstwy wodonośnej za pośrednictwem filtra (rys 10).

Najważniejszymi parametrami charakteryzującymi studnię są:

−

położenie statycznego zwierciadła wody H

k

(kiedy studnia nie jest eksploatowana),

−

położenie dynamicznego zwierciadła wody H

s

(w czasie eksploatacji studni z wydajnością

Q),

−

depresja s (różnica między statycznym i dynamicznym zwierciadłem wody),

−

promień leja depresji R (zasięg oddziaływania eksploatowanej studni na położenie
statycznego zwierciadła wody).

Rys. 10. Studnia pojedyncza doskonała – napięte źródło wody podziemnej [5, s. 53] Q – wydajność

eksploatacyjna studni, R- promień leja depresji

Ujęcia drenażowe stosuje się w przypadku, kiedy zwierciadło hydrostatyczne zalega na

głębokości nie większej niż 5 m od powierzchni terenu, a ośrodek wodonośny ma małą
miąższość i stosowanie studni pionowych jest nieopłacalne. Dreny składają się z rur
perforowanych, którymi ujmowana z warstwy wodonośnej woda doprowadzana jest do studni

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

zbiorczych, następnie pompowana na powierzchnię. Studnie promieniste stanowią system
drenów poziomych, ułożonych promieniście, sytuowanych pod dnem rzeki i studni zbiorczej.

Wodę ze źródeł ujmuje się obudowując miejsca wypływu tzw. komorą ujściową (rys. 11),

która może mieć dno otwarte, w przypadku źródła wstępującego, ascenzyjnego (dopływ wody
od dołu) lub posiada perforowane ściany boczne, w przypadku źródła zstępującego,
descenzyjnego (dopływ wody z boku).

Rys. 11. Ujęcie źródła wstępującego [5, s. 54]

4.6.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakie wody określa się mianem powierzchniowych?
2. Jakie są zasady (kryteria) konstrukcji ujęć wód rzecznych?
3. Jakie znasz rodzaje ujęć wód płynących?
4. Czym charakteryzuje się ujęcie brzegowe?
5. Na jakiej zasadzie funkcjonują ujęcia nurtowe?
6. Jaka jest różnica pomiędzy ujęciami zatokowymi a progowymi?
7. W jaki sposób ujmowane są wody podziemne?
8. Z jakich elementów konstrukcyjnych składa się studnia pionowa wiercona?
9. Jakie parametry charakteryzują studnię pionową wierconą?
10. Na jakiej zasadzie działają ujęcia drenażowe?
11. W jaki sposób ujmowana jest woda ze źródeł?

4.6.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z rysunków przedstawiających rozwiązania konstrukcyjne stosowane w ujmowaniu wód

powierzchniowych i podziemnych, wybierz ten, który przedstawia ujęcie brzegowe wysunięte
w koryto rzeki i scharakteryzuj je.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wybrać spośród rysunków ten, który przedstawia ujęcie brzegowe wysunięte w koryto

rzeki,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

2) scharakteryzować wybrany rodzaj ujęcia wody w formie pisemnej,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

rysunki przedstawiające rozwiązania konstrukcyjne stosowane w ujmowaniu wód,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj rysunek schematyczny ujęcia źródła wstępującego, zaznacz na schemacie

elementy konstrukcyjne ujęcia oraz opisz zasadę jego działania (sposób ujmowania wody).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) dobrać odpowiednie materiały i przybory piśmiennicze,
3) wykonać rysunek schematyczny ujęcia źródła wstępującego,
4) wymienić i zaznaczyć na schemacie elementy konstrukcyjne ujęcia,
5) opisać zasadę ujmowania wody,
6) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

literatura z rozdziału 6.

4.6.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić i scharakteryzować określone rodzaje ujęć wód płynących?





2)

wskazać różnice w sposobie działania poszczególnych typów ujęć
wód?





3)

wymienić elementy konstrukcyjne ujęcia brzegowego wysuniętego
w koryto rzeki?





4)

rozróżnić

schematy

poszczególnych

rodzajów

ujęć

wód

powierzchniowych?





5)

wymienić i omówić sposoby ujmowania wód podziemnych?





6)

omówić parametry konstrukcyjne charakteryzujące studnię pionową
wierconą?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

4.7. Jakość wody

4.7.1. Materiał nauczania

Wymagana jakość wody zależy od jej przeznaczenia, a warunki, jakim powinna

odpowiadać, określane są przez jej użytkownika. W związku z różnym przeznaczeniem wody
wykorzystywanej w przemyśle, rolnictwie oraz innych gałęziach działalności gospodarczej,
warunki stawiane wodzie przeznaczanej na te cele określają odpowiednie normy branżowe,
użytkownicy lub producenci urządzeń np. kotłów.

Jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi w Polsce określa Rozporządzenie

Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 roku (Dz. U. Nr 203 z 2002 r., poz. 1718).
W rozporządzeniu tym stwierdza się, że woda przeznaczona do bezpośredniego użycia przez
konsumentów nie może zawierać składników lub domieszek szkodliwych dla zdrowia,
wywierających ujemny wpływ na smak, zapach lub wygląd, ani mieć cech wskazujących na
zanieczyszczenie.

Tabela 6. Wymagania fizykochemiczne, jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do spożycia przez

ludzi (wybrane wskaźniki jakości wód) [9, zał. 2]

Lp.

Parametry i wskaźniki

Dopuszczalne

zakresy

wartości

A. Wskaźniki fizyczne
1

Barwa

15

2

Mętność

1

3

pH

6,5-9,5

4

Smak

akceptowalny

5

Zapach

akceptowalny

B. Substancje nieorganiczne w mg/l
6

Amoniak

0,5

7

Azotany

50

8

Azotyny

0,5

9

Chlorki

250

10

Fluorki

1,5

11

Kadm

0,003

12

Magnez

30-125

13

Mangan

0,05

14

Miedź

2,0

15

Rtęć

0,001

16

Siarczany

250

17

Sód

200

18

Twardość

60-500

19

Żelazo

0,2

C. Substancje organiczne w μg/l
20

Benzen

1,0

21

Chlorek winylu

0,50

22

Pestycydy

0,10

Woda przeznaczona do zaopatrzenia ludności powinna odpowiadać określonym

warunkom bakteriologicznym, ustalonym w wymienionym rozporządzeniu. Takim samym
warunkom powinna odpowiadać woda przeznaczona na potrzeby zakładów żywienia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

zbiorowego, do produkcji środków spożywczych i farmaceutycznych, kosmetycznych oraz
lodu, a także woda do użytku w zakładach kąpielowych i pływalniach.

Warunki stawiane wodzie mogą być spełnione przez ujmowanie wody o odpowiedniej

jakości, stosowanie procesów oczyszczania oraz należyte gromadzenie i podawanie wody do
sieci wodociągowej.

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 roku określa wymagania,

jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności
w wodę przeznaczoną do spożycia (Dz. U. Nr 32 z 2004 r., poz. 284). Powyższe
rozporządzenie określa zasady klasyfikacji dla prezentowania stanu wód powierzchniowych
i podziemnych, sposób prowadzenia monitoringu oraz sposób interpretacji wyników
i prezentacji stanu tych wód.

Ustala się trzy kategorie jakości wody, w zależności od wartości granicznych wskaźników

jakości wody, które z uwagi na ich zanieczyszczenie muszą być poddane standardowym
procesom uzdatniania, w celu uzyskania wody przeznaczonej do spożycia:

−

kategoria A1 – woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności
filtracji oraz dezynfekcji,

−

kategoria A2 – woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego,
w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji,
dezynfekcji (chlorowania końcowego),

−

kategoria A3 – woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania fizycznego
i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji,
adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowania, chlorowania końcowego).

Wyróżnia się następujące klasy czystości wód powierzchniowych:

−

klasa pierwsza – wody w tej klasie charakteryzują się bardzo dobrą jakością:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do

zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich
uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A1;

b) wartość wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływanie

antropogeniczne;

−

klasa druga – wody w tej klasie można określić jako wody o charakterze dobrym:
a) spełniają w odniesieniu do większości jakości wody wymagania określone dla wód

powierzchniowych, wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę
przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla
kategorii A2;

b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na niewielki wpływ

oddziaływania czynników antropogenicznych;

−

klasa trzecia – wody w danej klasie określić można jako wody zadowalające:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do

zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich
uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2;

b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na umiarkowany wpływ

oddziaływania czynników antropogenicznych;

−

klasa czwarta - wody tej klasy scharakteryzować można jako niezadowalającej jakości:
a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do

zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich
uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A3;

b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują, na skutek oddziaływań

antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych;

−

klasa piąta – wody danej klasy identyfikować można z wodami złej jakości:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

a) nie spełniają wymagań określonych dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do

zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia,

b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wykazują na skutek oddziaływań

antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części
populacji biologicznych.

Stan czystości polskich rzek i jezior

Ogólnie stan czystości rzek jest bardzo zły. Wód o klasie czystości I (najwyższej) jest

łącznie ok. 7%, klasy II (średniej) ok. 34% – III (niskiej) jest najwięcej, blisko 40%. Wód
nadmiernie zanieczyszczonych mamy ok. 20% (stale maleje). Stan wód według kryterium
bakteriologicznego jest przerażający: wody klasy I stanowią 0%, klasy II (średniej) – 6,3%,
wód klasy III (niskiej jakości) jest 53% oraz wód klasy IV (nienadającej się do użytkowania)
jest 42%.

Odra jest bardziej brudna niż Wisła. Najczystszą rzeką jest Dunajec. Jedynym większym

jeziorem I klasy czystości wód, na 120 badanych, jest jezioro Izisko (woj.
zachodniopomorskie): 490 km

2

powierzchni, 63 hm

3

objętości, maksymalna głębokość 42 m.

Stanowi to 6% objętości stale badanych jezior.

4.7.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jaki akt prawny określa obecnie w Polsce wymagania jakościowe wód przeznaczonych do

spożycia przez ludzi?

2. Jakie znasz parametry i wskaźniki jakości wód stosowane w polskich przepisach

prawnych?

3. Jakie znasz kategorie jakości wody?
4. Czym różnią się wody w poszczególnych klasach jakości?
5. Jak przedstawia się stan czystości rzek i jezior w Polsce?

4.7.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotuj argumenty (na podstawie analizy artykułów prasowych) o sposobach

i zasadności ochrony zasobów wodnych Polski oraz zaprezentuj je w formie referatu, plakatu
lub reportażu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przejrzeć prasę z ostatnich kilku miesięcy i wyszukać artykuły dotyczące jakości wód na

terenie naszego kraju oraz metod stosowanych w celu ochrony zasobów wodnych,

2) wyszukać argumenty przemawiające za koniecznością ochrony wód,
3) przeprowadzić w grupie dyskusję na temat metod i form ochrony wód w Polsce,
4) przedstawić zebrane opinie w formie referatu, plakatu lub reportażu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

prasa z kilku ostatnich miesięcy,

−

literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

Ćwiczenie 2

Wykonaj gazetkę na temat sposobów, metod i form wykorzystywanych w ochronie

zasobów wodnych Polski, w celu poprawienia jakości wód.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wyszukać w Internecie lub innych źródłach materiały obrazujące jakość wód w Polsce

oraz informacje na temat metod stosowanych w ochronie wód, dla poprawy ich jakości,

2) wybrać najistotniejsze materiały zgodnie z tematyką ćwiczenia, zebrać w formie gazetki,
3) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

arkusz papieru A 0,

−

artykuły, wykresy, mapy obrazujące jakość wód Polski, z Internetu lub innych źródeł,

−

literatura z rozdziału 6.

4.7.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić obowiązujące w Polsce akty prawne regulujące wymagania
jakości wód przeznaczonych do spożycia przez ludzi oraz wód
powierzchniowych przeznaczonych do zaopatrzenia ludności?





2)

scharakteryzować parametry i wskaźniki fizykochemiczne stosowane do
oceny jakości wód?





3)

wymienić i scharakteryzować poszczególne klasy czystości wód?





4)

przedstawić stan czystości jezior i rzek w Polsce?





5)

wyszukać i zebrać materiały na temat metod i form wykorzystywanych
w ochronie zasobów wodnych Polski, w celu poprawienia jakości wód?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

4.8. Metody uzdatniania wody

4.8.1. Materiał nauczania

Wszystkie wody naturalne, przed ich wykorzystaniem do picia oraz na potrzeby

gospodarcze, czy przemysłowe muszą być odpowiednio przygotowane, co uzyskuje się
w procesach ich oczyszczania. Rodzaj stosowanych procesów jednostkowych oraz układu
technologicznego oczyszczania wody, zależy od rodzaju substancji, które muszą być usunięte
z wody. Najczęściej usuwane z wód bądź niszczone są:

−

zanieczyszczenia zawieszone i koloidalne powodujące mętność i barwę,

−

substancje organiczne pochodzenia naturalnego i antropogenicznego,

−

związki żelaza, manganu oraz metali ciężkich, gazy rozpuszczone: dwutlenek węgla CO

2

,

siarkowodór H

2

S, metan CH

4

i inne,

−

domieszki powodujące smak, zapach, twardość i zasolenie,

−

pasożyty, bakterie, wirusy i glony.
Procesy stosowane w uzdatnianiu wody dzieli się na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Na

rysunku 12 przedstawiono podstawowe procesy jednostkowe oczyszczania wody.

Rys. 12. Procesy jednostkowe oczyszczania wody oraz rodzaj usuwanych domieszek i zanieczyszczeń [4, s.

98]

Napowietrzanie

Jest procesem pozwalającym na usunięcie z wody gazów rozpuszczonych dwutlenku

węgla, siarkowodoru i metanu, powodujących smak i zapach oraz lotnych związków
organicznych. Proces zwiększa zawartość tlenu, a przez usunięcie CO

2

zwiększa się odczyn

(pH) wody. Wprowadzenie do wody tlenu rozpuszczonego stwarza warunki do hydrolizy
i utleniania związków żelaza i manganu. Urządzenia służące do napowietrzania wody noszą

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

nazwę aeratorów. Ich zadaniem jest dostarczenie i wymieszanie z wodą w stosunkowo
krótkim czasie jak największej ilości powietrza.

Koagulacja

Stosowana jest do usuwania z wody cząstek o rozdrobnieniu koloidalnym

(d=10

-7–

10

-5

cm). Zapewnia agregację cząstek koloidalnych organicznych i nieorganicznych,

które następnie jako większe aglomeraty usunięte mogą być z wody w procesach sedymentacji,
flotacji lub filtracji. Łącznie z koloidami usuwane są z wody bakterie, jony metali ciężkich,
wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA, pestycydy i inne. Proces prowadzi się z
udziałem związków chemicznych – soli glinu i żelaza.

Rys. 13. Schemat aeratora ciśnieniowego [5, s.169]

Flotacja

Jest procesem separacji fazy stałej od fazy ciekłej, polegającym na wynoszeniu cząstek

o gęstości mniejszej od gęstości cieczy na jej powierzchnię lub większej – przy zastosowaniu
powietrza. Flotacja stosowana jest do usuwania z wody zawiesin trudno sedymentujących
(glonów).

Rys. 14. Schemat układu do flotacji ciśnieniowej [5, s. 80]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

Sedymentacja

Proces rozdzielania ciał stałych od cieczy pod działaniem siły ciężkości, która powoduje

opadanie cząstek fazy stałej o gęstości większej od gęstości cieczy. W procesie tym usuwane
są zawiesiny mające ciężar właściwy większy niż woda. W technologii uzdatniania wody
sedymentacja przebiega w urządzeniach zwanych osadnikami. Wyróżnia się osadniki
o przepływie poziomym, pionowym, odśrodkowe oraz osadniki z zawieszonym osadem
(klarowniki, pulsatory, akcelatory)(rys. 15, 16, 17).

Rys. 15. Schemat osadnika poziomego [5, s. 68]

Rys. 16. Schemat osadnika odśrodkowego [5, s. 70]

Rys. 17. Schemat akcelatora [5, s. 75]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

Filtracja

Polega na oddzielaniu fazy stałej od fazy ciekłej podczas przepływu wody przez ośrodek

porowaty. Podczas przepływu wody przez złoże filtracyjne zachodzi oddzielenie cząstek
zawieszonych, o rozmiarach większych niż wielkość porów materiału filtracyjnego. W porach
materiału filtracyjnego przebiega szereg procesów fizykochemicznych i biologicznych.
W technologii wody wyróżnia się filtrację pospieszną, która jest stosowana po wcześniejszych
procesach uzdatniania wody oraz powolną, która jest sumą efektów uzyskiwanych podczas
filtracji pospiesznej i procesów biochemicznych zachodzących z udziałem bakterii
saprofitycznych zasiedlających złoże filtrów powolnych.

Urządzeniami służącymi do przeprowadzania powyższego procesu są filtry, wypełnione

warstwami materiałów filtracyjnych, różniących się uziarnieniem i ciężarem właściwym
(rys. 18, 19).

Rys. 18. Schemat filtru powolnego [5, s. 98]

Rys. 19. Schemat filtru pospiesznego grawitacyjnego [5, s. 101]

Mikrosita

Zapewniają wysoki efekt eliminacji z wody mikroorganizmów (glonów) oraz zawiesin

organicznych i nieorganicznych. Procesy zachodzące na mikrositach wykorzystywane są jako
wstępne procesy w układach oczyszczania wód powierzchniowych ze zbiorników
zeutrofizowanych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

Wymiana jonowa

Stosowana jest do usuwania z wody substancji rozpuszczonych. Wykorzystywana jest do

oczyszczania wód przeznaczonych głównie do celów przemysłowych (szczególnie dla
energetyki), do usuwania związków powodujących twardość, do odsalania bądź
demineralizacji wody.

Chemiczne strącanie

Stosowane jest w celu usuwania niektórych jonów z wody, a polega na wytrącaniu z wody

słabo rozpuszczalnych związków usuwanych jonów. Proces stosowany jest do usuwania
nadmiernej twardości z wód przeznaczonych do celów wodociągowych.

Utlenianie chemiczne

Stosowane jest w celu usuwania z wody związków barwnych, powodujących smak

i zapach wody, utleniania żelaza, manganu, dezynfekcji i obezwładniania glonów. Najczęściej
stosowanymi utleniaczami w technologii wody są: chlor, ozon, dwutlenek chloru
i nadmanganian potasu.

Procesy membranowe

Do procesów membranowych należą: odwrócona osmoza, elektrodializa, ultrafiltracja,

nanofiltracja. Procesy te wykorzystywane są do odsalania, usuwania z wody związków
barwnych, zanieczyszczeń nieorganicznych, wirusów i bakterii. W zależności od rodzaju
membrany mogą być usuwane różne rozpuszczone domieszki i zanieczyszczenia.

Dezynfekcja

Głównym jej zadaniem jest niszczenie mikroorganizmów obecnych w wodzie

i zabezpieczenie dobrej jakości sanitarnej wody w sieci wodociągowej. Jako czynniki
dezynfekujące stosowane są: chlor, chloraminy, dwutlenek chloru, promieniowanie UV i ozon.

4.8.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jakiego rodzaju zanieczyszczenia usuwane są z wód w procesach ich uzdatniania?
2. Jakie znasz jednostkowe procesy stosowane w technologii oczyszczania wody?
3. Na czym polegają określone metody oczyszczania wody?
4. W jakich urządzeniach może przebiegać proces sedymentacji?
5. Na czym polega proces filtracji wykorzystywany w oczyszczaniu wód?

4.8.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z podanych schematów urządzeń stosowanych w uzdatnianiu wód, wybierz ten, który

przedstawia osadnik poziomy, scharakteryzuj zasadę jego działania z uwzględnieniem
procesów w nim zachodzących.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) wybrać spośród przedstawionych rysunków urządzeń wykorzystywanych w uzdatnianiu

wód schemat obrazujący osadnik poziomy,

2) określić i scharakteryzować proces wykorzystywany w zasadzie jego działania,
3) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schematy urządzeń stosowanych w uzdatnianiu wód,

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj rysunek schematyczny dowolnego urządzenia wykorzystywanego w procesach

uzdatniania wód.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) dobrać materiały i przybory piśmiennicze,
3) wykonać rysunek schematyczny dowolnego urządzenia służącego uzdatnianiu wód,
4) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
5) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

literatura z rozdziału 6.

4.8.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić procesy stosowane w oczyszczaniu wód?





2)

scharakteryzować poszczególne metody uzdatniania wody?





3)

określić rodzaje urządzeń wykorzystywanych w procesach uzdatniania
wód?





4)

rozróżnić schematy urządzeń do oczyszczania wód?





5)

wykonać schemat wybranego urządzenia stosowanego w uzdatnianiu
wody?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

4.9. Źródła ścieków w środowisku wiejskim

4.9.1. Materiał nauczania

Źródła i rodzaje ścieków

Ścieki są wodami zużytymi w gospodarstwach domowych, obiektach komunalnych,

przemyśle i w wyniku innej działalności gospodarczej człowieka lub wodami pochodzącymi
z deszczu lub topnienia śniegu.

Głównym miejscem powstawania ścieków w gospodarstwach domowych są

zlewozmywak, wanna, umywalka i toaleta, gdzie woda zostaje zanieczyszczona w wyniku
działalności gospodarczej człowieka. W zakładach przemysłowych woda zużywana jest na cele
technologiczne związane z utrzymaniem pojazdów mechanicznych i warsztatów remontowych
oraz cele produkcyjne np. dla zakładów przemysłu rolno – spożywczego, wskutek czego
zostaje zanieczyszczona. Źródłem wytwarzania ścieków w środowisku wiejskim są
gospodarstwa rolne, gdzie woda używana jest do płukania, czyszczenia i mycia pomieszczeń i
urządzeń). Wyróżnia się następujące rodzaje ścieków:

−

ścieki bytowo-gospodarcze – ścieki fekalne, ścieki z umywalni, kuchni, łazienek, pralni,
powstające w gospodarstwach domowych, instytucjach użyteczności publicznej
i zakładach przemysłowych,

−

ścieki przemysłowe – powstające w wyniku procesów produkcyjnych w zakładach
przemysłowych lub w wyniku wykonywania różnych czynności w zakładach usługowych,

−

ścieki opadowe – wody deszczowe lub wody z topnienia śniegu oraz ścieki powstające
przy polewaniu i myciu ulic, spływające do kanalizacji z dachów, ulic, placów i innych
terenów.

Właściwości i skład ścieków

Ścieki odprowadzane z gospodarstw domowych oraz ścieki z obiektów użytkowania

zbiorowego zawierają różnego rodzaju substancje organiczne i nieorganiczne takie jak:
wydaliny ludzkie i zwierzęce, resztki i odpadki produktów żywnościowych, piasek, niekiedy
piasek i żużel z pieców domowych, mydła i inne środki piorące (detergenty), szmaty, papiery.
Tego rodzaju ścieki z sanitarnego punktu widzenia są bardzo niebezpieczne, gdyż zawierają
znaczne ilości gnijących lub fermentujących substancji organicznych, bakterie i wirusy
chorobotwórcze oraz mikroorganizmy zwierzęce i roślinne, w tym pasożyty ludzi i zwierząt.

W celu ustalenia rodzaju i ilości zanieczyszczeń w ściekach określa się ich skład za

pomocą wskaźników oznaczanych w ramach fizycznej i chemicznej analizy ścieków. Ogólny
podział zanieczyszczeń występujących w ściekach jest następujący:

−

zanieczyszczenia fizyczne,

−

zanieczyszczenia chemiczne organiczne,

−

zanieczyszczenia chemiczne nieorganiczne,

−

zanieczyszczenia biologiczne.
Zanieczyszczenia typu fizycznego są określane przy pomocy następujących wskaźników:

−

temperatura jest parametrem, który odgrywa istotną rolę w szybkości procesów
biologicznych zachodzących w czasie oczyszczania ścieków,

−

zapach jest wskaźnikiem świeżości ścieków (intensywny, gnilny zapach świadczy o daleko
posuniętym beztlenowym rozkładzie zanieczyszczeń organicznych podczas przepływu
ścieków siecią kanalizacyjną),

−

mętność i barwa są oceniane na podstawie bezpośrednich obserwacji i pozwalają na
szybkie rozpoznanie zmian jakości ścieków (świeże ścieki dopływające do oczyszczalni

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

charakteryzują się zazwyczaj barwą białoszarą lub żółtoszarą natomiast ścieki zagniłe,
poza intensywnym zapachem siarkowodoru, mają barwę czarnoszarą lub czarną),

−

zawiesiny, do określenia ilości zawiesin w ściekach stosowane są dwa podstawowe
wskaźniki: zawiesina ogólna (oznaczana wagowo) i zawiesina łatwo opadająca (oznaczana
metodą objętościową),

−

przewodnictwo elektrolityczne właściwe jest miarą zawartości w ściekach związków
o charakterze jonowym,

−

potencjał oksydacyjno-redukcyjny ma znaczenie w procesach biochemicznego
oczyszczania ścieków i jego wartość zależy od natlenienia ścieków.

Zanieczyszczenia chemiczne organiczne zawierają białko (40%–60% wszystkich substancji

organicznych), węglowodany (25%–40 %) oraz tłuszcze i oleje (około 10 % zanieczyszczeń).
Do określania stężenia związków organicznych w ściekach stosuje się najczęściej sumaryczne,
niespecyficzne wskaźniki:

−

biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) określa ilość tlenu potrzebnego
mikroorganizmom do utlenienia w określonym czasie substancji organicznych i niektórych
nieorganicznych zawartych w ściekach, inaczej jest to ilość tlenu, która musi być zużyta
przez ścieki do całkowitego oczyszczenia,

−

chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) oznacza ilość tlenu pobranego z utleniacza na
utlenianie w ściekach związków nieorganicznych np. soli żelaza (II), azotanów (V)
i innych.
Znaczną część nieorganicznych związków chemicznych zawartych w ściekach miejskich

stanowią podstawowe składniki wody wodociągowej: wapń. magnez, sód, potas, chlorki,
siarczany, wodorowęglany. Wzrost wielkości tych wskaźników podczas „powstawania”
ścieków jest rzędu 10–20%. Z zanieczyszczeń chemicznych nieorganicznych zasadnicze
znacznie odgrywa azot amonowy N

NH4

, azot azotanowy N

NO3

,

azot azotynowy N

NO2

i ortofosforany PO

4

. Składniki te są zaliczane do zanieczyszczeń biogenicznych ścieków.

Zanieczyszczenia biologiczne stanowi ogromna liczba mikroorganizmów (wirusy,

bakterie, grzyby, robaki), które są czynnikami chorobotwórczymi dla człowieka. Większość
mikroorganizmów obecnych w ściekach stanowi jednak typowa flora bytująca w przewodzie
pokarmowym człowieka i zwierząt. Badania mikrobiologiczne ścieków nie są w Polsce
badaniami wykonywanymi powszechnie. Jednym z powodów jest fakt, że nie jest limitowana
dopuszczalna ilość tych zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych do odbiorników.

Ilość ścieków

Ilość ścieków bytowo – gospodarczych wynika z ilości wody zużywanej na różne cele

w mieszkaniach, gospodarstwach rolnych, zakładach użyteczności publicznej i zakładach pracy
w związku z prowadzeniem gospodarstw domowych oraz zaspokajaniem potrzeb
fizjologicznych i higieniczno – sanitarnych. Ilość ścieków jest teoretycznie mniejsza od ilości
zużywanej wody, ale ze względu na orientacyjny charakter obliczeń zazwyczaj przyjmuje się,
że ilość ścieków jest równa ilości zużywanej wody.

Orientacyjne ilości ścieków powstających codziennie na terenach jednostek osadniczych,

w przeliczeniu na jednego mieszkańca można przyjąć następujące:

−

z gospodarstw domowych 0,05–0,25 m

3

/(Md),

−

z zakładów pracy 0,01–0,02 m

3

/(Md),

−

z zakładów użyteczności publicznej 0,03–0,05 m

3

/(Md).

Spływy ścieków opadowych oblicza się według wzoru:

Q = F ψ q [dm

3

/s]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

44

gdzie:

Q – spływ ścieków deszczowych ze skanalizowanego terenu [dm

3

/s],

F – powierzchnia terenu kanalizowanego (powierzchnia zlewni), z której ścieki spływają

do określonego odcinka kanału [ha],

ψ – współczynnik spływu powierzchniowego, wyrażający stosunek ilości ścieków

deszczowych, które spłynęły do kanalizacji do ilości ścieków deszczowych, które
spadły na dany teren, wartość współczynnika należy przyjmować z zakresu 0,1–0,95
w zależności od gęstości zabudowy lub szczelności pokrycia powierzchni zlewni,

q – natężenie deszczu, czyli objętość deszczu w dm

3

, która spadła na powierzchnię 1ha

w

czasie 1s [dm

3

/(sh)].

4.9.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Co rozumiesz pod pojęciem „ścieki”?
2. Jakie znasz źródła wytwarzania ścieków w środowisku wiejskim?
3. Jakie znasz rodzaje ścieków?
4. Jakiego typu zanieczyszczenia pojawiają się w ściekach?
5. W jakim celu wykonuje się fizyczną i chemiczną analizę ścieków?
6. Jakimi wskaźnikami posługuje się fizyczna analiza ścieków?
7. Jakie wskaźniki określają stężenie zanieczyszczeń chemicznych w ściekach?
8. Jakie ilości ścieków wytwarza człowiek w związku ze swą działalnością bytową?
9. W jaki sposób oblicza się ilość ścieków opadowych?

4.9.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ i zapisz główne źródła wytwarzania ścieków bytowo-gospodarczych oraz

przemysłowych w miejscowości, w której mieszkasz. Zastanów się, w jaki sposób można
ograniczyć ilość powstających ścieków.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zastanowić się nad źródłami powstawania ścieków w miejscowości, w której mieszka,
2) sformułować i zapisać wszystkie źródła wytwarzania ścieków, związanych z działalnością

bytowo-gospodarczą i przemysłową człowieka,

3) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusz papieru formatu A4,

−

flamaster,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy próbki ścieków bytowo-gospodarczych określając wybrane wskaźniki

fizyczne ścieków (temperatura, zapach, barwa, mętność). Na podstawie badania i interpretacji
wyników pomiaru określ świeżość ścieków poddanych analizie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

45

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) dokonać poboru próbki ścieków do analizy w sposób niezagrażający życiu i zdrowiu,
2) wykonać przy użyciu termometru pomiaru temperatury badanej próbki ścieków,
3) określić zapach analizowanej próbki ścieków, wskazujący stopień intensywności procesów

rozkładu związków chemicznych,

4) określić na podstawie obserwacji mętność i barwę ścieków,
5) uzyskane wyniki pomiarów i obserwacji zestawić w formie tabeli,
6) dokonać oceny stanu świeżości próbki ścieków poddanej analizie na podstawie

interpretacji wyników pomiaru i obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

naczynie do pobrania próbki ścieków bytowo-gospodarczych,

−

rękawiczki gumowe,

−

termometr,

−

notatnik i długopis,

−

literatura z rozdziału 6.

4.9.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

zdefiniować pojęcie „ścieki”?





2)

określić rodzaje ścieków i źródła ich wytwarzania w środowisku?





3)

omówić rodzaje zanieczyszczeń pojawiających się w ściekach?





4)

wyjaśnić cel i istotę fizycznej i chemicznej analizy ścieków?





5)

dokonać oceny stanu świeżości ścieków posługując się wybranymi
wskaźnikami fizycznymi (temperatura, zapach, barwa, mętność)?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

46

4.10. Zasady oczyszczania i odprowadzania ścieków do

odbiorników

4.10.1. Materiał nauczania

Ochrona środowiska w zakresie gospodarki wodno – ściekowej powinna polegać na

odprowadzaniu do wód i gleby ścieków o ładunkach zanieczyszczeń dopuszczalnych
uwzględniając zachowania w środowisku zdolności do samooczyszczania. Redukcja
zanieczyszczeń zawartych w ściekach odbywa się w sztucznie ukształtowanych urządzeniach
i obiektach zwanych oczyszczalniami ścieków, które pozwalają na usuwanie zanieczyszczeń
powstających w wyniku użytkowania wód.

Metody oczyszczania ścieków

W zależności od zakresu i sposobu usuwania zanieczyszczeń ze ścieków wyróżnia się

kilka etapów oczyszczania ścieków:

−

oczyszczanie mechaniczne, polegające na usuwaniu ze ścieków zanieczyszczeń
zawieszonych, pływających i wleczonych,

−

oczyszczanie chemiczne, polegające na usuwaniu ze ścieków azotanów i fosforanów
poprzez stosowanie domieszek środków chemicznych, powodujących strącenie
niepożądanych substancji w postaci kłaczków,

−

oczyszczanie biologiczne, polegające na usunięciu ze ścieków zanieczyszczeń
organicznych rozkładanych przez mikroorganizmy, które rozmnażając się wytwarzają muł;
proces może przebiegać w zraszanych złożach biologicznych lub osadnikach (komorach) z
osadem czynnym.

Oczyszczanie mechaniczne

Oczyszczanie wstępne ma na celu przygotowanie ścieków do dalszych procesów

technologicznych i obejmuje procesy mechaniczne i fizyczne. Podstawowe procesy
mechanicznego oczyszczania ścieków to:

−

cedzenie polegające na usuwaniu grubszych zanieczyszczeń (urządzenia: kraty, sita),

−

sedymentacja polegająca na usuwaniu zawiesin organicznych (urządzenia: piaskowniki,
osadniki wstępne),

−

flotacja polegająca na usuwaniu substancji tłuszczowych i olejowych (urządzenia:
odtłuszczacze, przystosowane piaskowniki, osadniki).
W wyniku cedzenia, które realizowane jest na kratach bądź sitach, pozbywamy się ze

ścieków większych zanieczyszczeń stałych pływających lub wleczonych po dnie kanału
doprowadzającego ścieki do oczyszczalni. Zawiesiny mineralne, głownie piasek, usuwane są w
piaskownikach w procesie sedymentacji, natomiast pozostałe łatwoopadające zawiesiny
organiczne o stosunkowo dużych rozmiarach eliminowane są w wyniku grawitacyjnego
opadania, sedymentacji w osadnikach wstępnych. Obecne często w ściekach oleje i tłuszcze
usuwane są symultanicznie z procesem sedymentacji w piaskownikach lub w osadnikach
wstępnych, bądź też w odrębnych urządzeniach, w odtłuszczaczach, w wyniku procesu flotacji.

Usunięcie ze ścieków większych zanieczyszczeń mechanicznych, piasku, zawiesin łatwo

opadających, olejów i tłuszczy umożliwia bezawaryjne działanie kolejnych obiektów
oczyszczalni ścieków oraz zmniejsza ładunek zanieczyszczeń dopływających do części
biologicznej układu. Efektywność procesów mechanicznego oczyszczania ścieków kształtuje
się różnie dla każdej oczyszczalni. Najczęściej osiągana jest następująca redukcja wielkości

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

47

podstawowych wskaźników zanieczyszczeń: zawiesina ogólna 65–85%, BZT

5

15–30%,

ChZT(Cr) 10–25%, ekstrakt eterowy 90–95%, azot ogólny 5–25%.

Urządzenia w mechanicznym oczyszczaniu ścieków

Na kratach odbywa się proces usuwania ze ścieków substancji stałych, o stosunkowo

dużych rozmiarach w wyniku procesu cedzenia. Obecność tych zanieczyszczeń mogłaby
zakłócić działanie następnych obiektów oczyszczalni i przyczynić się do awarii. Kraty są
pierwszym obiektem oczyszczalni ścieków. Krata to rząd metalowych prętów ustawionych
pochyło lub pionowo w poprzek kanału doprowadzającego ścieki. W zależności od prześwitu
podział krat jest następujący:

−

gęste o prześwicie mniejszym lub równym 20 mm,

−

średnie o prześwicie w przedziale 20–40 mm,

−

rzadkie o prześwicie powyżej 400 mm.
Najczęściej w oczyszczalniach stosowana jest krata gęsta. Zanieczyszczenia zatrzymane na

kracie nazywamy skratkami. Skratki z kraty są okresowo zgarniane, niekiedy prasowane
i dezynfekowane i składowane na wysypiskach śmieci komunalnych. Oczyszczanie kraty
odbywa się mechanicznie lub ręcznie, poprzez zgrzebło. Zgrzebło przesuwając się w górę
pomiędzy prętami kraty, zgarnia skratki do leja prasy lub bezpośrednio do kontenera.

Rys. 20. Schemat kraty oraz fazy pracy zgrzebła do usuwania skratek [1, s. 103]

W niektórych oczyszczalniach, szczególnie mniejszych zamiast krat stosowanie są sita, na

których odbywa się proces cedzenia. Sita składają się z metalowego rusztu nachylonego do
pionu pod kątem 25–60

o

. Ścieki dopływają do górnej części urządzenia, przechodzą przez

przegrodę i odpływają do dolnej części. Zawiesiny zatrzymują się na powierzchni sita, z której
zsuwają się do koryta. Wymiar szczelin wynosi 0,25–1,5 mm, w zależności od rodzaju
ścieków. Efektywność usuwania zanieczyszczeń na sitach wynosi: piasku 80–90%, zawiesin
15–30%, redukcja BZT

5

15–20%. Zaletą sit jest samooczyszczanie i natlenienie ścieków

podczas przechodzenia przez przegrodę. Wadą natomiast duże uwodnienie skratek i mała
wydajność.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

48

Rys. 21. Schemat sita [1, s. 104]

Usuwanie piasku ze ścieków zachodzi w urządzeniach zwanych piaskownikami. Usunięcie

piasku zabezpiecza kolejne obiekty oczyszczalni przed zapychaniem rurociągów i ścieraniem
się mechanicznych elementów pomp. W większości piaskowników prędkość przepływu
ścieków wynosi 0,3 m/s, co gwarantuje opadanie piasku pozbawionego zanieczyszczeń
organicznych. Zwiększenie prędkości przepływu powoduje zmniejszenie efektywności pracy
piaskownika. W piaskownikach powinny być usuwane zawiesiny mineralne o średnicy 0,15
mm i większej. Piaskowniki różnią się budową np. kształtem w przekroju poziomym
(kwadratowe, prostokątne, owalne). Wyróżnia się trzy typy piaskowników:

−

piaskowniki poziome podłużne,

−

piaskowniki kołowe, wykorzystujące siłę odśrodkową,

−

piaskowniki napowietrzane ze zgarniaczami zgrzebłowymi, stanowią zarazem
odtłuszczacz.
Piasek z piaskownika transportowany jest za pomocą pionowego przenośnika

kubełkowego lub ślimakowego do klasyfikatora piasku lub płuczki. Wydobyty z dna
piaskownika piasek, po oddzieleniu od niego części organicznych jest dezynfekowany zanim
trafi na wysypisko. Przepłukiwanie i dezynfekcja piaskowników zapobiega emisji uciążliwych
zapachów, gdy oddzielony piasek trafia bezpośrednio na poletka ociekowe.

Piaskowniki poziome podłużne (rys. 22) wykonane są w postaci wydłużonego koryta

o

prostokątnym przekroju poprzecznym.

Ścieki pozbawione na kratach większych zanieczyszczeń pływających doprowadzane są

z jednego boku piaskownika lub w jednym punkcie na jego obwodzie. W wyniku przepływu
ścieków, następuje proces sedymentacji piasku. Ze studzienki piasek transportowany jest za
pomocą pionowego przenośnika kubełkowego lub ślimakowego do klasyfikatora piasku lub
płuczki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

49

Rys. 22. Schemat piaskownika o przepływie poziomym [1, s. 110]

W piaskownikach napowietrzanych (przedmuchiwanych) następuje wytrącanie piasku ze

ścieków na skutek ruchu wirowego wywołanego wprowadzeniem sprężonego powietrza
(rys. 23). Prędkość wirowa ścieków pozwala na utrzymanie w zawieszeniu zawiesin
organicznych. Sprężone powietrze jest wprowadzane do piaskowników za pomocą dyfuzorów
w ilości, która nadaje ściekom prędkość przydenną, umożliwiającą sedymentację piasku.
Piaskowniki te pełnią również często funkcję odtłuszczaczy. Są wtedy wyposażone
w dodatkową komorę biegnącą wzdłuż komory właściwej, oddzielonej luźno zwisającymi
deskami. Dodatkowa komora służy flotacji tłuszczy.

Rys. 23. Schemat piaskownika napowietrzanego [1, s. 112]

Ze ściekami doprowadzana jest do oczyszczalni mieszanina tłuszczów i olejów

pochodzenia organicznego i mineralnego. Wydzielenie tłuszczów i innych substancji następuje
w wyniku uspokojenia i zmniejszenia prędkości przepływu ścieków. W celu zwiększenia
stopnia ich uspokojenia stosuje się dodawanie sprężonego powietrza w urządzeniach zwanych
odtłuszczaczami. Odtłuszczanie zachodzi w wyniku procesu flotacji. Flotacja polega na
porywaniu przez pęcherzyki powietrza lżejszych cząsteczek od cieczy na powierzchnię, gdzie
tworzy się pływający kożuch. Efektywność pracy tych urządzeń w sprawnie działających
oczyszczalniach ścieków wynosi nawet 90% (stopień usuwania tłuszczów).

Odtłuszczacze wykonane są jako wydłużone komory z nachylonymi ścianami

zewnętrznymi. W środkowej części odtłuszczacza następuje burzliwy ruch ścieków, natomiast
w bocznych częściach zbieranie tłuszczów. Burzliwy ruch ścieków wywołany jest

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

50

wprowadzonym sprężonym powietrzem. Czas przetrzymywania ścieków w odtłuszczaczu
wynosi w granicach 15–20 minut.

Rys. 24. Schemat odtłuszczacza napowietrzanego [1, s. 119]

W osadnikach wstępnych zostaje zatrzymana przede wszystkim łatwo opadająca zawiesina

organiczna. Skuteczność eliminacji zanieczyszczeń w procesie wstępnej sedymentacji jest
następująca:

zawiesina

łatwo

opadająca

około

90–95%,

zawiesina

ogólna

50–65%, BZT

5

15–0%, ChZT(Cr) 10–15%, azot ogólny i fosfor ogólny rzędu kilku procent.

Efektywność pracy osadników wstępnych zależy od obciążenia hydraulicznego powierzchni
zbiornika, czasu przetrzymywania ścieków, konfiguracji zbiornika, rodzaju ścieków
i temperatury. Czas przetrzymywania ścieków w zbiorniku powinien być odpowiednio długi
(0,5–2,5 h), aby zapewnić maksymalne usunięcie łatwo opadających zawiesin.

W osadnikach prostokątnych (rys. 25) ścieki dopływają z jednego końca zbiornika,

a odpływają z przeciwległego. Osad gromadzący się na dnie, zgarniany jest na początek leja
osadowego.

Rys. 25. Schemat osadnika prostokątnego [1, s. 125]

W osadnikach radialnych (rys. 26) ścieki doprowadzane są syfonowo rurociągiem pod

dnem osadnika do studni centralnej. W studni centralnej następuje równomierny rozdział
ścieków. Ścieki kierowane są równomiernie ku obwodowi osadnika, gdzie przelewają się przez
przelewy pilaste. Osady z dna zgarniane są zgrzebłem do leja osadowego, znajdującego się pod
studnią centralną. Do konstrukcji zgarniacza przymocowana jest deska, znajdująca się na
poziomie zwierciadła ścieków. Zadaniem deski jest zgarnianie części pływających jak również
kożucha z tłuszczu. Średnica osadnika radialnego nie powinna być mniejsza niż 20 m,
najkorzystniejsze efekty osiągane są przy średnicy 30–40 m. Osadniki takie charakteryzują się
tym, że pozioma prędkość przepływu ścieków cały czas maleje od środka do zewnątrz.

Ścieki po osadnikach wstępnych są zazwyczaj kierowane do biologicznego oczyszczania.

Oczyszczanie wstępne stanowi pierwszy stopień w oczyszczalniach ścieków. Ma na celu
usunięcie wszystkich zanieczyszczeń nierozpuszczonych, które w dalszych etapach
oczyszczania utrudniałyby pracę urządzeń lub zmniejszały ich efekty.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

51

Rys.26. Schemat osadnika radialnego [1, s. 126]

Oczyszczanie chemiczne

Procesy oczyszczania ścieków metodami chemicznymi polegają na dodawaniu do ścieków

koagulantów, tj. soli żelaza lub glinu celem usuwania związków organicznych i wszelkiego
rodzaju zanieczyszczeń zawieszonych w ściekach. Koagulanty mogą być dawkowane przed
osadnikami wstępnymi, z procesem biologicznego oczyszczania ścieków lub przed osadnikami
wtórnymi.

Oczyszczanie biologiczne

Oczyszczanie ścieków metodami biologicznymi polega na rozkładzie zanieczyszczeń

w procesach biologicznego utleniania, tzn. przy dominującym udziale mikroorganizmów.
Istnieją dwie formy intensywnego biologicznego oczyszczania ścieków, różniące się rodzajem
biocenozy. W złożach biologicznych mamy do czynienia z biocenozą osiadłą – unieruchomioną
na elementach wypełnienia. W urządzeniach osadu czynnego stosowana jest biocenoza wolno
pływająca – zawieszona w oczyszczanej cieczy.

W technologii biologicznego oczyszczania ścieków osadem czynnym, proces oczyszczania

prowadzą w osadnikach pierwotniaki i bakterie adsorbujące i przetwarzające zanieczyszczenia
zawarte w ściekach (rys. 27). Tworzą one w ściekach skupiska w formie kłaczków, zwanych
zawiesiną osadu czynnego. Warunkiem poprawnej pracy osadu czynnego jest ciągłe mieszanie
go ze ściekami dla utrzymania go w stanie zawieszenia i dostarczenia tlenu, co ułatwia
drobnoustrojom dostęp do pożywienia i oddychania. Komory osadu czynnego pozbawione są
zapachów, a najwyższą sprawność osad czynny osiąga w temperaturze 30

o

C.

Rys. 27. Schemat osadnika z osadem czynnym [3, s. 171]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

52

Złoża biologiczne stanowią zbiorniki wypełnione materiałami o dużej porowatości np.

żużlem, koksem, węglem (rys. 28). Na ziarnach złoża wytwarza się błona biologiczna
o grubości 1–2 mm, składająca się z bakterii, grzybów, pierwotniaków, glonów i owadów.
Zatrzymuje ona zawiesiny oraz adsorbuje zanieczyszczenia koloidalne. Powietrze
przepływające przez złoże sprzyja rozwojowi bakterii tlenowych i drobnoustrojów. Ścieki
należy rozdzielić na całą powierzchnię złoża za pomocą zraszaczy obrotowych lub systemu
koryt z otworami.

Jednym ze sposobów oczyszczania ścieków są pola nawadniane, na które ścieki są

wylewane i filtrowane przez glebę, po czym dostają się przez system drenażowy pola do rzeki
lub jeziora. Obfita dostawa biogenów umożliwia znaczny zbiór plonów z takich pól, co jest
zaletą metody. Wadą natomiast jest rozprzestrzenianie się organizmów chorobotwórczych,
nieprzyjemne zapachy w okolicy oraz zajęcie dużej powierzchni.

Rys. 28. Schemat złoża biologicznego zraszanego [3, s.171]

Warunki odprowadzania ścieków do odbiorników

Ścieki z kanalizacji komunalnych (miejskich lub wiejskich) i przemysłowych trafiają, po

oczyszczeniu, do wód powierzchniowych lub do gruntu. Środowiska te pełnią rolę
odbiorników ścieków. Odbiornikami ścieków są przeważnie wody powierzchniowe płynące
(rzeki, strumienie, rowy melioracyjne), śródlądowe stojące (jeziora, stawy, sztuczne zbiorniki
retencyjne), morza oraz grunt z warstwą gleby. Wybór odbiornika ścieków zależy od położenia
terenów kanalizowanych oraz zdolności odbiornika do przyjęcia określonych ilości ścieków
i zanieczyszczeń.

Odprowadzanie ścieków bez ich uprzedniego oczyszczenia powoduje powstawanie

w odbiornikach niepożądanych zmian, które mogą prowadzić do całkowitej degradacji
środowiska, jeśli ładunek zanieczyszczeń przekracza zdolność samooczyszczania się
odbiornika. Najwyższe dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń w ściekach
wprowadzanych do wód powierzchniowych i do ziemi np.: temperatura, odczyn, twardość,
BZT

5

, ChZT, azot amonowy, azot ogólny, sód, potas, substancje ropopochodne, określone

zostały w rozporządzeniu Ministra Środowiska.

Samooczyszczanie się wód polega na zjawiskach biologicznych i chemicznych, gdzie

następują biochemiczne procesy rozkładu związków organicznych, aż do stanu mineralizacji.
Procesy te w obecności tlenu przebiegają szybko, przy czym wydziela się CO

2

. Jeżeli tlen

w wodzie odbiornika występuje w dostatecznej ilości, to związki organiczne rozkładają się
w krótkim czasie (rozkład tlenowy, czyli aerobowy). Substancje azotowe tworzą wtedy
związki amonowe, które przechodzą w azotyny, a następnie azotany, będące doskonałym

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

53

nawozem dla roślin zielonych. Występując w środowisku wodnym przyczyniają się do bujnego
rozwoju planktonu roślinnego, wodorostów i roślin wyższych. W przypadku braku tlenu
następuje gnicie, wydziela się metan CH

4

, siarkowodór H

2

S, przy czym proces rozkładu

beztlenowego (anaerobowego) jest wielokrotnie mniejszy. Osad ze ścieków gromadzących się
na dnie rzek lub wód stojących, stanowi stałe niebezpieczeństwo dla ryb, raków i innych
zwierząt wodnych, ze względu na wydzielanie się trujących gazów.

Ścieki odprowadzane do śródlądowych wód powierzchniowych i wód morskich nie mogą:

−

powodować formowania się w tych wodach osadów i piany, zmian naturalnej mętności
i

zapachu ani zmian w naturalnej biocenozie wód,

−

zawierać odpadków stałych i ciał pływających, węglowodorów chlorowanych, substancji
promieniotwórczych w ilościach większych od ustalonych odrębnymi przepisami oraz
patogennych drobnoustrojów pochodzących z obiektów, w których leczeni są chorzy na
choroby zakaźne lub przebywają rekonwalescenci po tych chorobach.
Nie wolno odprowadzać ścieków do wód podziemnych, do śródlądowych wód

powierzchniowych i do ziemi, jeśli byłoby to sprzeczne z wymaganiami wynikającymi
z ustanowienia strefy ochronnej źródła i ujęcia wody, do śródlądowych wód
powierzchniowych w obrębie zorganizowanych kąpielisk i plaż publicznych oraz w strefie 1km
od ich granicy, a także do jezior bezodpływowych.

4.10.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak dzielimy metody oczyszczania ścieków w zależności od sposobu usuwania

zanieczyszczeń?

2. Jakie procesy fizyczne wykorzystywane są w urządzeniach do mechanicznego

oczyszczania ścieków?

3. Do czego służą kraty i sita?
4. Jakie znasz typy piaskowników?
5. Jakie są zasady działania osadnika radialnego?
6. Na czym polega biologiczne oczyszczanie ścieków?
7. Jaka jest różnica pomiędzy złożami biologicznymi, a komorami z osadem czynnym?
8. Na czym polegają procesy chemicznego oczyszczania ścieków?
9. Jakie warunki powinny spełniać ścieki odprowadzane do odbiornika?
10. Na czym polega proces samooczyszczania się wód?

4.10.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj rysunek schematyczny przykładowego urządzenia stosowanego w procesach

mechanicznego oczyszczania ścieków oraz opisz zasadę jego działania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) dobrać odpowiednie materiały i przybory piśmiennicze,
3) wykonać rysunek schematyczny wybranego urządzenia stosowanego w mechanicznym

oczyszczaniu ścieków (piaskownika, osadnika),

4) opisać działanie urządzenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

54

5) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
6) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

schematy urządzeń stosowanych w procesach mechanicznego oczyszczania ścieków,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj rysunek schematyczny wybranego urządzenia wykorzystującego biologiczne

procesy oczyszczania ścieków. Opisz technologię oczyszczania ścieków wybraną metodą przy
użyciu określonego urządzenia, wskaż jej wady i zalety.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) dobrać odpowiednie materiały i przybory piśmiennicze,
3) wykonać rysunek schematyczny wybranego urządzenia wykorzystującego biologiczne

procesy oczyszczania ścieków,

4) przeanalizować technologię oczyszczania ścieków przy użyciu wybranej metody,
5) wypisać wady i zalety metody,
6) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
7) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

schematy urządzeń wykorzystujących biologiczne procesy oczyszczania ścieków,

−

literatura z rozdziału 6.

4.10.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić metody wykorzystywane w procesach oczyszczania ścieków?





2)

wyjaśnić procesy wykorzystywane w mechanicznym oczyszczaniu
ścieków?





3)

wymienić urządzenia stosowane w procesach oczyszczania ścieków?





4)

rozróżnić schematy urządzeń wykorzystywanych w oczyszczaniu
ścieków?





5)

określić warunki odprowadzania ścieków do odbiorników?





6)

wyjaśnić schemat urządzenia stosowanego w procesach oczyszczania
ścieków?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

55

4.11. Przydomowe oczyszczalnie ścieków

4.11.1. Materiał nauczania

Przydomowe oczyszczalnie ścieków to urządzenia lub zespoły urządzeń przeznaczone do

skutecznego oczyszczania ścieków odprowadzanych z pojedynczych domów mieszkalnych,
niewielkich ich zgrupowań lub z obiektów użytkowania zbiorowego, położonych poza
zasięgiem zbiorczych układów kanalizacyjnych. Przydomowe oczyszczalnie zaleca się
stosować, jeśli obiekty skanalizowane znajdują się na terenach zabudowy rozproszonej
i stosowanie zbiorczego układu kanalizacyjnego jest nieuzasadnione ze względów technicznych
i ekonomicznych.

Zastosowanie tego typu oczyszczalni ścieków jest możliwe, gdy w najbliższym sąsiedztwie

oczyszczalni znajduje się odbiornik zdolny do przyjęcia ścieków oczyszczonych. Może nim być
środowisko wodne lub gruntowe. Środowisko wodne to wody płynące (rzeki, strumienie,
rowy melioracyjne) oraz stojące (jeziora, stawy). Przez środowisko gruntowe rozumie się
górną warstwę gruntu, zazwyczaj do głębokości 3 m, która w określonych warunkach może
przyjmować odpowiednio oczyszczone ścieki.

Podstawą projektowania przydomowych oczyszczalni ścieków są charakterystyczne ilości

ścieków odprowadzanych z kanalizowanych obiektów, ładunki zanieczyszczeń zawarte
w oczyszczanych ściekach oraz wymagana jakość ścieków oczyszczonych i ładunki
zanieczyszczeń zawarte w tych ściekach.

Rys. 29. Układy technologiczne przydomowych oczyszczalni ścieków [2, s. 480]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

56

Rodzaje układów technologicznych przydomowych oczyszczalni ścieków przedstawione

zostały na rys. 29. Spośród sześciu układów, aż w pięciu odbiornikiem ścieków może być
woda płynąca albo grunt (przez studnię chłonną). W jednym z rozwiązań odbiornikiem
ścieków jest wyłącznie grunt, który pełni funkcję środowiska biologicznie oczyszczającego
ścieki.

Przy wyborze rozwiązania przydomowej oczyszczalni ścieków należy uwzględnić

następujące czynniki:

−

warunki gruntowo-wodne, ze szczególnym uwzględnieniem poziomu wody gruntowej
oraz wahań tego poziomu,

−

charakterystyka potencjalnego odbiornika ścieków oraz stopień jego zanieczyszczenia
w odniesieniu do różnych wskaźników zanieczyszczeń,

−

koszty budowy i eksploatacji oczyszczalni ścieków,

−

niezawodność działania z punktu widzenia pewności uzyskania jakości ścieków zgodnej
z wymaganiami pozwolenia wodnoprawnego.
Podstawowym urządzeniem w przydomowych oczyszczalniach ścieków jest osadnik

gnilny, w którym przebiegają procesy wstępnego oczyszczania ścieków. Zasadnicza jego
funkcja to retencjonowanie ścieków odprowadzanych w sposób bardzo nierównomierny.
Osadniki gnilne mogą być jedno-, dwu- lub trzykomorowe, wykonane z żelbetu i tworzyw
sztucznych. Minimalna całkowita pojemność osadnika nie powinna być mniejsza od V

OG

=3m

3

,

z

dopuszczeniem

dla

pojedynczych

domów

zamieszkałych

przez

2

–

4 mieszkańców pojemności V

OG

=2m

3

(wartość absolutnie minimalna). W zależności od

zachodzących w nich procesów osadniki dzieli się na trzy strefy: przepływową (zachodzi
w niej sedymentacja), osadową oraz gromadzenie się kożucha w wyniku flotacji.

W czasie przepływu ścieków przez osadnik zachodzą następujące procesy:

−

sedymentacja zanieczyszczeń łatwo opadających, powodująca znaczne obniżenie wartości
BZT

5

oraz stężenia azotu i zawiesin ogólnych,

−

flotacja grawitacyjna zanieczyszczeń o gęstości mniejszej od gęstości cieczy
(zanieczyszczenia z kuchni),

−

stabilizacja beztlenowa osadów wstępnych oraz osadów wtórnych po biologicznym
oczyszczaniu ścieków.
Drenaż rozsączający służy do biologicznego oczyszczania ścieków, wstępnie

podczyszczonych

w

osadnikach

gnilnych,

w

warunkach półnaturalnych. System

doczyszczający i rozprowadzający stanowi grunt rodzimy. Zastosowanie drenażu jest możliwe
tylko wówczas, gdy minimalna odległość drenażu od poziomu wód gruntowych jest nie
mniejsza od 1,5 m.

Rys. 30.

Zasada układania drenów drenażu rozsączającego1-przykrycie gruntem rodzimym,

2 – warstwa izolacyjna, 3 – obsypka żwirowa (złoże rozsączające ø20-60 mm),
4 – przewód rozsączający perforowany o średnicy zewn. 100 mm, 5 – zwierciadło
wody podziemnej[2, s. 489]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

57

Filtry piaskowe stosuje się w układach technologicznych przydomowych oczyszczalni

ścieków wówczas, gdy na terenie przewidzianym do zainstalowania oczyszczalni grunt jest
nieprzepuszczalny lub słabo przepuszczalny i występuje wysoki poziom wód gruntowych.
Warunkiem zastosowania filtrów piaskowych jest możliwość odprowadzania ścieków
oczyszczonych do wody płynącej bądź stojącej.

Hydrofitowe oczyszczalnie ścieków (naturalne lub sztuczne, budowane na podobieństwo

ekosystemów bagiennych) wykorzystują do zatrzymywania zanieczyszczeń rośliny wodne
zwane hydrofitami (trzcina pospolita, wierzba krzewiasta, pałka wodna, żonkile). Dzięki
aktywności roślinności hydrofilowej możliwa jest biosorpcja, a przede wszystkim rozwój
mikroorganizmów heterotroficznych odpowiedzialnych za biologiczne procesy oczyszczania,
co umożliwia usuwanie związków azotu i fosforu. Oczyszczalnie w postaci filtrów gruntowo-
roślinnych muszą mieć nieprzepuszczalne dno i boki.

Rys. 31. Filtr gruntowo-roślinny z poziomym podpowierzchniowym przepływem ścieków

1 – strefa wlotowa, 2 – wykładzina nieprzepuszczalna, 3 – roślinność bagienna,4 – złoże
piaskowo-żwirowe lub z rodzimego gruntu z denną warstwą, 5 – strefa wylotowa
[2, s.501]

W przydomowych oczyszczalniach ścieków mogą znaleźć zastosowanie złoża biologiczne

zraszane, w których ścieki przepuszczane są przez warstwę wypełnienia lub złoża zanurzane,
których działanie polega na okresowym zanurzaniu tarcz w ściekach. Techniczna realizacja
procesu oczyszczania ścieków wymaga dodatkowo zastosowania osadnika wtórnego, którego
zadaniem jest separacja ścieków oczyszczonych od oderwanej błony biologicznej.

Oczyszczalnie przydomowe wykorzystujące urządzenia osadu czynnego wymagają

zastosowania współpracujących ze sobą komór osadu czynnego, osadnika wtórnego oraz
urządzeń do recyrkulacji osadu czynnego z osadnika wtórnego do komory.

Jeśli w pobliżu oczyszczalni ścieków brak jest wody płynącej lub stojącej zdolnej do

przyjmowania ścieków to można je odprowadzać do gruntu za pomocą studni chłonnej. Dzięki
takiemu rozwiązaniu ścieki wsiąkają w grunt przez dno oraz otwory w ścianie umieszczone na
całej wysokości warstwy filtracyjnej. Studnie chłonne można zastosować pod warunkiem, że w
otoczeniu studni jest grunt piaszczysty, ilość ścieków nie przekracza 5 m

3

/d, a poziom wody

gruntowej znajduje się co najmniej 1,0 m poniżej dna studni.

4.11.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. W jakich warunkach stosuje się przydomowe oczyszczalnie ścieków?
2. Co jest podstawą projektowania przydomowej oczyszczalni ścieków?
3. Jakie znasz rodzaje układów przydomowych oczyszczalni ścieków?
4. Jakie procesy przebiegają w osadnikach gnilnych?
5. Jakie są zasady układania drenów w drenażu rozsączającym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

58

6. W jakich warunkach w układach technologicznych oczyszczalni stosuje się filtry

piaskowe?

7. Na jakiej zasadzie funkcjonują hydrofitowe oczyszczalnie ścieków?
8. W jakich warunkach ścieki można odprowadzać do gruntu za pomocą studni chłonnej?

4.11.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj rysunek schematyczny dowolnego układu technologicznego przydomowej

oczyszczalni ścieków. Opisz technologię oczyszczania ścieków wybraną metodą, wskaż jej
wady i zalety.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) dobrać odpowiednie materiały i przybory piśmiennicze,
3) wykonać rysunek schematyczny wybranego układu technologicznego przydomowej

oczyszczalni ścieków,

4) przeanalizować technologię oczyszczania ścieków przy użyciu wybranej metody,
5) wypisać wady i zalety metody,
6) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
7) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory piśmiennicze,

−

układy technologiczne przydomowych oczyszczalni ścieków,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Wykonaj projekt drenażu rozsączającego wraz z zestawieniem materiałów na jego

wykonanie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia zgodnie z zasadami bhp,
2) wykonać projekt drenażu rozsączającego w oparciu o określone zasady konstrukcyjne,
3) wyszczególnić podstawowe materiały konstrukcyjne, takie jak warstwa izolacyjna,

przewód perforowany o określonej średnicy,

4) sprawdzić jakość wykonanej pracy,
5) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

materiały i przybory kreślarskie,

−

materiały i przybory piśmiennicze (długopis, kartki papieru),

−

literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

59

4.11.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

określić warunki, w jakich stosuje się przydomowe oczyszczalnie
ścieków?





2)

wymienić zasady projektowania przydomowych oczyszczalni ścieków?





3)

wyjaśnić zasadę oczyszczania ścieków w określonych układach
technologicznych przydomowych oczyszczalni ścieków?





4)

wyszczególnić zasady konstrukcyjne i procesy zachodzące w osadniku
gnilnym?





5)

wykonać projekt drenażu rozsączającego?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

60

4.12. Wpływ użytkowanych obiektów budownictwa wiejskiego

i produkcji rolnej na zanieczyszczenia wód w środowisku

4.12.1. Materiał nauczania

Intensywna produkcja rolnicza stwarza zagrożenie dla środowiska naturalnego wynikające

głównie z wysokiego zużycia nawozów i środków ochrony roślin oraz wysokiej obsady
inwentarza żywego (duże obciążenie gnojowicą). Łączna powierzchnia obszarów narażonych
na zanieczyszczenia związkami azotu w Polsce wynosi około 7760 km

2

, co stanowi 2,48%

powierzchni kraju.

Najpoważniejszym zagrożeniem dla wód stojących jest ich eutrofizacja, czyli wzrost

żyzności wód. Głównym źródłem przyspieszającym eutrofizację w zbiornikach wodnych są
zrzuty ścieków komunalnych oraz rolnictwo, dostarczające substancji biogennych – związków
azotu i fosforu, dostających się do wód, ze spływami powierzchniowymi. Proces ten objawia
się niekorzystnymi zmianami w wodach z punktu widzenia przyrodniczego i gospodarczego,
jak zakwity glonów, zmniejszenie przezroczystości wód oraz deficyty tlenowe.

Istotnym źródłem ścieków w środowisku wiejskim są wody zużyte w zakładach przemysłu

rolno-spożywczego. Na ilość powstających ścieków ma wpływ sezonowość produkcji,
charakter wewnątrzzakładowej gospodarki wodnej oraz stosowane procesy produkcyjne.
Przykładowe zapotrzebowanie na wodę dla przemysłu rolno – spożywczego przedstawia
tabela 7.

Tabela 7. Jednostkowe zapotrzebowanie na wodę dla przemysłu rolno – spożywczego [6, s. 20]

Rodzaj zakładu przetwórczego

Jednostka produkcji lub

przerabianego surowca

Zapotrzebowanie na wodę

dm

3

/jedn.

Mleczarnie i serowarnie

1 l przerabianego mleka

5–10

Zlewnie mleka

1 l mleka

0,3–0,5

Browary

1 l piwa

15–20

Piekarnie

1 kg pieczywa

1,5–2,0

Cukrownie

1 kg buraków cukrowych

16–20

Wytwórnie soków i win

1 kg przerabianego surowca

5–8

Zakłady owocowo-warzywne

1 kg konserw

35–60

Rzeźnie produkujące wyroby
mięsne (bydło duże sztuki)

1 kg mięsa

4–5

Rzeźnie bez produkcji wyrobów
mięsnych (duże sztuki)

1 sztuka

300–350

Rzeźnie kaczek, kur, królików

1 tona żywca

1200–1500

Krochmalnie ziemniaczane

1 kg przerabianych ziemniaków

15–20

Drożdżownie

1 kg drożdży

100–120

Chów zwierząt gospodarskich wymaga wody do pojenia i mycia zwierząt, przygotowania

dla nich karmy, utrzymania w czystości pomieszczeń inwentarskich.Od momentu powstania
dużych ferm przemysłowych w środowisku wiejskim problem dużych ilości gnojowicy budzi
niepokój. Gromadzenie gnojowicy w wielkich zbiornikach w sytuacjach awaryjnych może
doprowadzić do zanieczyszczenia gleb, podglebia, wód gruntowych oraz powierzchniowych.
Gnojowica jest mieszaniną odchodów zwierzęcych (kału i moczu) z wodami technologicznymi
i resztkami pasz, odprowadzaną z budynków inwentarskich. Szkodliwość gnojowicy dla
otoczenia wynika z obecności w niej wielu rodzajów drobnoustrojów chorobotwórczych,
wirusów i pasożytów. Ponadto zawiera końcowe produkty trawienia i metabolity wydalane z

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

61

organizmu. Wyodrębniono w niej składniki mineralne oraz makro i mikroelementy, w tym
metale ciężkie. W gnojowicy obecne są także związki toksyczne powstające w wyniku
procesów gnilnych. Gnojowica w uprawach rolniczych wykorzystywana jest jako nawóz
naturalny. Wskutek intensywnego nawożenia gleby gnojowicą drobnoustroje mogą zostać
wciągnięte w zamknięty obieg przez wody powierzchniowe i gruntowe do roślin. Cykl ten
stanowi bezpośrednie zagrożenie dla ludności i pogłowia zwierząt (rozszerzanie się wągrzycy
u bydła i tasiemczycy u ludzi).

Skuteczne zabezpieczenie sanitarne środowiska w systemach rolniczego wykorzystania

gnojowicy zależy od uzdatniania gnojowicy przed rolniczym jej wykorzystaniem, odpowiedniej
lokalizacji pól nawożonych gnojowicą i stosowania wokół nich bezpiecznych stref ochronnych
oraz zachowanie higieny sanitarnej.

Systemami najpełniej realizującymi ochronę środowiska w środowisku wiejskim są

kanalizacje zbiorcze, z uwagi na kontrolowanie w nich ogółu procesów towarzyszących
usuwaniu i oczyszczaniu ścieków przez przygotowane do tego zakłady usług sanitarnych. Przy
wyborze właściwego systemu kanalizacji i usuwania ścieków należy uwzględnić charakter
zabudowy, ukształtowanie terenu, warunki hydrogeologiczne i stosunki hydrologiczne. Do
oczyszczania ścieków w warunkach wiejskich preferowane są metody biologicznego
oczyszczania ścieków w środowisku naturalnym. Oczyszczalnie takie charakteryzuje niska
kapitałochłonność, prostota wykonania, niezawodność działania i wysoka sprawność
działania.Do najpilniejszych zadań w zakresie gospodarki ściekowej w środowisku wiejskim
należy:

−

budowa, rozbudowa i modernizacja oczyszczalni komunalnych i systemów kanalizacji
zbiorczej,

−

budowa kanalizacji opaskowej w obrębie jezior, zbierającej i odprowadzającej ścieki do
zbiorczych oczyszczalni,

−

rozbudowa sieci kanalizacyjnej i oczyszczalni na terenach wiejskich,

−

zwiększanie zasobów wód powierzchniowych przez budowę zbiorników małej retencji.

4.12.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Na czym polega zjawisko eutrofizacji wód?
2. Jakie czynniki wpływają na ilość ścieków powstających w zakładach przetwórstwa rolno –

spożywczego?

3. Jakie

rodzaje

zakładów

przetwórczych

zaliczamy

do

zakładów

przemysłu

rolno-spożywczego?

4. Co to jest gnojowica i jaki jest jej skład?
5. Jakie są kryteria doboru metod oczyszczania ścieków w środowisku wiejskim?
6. Jakie działania należy podjąć, aby ograniczyć negatywny wpływ ścieków z terenów

wiejskich na jakość wód?

4.12.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na mapie konturowej gminy, w której mieszkasz, otrzymanej od nauczyciela zaznacz:

−

obiekty wytwarzające ścieki bytowo-gospodarcze – kolorem żółtym,

−

zakłady przemysłu rolno-spożywczego – czarnymi kropkami,

−

rzeki i jeziora – na niebiesko,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

62

Zastanów się, w jaki sposób można ograniczyć ilość ścieków z użytkowanych obiektów

na tym terenie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować mapę konturową gminy, w której mieszka,
2) nanieść określonymi kolorami elementy wyszczególnione w treści ćwiczenia,
3) zaprezentować efekty swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

odbitka kserograficzna administracyjnej mapy konturowej gminy, w której mieszkasz,

−

kolorowe flamastry,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Zbadaj wpływ detergentów na rośliny wodne (moczarkę kanadyjską). Przygotuj w tym

celu trzy próbki badane. Do każdej zlewki nalej 200 cm

3

wody, a następnie dodaj: do zlewki I

0,5 cm

3

detergentu, do zlewki II 1 cm

3

detergentu, do zlewki III 2 cm

3

detergentu. Wymieszaj,

a następnie do każdej zlewki włóż po dwa pędy moczarki kanadyjskiej. W zlewce IV umieść
w czystej wodzie dwa pędy tej samej rośliny. Wszystkie zlewki umieść na parapecie okiennym.
Przez tydzień czasu dokonuj obserwacji, zwracając uwagę na wygląd roślin umieszczonych w
określonych próbkach. Wyniki obserwacji przedstaw w formie tabeli.

Sformułuj wnioski związane z wpływem detergentów używanych w gospodarstwach

domowych na rośliny wodne.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zebrać kilka pędów moczarki kanadyjskiej,
2) sporządzić cztery próbki do analizy w sposób przedstawiony w treści ćwiczenia,
3) dokonywać systematycznych obserwacji badanych prób przez tydzień,
4) wyniki obserwacji przedstawić w formie tabeli,
5) dokonać oceny wpływu detergentów używanych w gospodarstwach domowych na rośliny

wodne na podstawie interpretacji wyników obserwacji.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

4 naczynia do przygotowania badanych prób (zlewki/słoiki o pojemności 250 cm

3

),

−

pipeta do odmierzenia określonych objętości detergentu,

−

pędy moczarki kanadyjskiej o długości 5 cm,

−

detergent (np. płyn do mycia naczyń),

−

notatnik i długopis,

−

literatura z rozdziału 6.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

63

4.12.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wyjaśnić, na czym polega zjawisko eutrofizacji wód?





2)

określić czynniki mające wpływ na ilość ścieków powstających
w zakładach przemysłu rolno-spożywczego?





3)

określić skład gnojowicy i określić jej wpływ na środowisko?





4)

wymienić

działania

ograniczające

negatywny

wpływ

ścieków,

odprowadzanych z terenów wiejskich, na jakość wód?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

64

4.13. Zasady racjonalnej gospodarki wodą

4.13.1. Materiał nauczania

Degradacja wód przejawia się w zmianie ich składu chemicznego, stosunków fizycznych

oraz wzroście zawartości zanieczyszczeń mechanicznych. Powodem tego jest odprowadzanie
ścieków do wód przez przemysł i gospodarkę komunalną, spływy z pól substancji
biogenicznych, środków ochrony roślin i spuszczanie gnojowicy z wielkich ferm hodowlanych
oraz przenikanie zanieczyszczeń z powietrza.

W ochronie wód podstawową zasadą jest zapobieganie jej zanieczyszczeniom, szczególnie

w zbiornikach o niewielkich zdolnościach do samooczyszczania. Rekultywacja wód polega na
ich ochronie jakościowej. Istotnym problemem jest również ilościowa ochrona wody.
Najskuteczniejszym sposobem na oszczędzanie wody jest rozbudzanie świadomości
ekologicznej oraz motyw finansowy. Właściwym rozwiązaniem jest zmuszanie zakładów
produkcyjnych do korzystania z wody, którą same odprowadzają np. do rzeki oraz stosowanie
zamkniętych obiegów wody w cyklu produkcyjnym.

Zanieczyszczenia obszarowe, których głównym źródłem jest rolnictwo, możliwe są do

wyeliminowania przez odpowiednie zabiegi agrotechniczne. Należy tak gospodarować, aby
ograniczać spływ powierzchniowy z pól do zbiorników wód. Ważny jest także rodzaj
stosowanych nawozów, a szczególnie ich podatność na wypłukiwanie z pól. Nawozy powinny
stawać się rozpuszczalne dopiero w okresie ich maksymalnego zapotrzebowania przez rośliny
(bujnego wzrostu).

Punktowe źródła zanieczyszczeń możliwe są do usunięcia w oczyszczalniach ścieków,

których zadaniem jest eliminacja wszelkich związków i elementów, które przedostały się do
wody w wyniku jej użytkowania lub nieumyślnego zanieczyszczenia przez człowieka.

Ochrona wód powierzchniowych sprowadza się do niezanieczyszczania ich substancjami

wywołującymi jakiekolwiek zmiany w funkcjonowaniu ekosystemów wodnych. W celu
zapobiegania dostawie zanieczyszczeń do wód wymagane jest oczyszczanie mechaniczno-
biologiczne

wszelkiego

rodzaju

ścieków powstających w wyniku działalności

bytowo-gospodarczej i przemysłowej człowieka, przed ich odprowadzeniem do odbiorników
(wód powierzchniowych stojących i płynących). Na stan czystości wód ma także wpływ
utrzymywanie pasów roślinności przybrzeżnej, która przechwytuje część ładunków biogenów
dopływających ze spływem powierzchniowym.

Degradacja wód podziemnych następuje na skutek przenikania substancji szkodliwych

z niezabezpieczonych wysypisk śmieci, hałd odpadów przemysłowych, nieszczelnych
rurociągów, stacji paliw, zakładów chemicznych oraz w wyniku chemizacji rolnictwa.

Oczyszczanie wody wiąże się z dużymi wydatkami na procesy jej uzdatniania dla celów

spożywczych. Inne problemy towarzyszą głębinowym ujęciom wody, których uzdatnianie
polega głównie na odżelazieniu i odmanganianiu wody, inne zaś – ujęciom powierzchniowym,
których wody wymagają stosowania skomplikowanych procesów uzdatniających.

Racjonalne gospodarowanie zasobami wodnymi sprowadza się do właściwego

ilościowego korzystania z tych zasobów. Koniecznością jest zwiększenie zagospodarowania
objętości wody – średniego rocznego odpływu z terytorium Polski. Wodę należy zatrzymywać
w zbiornikach powierzchniowych i zagospodarowywać ją przynajmniej w 15%, jak średnio
czynią to inne kraje Europy Zachodniej. Są kraje UE, które magazynują w zbiornikach
retencyjnych 25–30% rocznego odpływu.

Podstawowym sposobem zaspokajania rosnącego zapotrzebowania na wodę (w Europie

w latach 1950–1990 zapotrzebowanie to wzrosło pięciokrotnie) było zwiększanie podaży

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

65

wody. Było to stosunkowo łatwe rozwiązanie problemu z uwagi na powszechną dostępność
i niskie koszty zasobów wodnych. Jednakże możliwości łatwego zaspokajania popytu ulegają
w wielu przypadkach wyczerpaniu. Doprowadza to często do poważnego obniżenia
dostępności zasobów wodnych lub do pogorszenia ich jakości. Kraje takie jak Węgry,
Słowacja czy Holandia są szczególnie wrażliwe na ten drugi czynnik, znaczna część
(80–95%) dostępnych zasobów wodnych pochodzi ze źródeł zlokalizowanych w innych
krajach. Mimo umów międzynarodowych regulujących kwestię ilości i jakości importowanej
wody, często dochodzi do napięć zwłaszcza w obliczu braku wody lub jej katastrofalnego
skażenia.

Gospodarstwa domowe stosunkowo mało wody zużywają na konsumpcję i gotowanie

(3%). Najwięcej wody pobiera się do spłukiwania toalet (33%) oraz do mycia (20–32%).
Wprowadzenie urządzeń domowych oszczędzających wodę może przyczynić się nawet do
50% redukcji zapotrzebowania. Jednakże obecnie stosowanie takich urządzeń jest dość
ograniczone ze względu na ich stosunkowo wysoką cenę i brak informacji o ich istnieniu.
Wpływ instalowania liczników wody okazał się niełatwy do oszacowania, głównie ze względu
na trudność oddzielenia go od wysokości ustanawianych przy okazji instalacji liczników taryf
za użytkowanie wody. Szacuje się jednak, że bez względu na zmiany wysokości taryf
wprowadzenie

liczników

pozwala

na

ograniczenie

zużycia

wody

o

około

10–25%, również wskutek ograniczania wycieków z sieci wodociągowej.

Straty wody w sieciach wodociągowych mogą być bardzo duże. Dlatego czynności takie

jak konserwacja i odnawianie wodociągów mogą w bardzo dużym stopniu ograniczać ilość
zużywanej wody. Statystyki pokazujące straty wody z tytułu wycieków odzwierciedlają w
pewien sposób stan infrastruktury w tych krajach i tak we Francji wynoszą one 30%, w
Hiszpanii i Czechach 20–34% a w Albanii 75%. Ze względu na koszty związane z konserwacją
i likwidacją przecieków, wiele władz lokalnych ciągle jeszcze decyduje się na tańsze
rozwiązanie, zwiększanie ilości wody wpompowywanej do niesprawnego systemu.

Ponowne wykorzystanie wody w procesach przemysłowych może przyczynić się do

bardzo dużej jej oszczędności. Zazwyczaj wprowadzenie takich technologii wiąże się z lepszą
kontrolą ilości wykorzystywanej wody, co prowadzić może nawet do w przypadku niektórych
procesów 90% redukcji zapotrzebowania na wodę. Przeciętne oszczędności nie są tak duże,
oscylują jednak zwykle w granicach 50%.

Główne wykorzystanie wody w rolnictwie to nawadnianie pól uprawnych. Kraje

śródziemnomorskie, w których nawadnianie stanowi szczególnie duże obciążenie zasobów
wodnych, prowadzą starania ukierunkowane na modernizację lub likwidację starych metod
nawadniania. Służy temu m.in. zwiększanie wielkości pojedynczych gospodarstw w celu
zwiększenia wydajności nawadniania.

Ceny wody używanej w przemyśle są zwykle zróżnicowane w zależności od tego czy

pochodzi ona z sieci publicznej czy z odrębnego ujęcia. Opłaty za indywidualne pobieranie
wody mogą mieć postać opłaty licencyjnej lub być uzależnione od ilości pobieranej wody.
Generalnie budowa indywidualnych ujęć wody oraz oczyszczalni ścieków wydaje się być
najtańszym i najbardziej powszechnym rozwiązaniem stosowanym w przemyśle. Dlatego
jedynym sposobem na wprowadzenie nacisku na oszczędność wody w przemyśle jest
wprowadzenie opłat uzależnionych od ilości zużywanych zasobów, np. w formie opłat za ilość
odprowadzanych ścieków.

Ostatnim, choć nie mniej ważnym czynnikiem, o którym należy wspomnieć są działania

edukacyjne. Kampanie informacyjne ukierunkowano na zmianę nawyków korzystania z wody
oraz wprowadzenie nowych przyzwyczajeń mających na celu zrównoważone korzystanie
z zasobów wodnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

66

4.13.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. W jaki sposób przejawia się degradacja wód?
2. Jak można ograniczyć ilość zanieczyszczeń obszarowych dostających się do wód?
3. Na czym polega ochrona wód powierzchniowych?
4. Co powoduje degradację wód podziemnych?
5. Jakie są zasady racjonalnego gospodarowania zasobami wodnymi?

4.13.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Pracując w 3–4 osobowych zespołach zaplanujcie, jakie należy podjąć działania w gminie,

w której mieszkacie, aby ograniczyć ilość zużywanej wody do celów bytowo-gospodarczych,
w rolnictwie i przemyśle.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zastanowić się nad działaniami zmierzającymi do ograniczenia ilości zużywanej wody

w różnych celach (działalność bytowa człowieka, rolnictwo, przemysł),

2) sformułować i zapisać jak najwięcej propozycji podejmowanych działań w kierunku

racjonalnego korzystania z zasobów wodnych,

3) zaprezentować efekty pracy grupowej.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusz papieru formatu A 0,

−

flamaster,

−

literatura z rozdziału 6.

Ćwiczenie 2

Przygotuj i zaprezentuj referat na temat: „Ochrona wód w Polsce i krajach Unii

Europejskiej”.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zastanowić się nad metodami i formami ochrony wód stosowanymi w Polsce oraz

w krajach Unii Europejskiej,

2) wyszukać akty prawne regulujące zasady korzystania z zasobów wodnych w naszym kraju

i innych krajach Unii Europejskiej,

3) wymienić metody wykorzystywane w ochronie wód w Polsce i krajach Unii Europejskiej,

określić podobieństwa i różnice w gospodarowaniu zasobami wodnymi, sformułować
i zapisać wnioski,

4) zaprezentować efekty swojej pracy – wygłosić referat.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

arkusz papieru,

−

przybory piśmiennicze,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

67

−

zbiór aktów prawnych dotyczących ochrony środowiska przyrodniczego,

−

literatura z rozdziału 6.

4.13.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

wymienić czynniki powodujące degradację wód?





2)

określić, w jaki sposób można ograniczyć ilość zanieczyszczeń
obszarowych dostających się do wód?





3)

określić propozycje działań podejmowanych w kierunku racjonalnego
korzystania z zasobów wodnych?





4)

wskazać różnice w sposobach gospodarowania zasobami wodnymi
w Polsce i krajach Unii Europejskiej?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

68

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 25 zadań o różnym stopniu trudności. Są to zadania typu wielokrotnego

wyboru.

5. Za każdą poprawną odpowiedź możesz uzyskać 1 punkt.
6. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Dla każdego zadania podane

są cztery możliwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest poprawna; wybierz
ją i zaznacz kratkę z odpowiadającą jej literą znakiem X.

7. Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. Jeśli się pomylisz i błędnie zaznaczysz

odpowiedź, otocz ją kółkiem i zaznacz odpowiedź, którą uważasz za poprawną.

8. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
9. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudności, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

10. Po rozwiązaniu testu sprawdź czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

11. Na rozwiązanie testu masz 45 minut

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

69

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Do zasobów odnawialnych przyrody należą

a) woda, powietrze, flora, fauna, gleby.
b) gaz ziemny, węgiel kamienny, gleby, flora,.
c) drewno, żywność, surowce skalne, gaz ziemny.
d) ropa naftowa, węgiel kamienny i brunatny, rudy metali.

2. Osobniki należące do jednego gatunku, zamieszkujące określony obszar, powiązane ze

sobą wzajemnymi zależnościami tworzą
a) populację.
b) biocenozę.
c) ekosystem.
d) krajobraz ekologiczny.

3. Ekosystemy i krajobrazy przyrodnicze (lądowe i morskie), tworzące żywą otoczkę Ziemi,

określane są jako
a) litosfera.
b) biosfera.
c) atmosfera.
d) hydrosfera.

4. Wody śródlądowe stojące to

a) rzeki, morza, stawy.
b) potoki, stawy, strumienie.
c) jeziora, potoki, rowy melioracyjne.
d) stawy, sztuczne zbiorniki retencyjne, jeziora.

5. Łącznie spada na lądy 119 000 km

3

deszczu w ciągu roku, z czego na obszar Polski

przypada
a) 1000 km

3

b) 150 km

3

c) 189 km

3

d) 119 km

3

6. Największe zasoby własne wody w Polsce posiada województwo

a) pomorskie.
b) małopolskie.
c) świętokrzyskie.
d) warmińsko-mazurskie.

7. Retencję powstającą na skutek zatrzymywania się wody w zagłębieniach terenu w postaci

kałuż nazywamy
a) gruntową.
b) jeziorową.
c) lodowcową.
d) powierzchniową.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

70

8. Ujęcia wód powierzchniowych budowane na rzekach o dużych prędkościach przepływu,

składające się z zatoki na brzegu i czerpni typu brzegowego to ujęcie
a) progowe.
b) zatokowe.
c) brzegowe wysunięte w koryto rzeki.
d) nurtowe z przewodem grawitacyjnym.

9. Ujmowanie wód podziemnych prowadzi się za pomocą

a) ujęć progowych.
b) ujęć wieżowych.
c) ujęć brzegowych.
d) studni pionowych wierconych.

10. Proces niszczenia mikroorganizmów obecnych w wodzie do picia przy użyciu chloru,

ozonu lub promieni UV nosi nazwę
a) filtracji.
b) koagulacji.
c) dezynfekcji.
d) sedymentacji.

11. Proces rozdzielania ciał stałych od cieczy pod działaniem siły ciężkości, powodującej

opadanie cząstek fazy stałej o gęstości większej od gęstości cieczy to
a) flotacja.
b) filtracja.
c) koagulacja.
d) sedymentacja.

12. Urządzenie służące do napowietrzania wody to

a) filtr.
b) akcelator.
c) osadnik poziomy.
d) aerator ciśnieniowy.

13. Ścieki powstające w wyniku działalności gospodarczej człowieka w gospodarstwach

domowych to ścieki
a) opadowe.
b) deszczowe.
c) przemysłowe.
d) bytowo-gospodarcze.

14. Wirusy i bakterie zawarte w ściekach, będące czynnikami chorobotwórczymi dla

człowieka, należą do grupy zanieczyszczeń
a) biologicznych.
b) fizycznych.
c) chemicznych organicznych.
d) chemicznych nieorganicznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

71

15. Mechaniczne sposoby oczyszczania ścieków wykorzystują urządzenia o nazwie

a) piaskowniki.
b) osadniki wtórne.
c) komory osadu czynnego.
d) złoża biologiczne zraszane.

16. Substancje tłuszczowe i oleje usuwane są podczas procesu oczyszczania ścieków

w urządzeniach zwanych
a) kratami.
b) mikrositami.
c) odtłuszczaczami.
d) osadnikami z osadem czynnym.

17. Podstawowym urządzeniem w przydomowych oczyszczalniach ścieków, w którym

przebiegają procesy wstępnego oczyszczania ścieków jest
a) osadnik gnilny.
b) studnia chłonna.
c) złoże biologiczne.
d) piaskownik napowietrzany.

18. Największe jednostkowe zapotrzebowanie na wodę dla przemysłu rolno-spożywczego

wykazują
a) piekarnie.
b) mleczarnie.
c) drożdżownie.
d) rzeźnie kur i kaczek.

19. Wzrost żyzności wód na skutek dostających się do nich ze spływami powierzchniowymi

substancji biogennych-związków azotu i fosforu to zjawisko
a) hydrolizy.
b) eutrofizacji.
c) denudacji.
d) rekultywacji.

20. Woda przeznaczona do spożycia przez ludzi wymagająca prostego uzdatniania fizycznego,

w szczególności filtracji oraz dezynfekcji zaliczana jest do kategorii
a) A2.
b) A5.
c) A1.
d) A3.

21. Całkowita pojemność zbiorników retencyjnych w Polsce wynosi

a) 0,5 km

3.

b) 3,6 km

3.

c) 220 km

3.

d) 1350 km

3

.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

72

22. Procesy biochemicznego rozkładu związków organicznych do stanu mineralizacji,

przebiegające w szybkim tempie przy dostatecznej ilości tlenu określane są jako
a) dezynfekcja.
b) eutrofizacja.
c) degradacja.
d) samooczyszczanie się.

23. Zastosowanie drenażu rozsączającego, jako jednej z metod biologicznego oczyszczania

ścieków jest możliwe wówczas, gdy minimalna odległość drenażu od poziomu wód
gruntowych jest nie mniejsza niż
a) 0,5 m.
b) 0,75 m.
c) 1 m.
d) 1,5 m.

24. Hydrofitowe oczyszczalnie ścieków w procesach oczyszczania wykorzystują następujące

rośliny wodne:
a) brzoza, żonkil.
b) wierzba krzewiasta, sosna.
c) trzcina pospolita, pałka wodna.
d) babka zwyczajna, jemioła pospolita.

25. 66% zasobów eksploatacyjnych wód podziemnych znajduje się w utworach geologicznych

a) kredowych.
b) trzeciorzędowych.
c) czwartorzędowych.
d) starszych niż powyższe.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

73

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..............................................

Określanie zasad gospodarki wodnej w środowisku

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1

a

b

c

d

2

a

b

c

d

3

a

b

c

d

4

a

b

c

d

5

a

b

c

d

6

a

b

c

d

7

a

b

c

d

8

a

b

c

d

9

a

b

c

d

10

a

b

c

d

11

a

b

c

d

12

a

b

c

d

13

a

b

c

d

14

a

b

c

d

15

a

b

c

d

16

a

b

c

d

17

a

b

c

d

18

a

b

c

d

19

a

b

c

d

20

a

b

c

d

21

a

b

c

d

22

a

b

c

d

23

a

b

c

d

24

a

b

c

d

25

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

74

6. LITERATURA

1. Dymaczewski Z., Sozański M.: Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków. Polskie

Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Warszawa 1995

2. Heidrich Z.: Wodociągi i kanalizacja, Wydawnictwo: WSiP, Warszawa 1999
3. Hubrich von Baur: Technologia instalacji wodociągowych i gazowych, Wydawnictwo:

REA, Warszawa 1998

4. Kowal A.: Oczyszczanie wody, PWN, Warszawa 1998
5. Nawrocki J.: Uzdatnianie wody, PWN, Warszawa 2000
6. Szpindor A.: Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, ARKADY,

Warszawa 1992

7. Wiśniewski H., Kowalewski G.: Ekologia z ochroną i kształtowaniem środowiska,

AGMEN, Warszawa 1997

8. Woś A.: Meteorologia, PWN, Warszawa 1997
9. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 19 listopada 2002 r. w sprawie wymagań dot.

jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. Nr 203 z 2002 r., poz. 1718,
załącznik nr 2)