5.01.2012

Temat: Zanieczyszczenie środowiska.

Za zanieczyszczenie środowiska uważany jest każdy czynnik, który powoduje zakłócenie równowagi systemowej i ustąpienie z biocenozy przynajmniej jednego gatunku. Zanieczyszczenia dzielimy na fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Zanieczyszczenia fizyczne:

- promieniowanie

- zmiany termiczne

1. Biologiczne źródła promieniowania

- reaktory jądrowe

- produkcja i dystrybucja izotopów promieniotwórczych

- odpady radioaktywne

Promieniowanie jest to forma przekazywania energii na odległość. Rozróżnia się następujące rodzaje promieniowania:

1. Promieniowanie elektromagnetyczne - np. promieniowanie słoneczne - promieniowanie widzialne, UV, podczerwone, fale radiowe, promieniowanie RTG, promieniowanie Gamma. Nośnikiem jest fala.

2. Promieniowanie korpuskularne - nośnikiem energii jest cząsteczka materialna. Zalicza się tu promieniowanie alfa, beta + (pozytony), beta - (megatony), promieniowanie neutronowe.

Promieniowanie może być jonizujące i niejonizujące. Promieniowanie jonizujące określa takie promieniowanie, które w zetknięciu z ośrodkiem materialnym powoduje w nim jonizację, bezpośrednio lub pośrednio.

Zdolność do jonizacji wykazuje promieniowanie Gamma i RTG oraz korpuskularne - alfa i beta (+ i -). Pochłoniecie przez komórki promieniowania jonizującego może prowadzić do wzbudzenia atomów, jonizacji składników komórkowych, powstania rodników wodorowych i wodorotlenowych oraz nadtlenku wodoru, który jest związkiem toksycznym. Te zmiany mogą uszkadzać struktury biologiczne. Najbardziej podatną na takie zmiany jest jądro komórkowe. Zmiany, jakie zachodzą pod wpływem promieniowania dotyczą głównie kwasu DNA i prowadzą do mutacji genowych lub chromosomowych.

Do najbardziej promienioczułych tkanek należy tkanka limfatyczna, krwiotwórcza (szpik kostny), oraz komórki rozrodcze. Dużą wrażliwością odznaczają się komórki skóry oraz błony śluzowej jelit. Zmiany w okostnych mogą prowadzić do białaczki.

Promieniowanie jonizujące jest szkodliwe dla roślin i zwierząt, ale nie dla wszystkich jest tak samo szkodliwe. Niskie dawki promieniowania jonizującego mają działania mutagenne, natomiast wysokie są zabójcze. Wszystkie dawki są szkodliwe.

Promieniowanie niejonizujące - fale elektromagnetyczne, które nie powodują jonizacji w żywych komórkach. Należy tutaj światło widzialne, promieniowanie UV i podczerwone.

Promienie podczerwone są nośnikiem ciepła i ich ekologiczne znaczenie jest takie, że wydestylowują w sposób taki, w jaki przebiega destylacja, do atmosfery, duże ilości pary wodnej z mórz i oceanów oraz wód śródlądowych.

Gdyby powietrze atmosferyczne nie było zanieczyszczone można by było podczas deszczu otrzymywać czystą wodę.

Promieniowanie UV w małych dawkach jest mutagenne a wyższe dawki są zabójcze.

2. Biologiczne skutki zmian termicznych w środowisku
   

Nagłe podwyższenie temperatury w środowisku może spowodować wyginięcie wielu gatunków w biocenozie, albo zmienić aktywność metaboliczną pozostałych gatunków.

3. Zanieczyszczenia

Związki chemiczne są najczęściej spotykanym rodzajem zanieczyszczenia środowiska naturalnego. Powstają podczas spalania paliw stałych i płynnych, w trakcie działalności rolniczej oraz w gospodarstwach domowych. Zanieczyszczenia chemiczne przedostają się do atmosfery w postaci pyłów i gazów, do wód powierzchniowych ze ściekami w postaci związków rozpuszczonych albo zawiesin. Do gleby dostają się podczas stosowania nawozów sztucznych i pestycydów oraz hodowli zwierząt. Pył w powietrzu może opadać na glebę czy na powierzchnię wód, do wód mogą się dostawać zanieczyszczenia z gleb. Działanie zanieczyszczeń chemicznych jest zróżnicowane w zależności od:

1. Budowy chemicznej poszczególnych związków zanieczyszczających

2. Reagowania na różne czynniki środowiskowe, np. odczyn, temperaturę, obecność innych substancji chemicznych

3. Podatność na biodegradację i mineralizację, czyli procesy mikrobiologiczne zachodzące przy udziale grzybów i bakterii

4. Dostępności jako źródeł energii i pierwiastków biogennych

5. Zdolności do nagromadzania się w środowisku - bioakumulacji - komórkach i w tkankach żywych organizmów i migracji w łańcuchu troficznym.

6. Szkodliwej aktywności biologicznej czyli oddziaływania toksycznego, mutagennego, rakotwórczego lub teratogennego na organy.

7. Synergistycznego (2 czynniki wzmagające się ) lub antagonistycznego wpływu dwóch różnych związków na siebie, co jest bardzo ważne, ponieważ przy zanieczyszczeniu środowiska bierze udział więcej związków niż jeden.

Zanieczyszczenia powietrza - pyły, gazy, dymy, mgły. Największe źródła tych zanieczyszczeń są bardzo liczne, najwięcej zanieczyszczeń powstaje podczas spalania fali stałej i płynnej, podczas spalania ropy, węgla brunatnego lub kamiennego.

Wśród pyłów produkowanych przez przemysł możemy wyróżnić: popioły lotne, powstające ze spalania węgla kamiennego i brunatnego przez elektrownie i elektrociepłownie. Pyły z cementowni, pyły metalurgiczne powstające w hutach.

Pyły mogą zawierać radionuklidy i metale ciężkie. Radionuklidy to są pierwiastki promieniotwórcze. Obecność w pyłach tych pierwiastków jest szkodliwa, gdyż mogą one działać zarówno genotoksycznie jak i toksycznie. Pyły dzielimy na gruboziarniste i drobnoziarniste.

Pyły hamują fotosyntezę u roślin poprzez zatykanie aparatów szparkowych i ograniczają dopływ energii słonecznej do zielonej części roślin. Wnikają do dróg oddechowych człowieka drażniąc i uszkadzając ściany dróg oddechowych, wprowadzają do organizmu związki szkodliwe dla zdrowia oraz metale ciężkie oraz pierwiastki promieniotwórcze. Zanieczyszczają glebę i wody powierzchniowe, wprowadzając do nich substancje lub pierwiastki toksyczne lub mutagenne. Wprowadzają do łańcucha pokarmowego, w tym roślin uprawnych i zwierząt hodowlanych, metale i radionuklidy, które tą drogą mogą migrować, kumulować i przenosić poza ekosystem.

Mgły i dymy tworzą razem smog.

Zanieczyszczenia gazowe

- ditlenek siarki

- ditlenek węgla

- tlenek węgla

- tlenek azotu NO i diltlenek azotu NO2

- fluorowodów HF

- siarkowodór H2S

- ditlenek siarki powstaje podczas spalania paliw, wytapiania rud, prażenia pirytów. Powoduje kwaśne deszcze, które niszczą roślinność, powodują zakwaszenie gleby, niszczenie konstrukcji żelbetowych, oraz mają szkodliwe oddziaływanie na zdrowie człowieka.

- Ditlenek węgla jest głównym produktem spalania paliw i jego stężenie stale rośnie. Przemysł go dostarcza zbyt dużo, pomimo tego, że wykorzystywany jest w procesie fotosyntezy. Gromadzi się on w atmosferze powodując efekt cieplarniany i zmiany klimatyczne. Blokuje emisję ciepła z Ziemi w przestrzeń kosmiczną.

- tlenek węgla pochodzi głównie ze spalania paliw w silnikach spalinowych, jest on niebezpieczny dla człowieka, bo nawet przy niskim stężeniu może nastąpić zatrucie

- tlenki azotu - spalanie paliw w wysokiej temperaturze NO utlenia się łatwo to ditlenku azotu NO2. Mieszanina tych gazów oznaczana jest jako NOX. Powodują one powstawanie jednego ze składników kwaśnych deszczy. Ulegają te związki reakcją fotochemicznych, zachodzącym pod wpływem światła słonecznego w paśmie nadfioletowym.

Azotany mogą reagować z drugo i trzeciorzędowymi aminami tworząc w efekcie silnie toksyczne nitroaminy.

Ditlenek azotu i ditlenek siarki mogą działać synergistycznie, zwłaszcza jeśli chodzi o niszczenie roślin.

Zanieczyszczenia metalami ciężkimi

Są pochodzenia antropogenicznego, powstają na skutek działalności człowieka. Najczęściej spotykane - ołów, miedź, żelazo. Osadzają się na cząsteczkach pyłu, w raz z nimi mogą się przenosić na dalekie odległości i opadać na gleby lub wody powierzchniowe.

Węglowodory są emitowane do powietrza w postaci pary bądź osadzają się na cząsteczkach pyłu, są produktami spalania paliw. Węglowodory alifatyczne przeważają w zanieczyszczeniach powietrza, zarówno nasycone jak i nienasycone oraz aromatyczne o małej masie cząsteczkowej. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA - związki chemiczne zanieczyszczające środowisko.

Zanieczyszczenia biologiczne

Wirusy, bakterie chorobotwórcze, zarodniki niektórych grzybów, pyłki roślinne o charakterze alergenów

Występują w postaci aerozolów biologicznych lub bioareozolach.

Zanieczyszczenia wód powierzchniowych:

Wody powierzchniowe są zanieczyszczone ściekami, wodami opadowymi, które spłukują z powierzchni gleby, dróg różnego rodzaju substancje. Wody mogą być zanieczyszczone opadami pyłów i dyfuzją gazów z powietrza.

1. Ścieki i spływy powierzchniowe - ściekami nazywamy wody zużyte w gospodarstwach domowych lub zakładach przemysłowych. Odprowadzane są one do odbiornika, czyli rzeki albo jeziora w ściśle określonym miejscu. Ładunek tych zanieczyszczeń można kontrolować, nazywamy je zanieczyszczeniami punktowymi. Wody opadowe trafiają do odbiornika na pewnym odcinku biegu rzeki i trudno je kontrolować. Ścieki zawierają zawiesiny, koloidy, różne zawieszone związki, występują w nich wirusy, bakterie, grzyby, jaja robaków pasożytniczych, są mętne, o zabarwieniu brudnoszarym, o zapachu fekalnym lub chemicznym.

Ścieki dzielimy:

- ścieki bytowo-gospodarcze- zawierają duże ilości zanieczyszczeń fekalnych, mocznika, białek, tłuszczów, odpady roślinne i zwierzęce, środki piorące i myjące, które zawierają różne detergenty. W środkach tych mogą być środki dezynfekcyjne ze szpitali itd. Zwierają duże ilości drobnoustrojów - wirusów, bakterii i grzybów. Większość z tej mikroflory to saprofity. Mogą się tam zajmować grzyby.

- ścieki miejskie - są to ścieki bytowo-gospodarcze zmieszane ze ściekami przemysłowymi w różnej proporcji.

- ścieki przemysłowe - ich skład zależy od produkcji i stosowanej techniki, w związku z tym możemy wyróżnić ścieki z zakładu przemysłu wydobywczego - duże zasolenie i wysoka zawartość zawiesin mineralnych. Ścieki z zakładu przemysłu rolno-spożywczego - cukrownie, mleczarnie, krochmalnie, rzeźnie, przetwórstwo owocowo-warzywne. Ścieki te charakteryzują się dużą ilością związków organicznych, podatnych na rozkład mikrobiologicznych. Ścieki z przemysłu metalurgicznego - huty, zakłady przetwórstwa i obróbki metali, zakłady wzbogacania rud - duża zawartość metali ciężkich i innych substancji toksycznych. Niebezpieczne są cyjanki i chromiany.

- ścieki z przemysłu chemicznego - są bardzo zróżnicowane, mogą zwierać wszystkie związki pochodzenia syntetycznego. Są to ścieki bardzo trudne do oczyszczenia. Zawierają wiele substancji toksycznych, mutagennych i rakotwórczych. Największe zagrożenie dla środowiska naturalnego stanowią ścieki z produkcji ropy naftowej, węgla i drewna, barwników, detergentów, środków ochrony roślin, farb i lakierów, włókien i tworzyw sztucznych.

- ścieki z przemysłu włókienniczego - wysoka mętność, zawartość detergentów, barwników oraz środków wybielających oraz związków organicznych trudno podatnych na rozkład biologiczny.

- ścieki garbarskie - wysokie zasolenie, duża ilość zawiesin, stężenie bromu.

Obecnie większość miejscowości ma oczyszczalnie ścieków. Najczęściej buduje się biologiczne oczyszczalnie ścieków, jest tam część mechaniczna. Ścieki zostają pozbawione zawiesin. Następnie obniża się stężenie różnych związków organicznych i mineralnych. Ścieki muszą spełniać normy.

Biologia (najprawdopodobniej 12.01.2012

Po oczyszczeniu sciekow powinny one spełniać odpowiednie parametry, powinny mieć osunięte zawiesiny, odpowiednia ilość azotu itd. Nie powinny zawierac zarazkow chorobotwórczym. Powinny odpowiadac odpowiednim normom. Oprocz zrzutu punktowego ścieków sa tez obszarowy(nie jest kontrolowany).

Parametry decydujące o czystości wody:

Saprobowosc, chemiczne zapotrzebowanie na tlen, zawiesina ogolna, zanieczyszczenia wirusów i bakteriami chorobotwórczymi

Zanieczyszczenia wyróżniamy

Wigury i bakterie chorobotwórcze.

Ogolna liczba bakterii w 1cm3 jest wskaźnikiem czystości wod. Pałeczki eszericha coli jest wskaźnikiem zanieczyszczenia bakteriami chorobotwórczymi.

Eutrofizacja- powoduje zanieczyszczenia wtorne.

Zanieczyszczenie gleby;

Postawowa właściwością gleby jest żyzność- zdolnosc produkcyjna umozliwiajaca rozwoj roslina i uzyskiwanie plonow.

Zanieczyszczenia chemiczne;

-Zanieczyszczenie pylami alkalicznymi

-Kwasnymi deszczami

-Nawozy naturalne i sztuczne

-Zatruwanie gleb związkami chemicznymi

-Metali ciezkie

-Materialy ropopochodne

-Srodki ochrony roślin

Czynniki zle wpływające na glebe

Erozja gleby-wymywanie przez wode i wywiewaniu przez wiatr czastek gleby co powoduje jałowienie i zanik żyzności, poza tym kurcza się zasoby żyznej gleby ze względu na przeznaczanie ich na dzialki dubowlane i drogi. Najbardziej niebezpiecznymi srodkami sa srodki ochrony roślin.

Metale ciezkie- wydobywanie i przerobka surowcow naturalnych, wytapianie surowki. Sa pobierane przez rośliny my je zjadamy poprzez zjadanie roslinorzercow i tak o to metale ciezkie zostaja ostatecznie w naszych organizmach.

Zanieczyszczenia biologiczne - wirusy, bakterie, grzyby które dostaja się z gnojowica do wody.

T: samo oczyszczanie się ekosystemu

Na somo oczyszczanie składają się procesy fizyczne chemiczne i biochemiczne. Sa to

1. rozcieńczanie zanieczyszczen woda lub powietrzem- przy rozcieńczaniu zmienia się sterzenie i spada

2. rozpuszczanie w wodzie cial stalych - etap przygotowawczy do rozpuszczania przez drobnoustroje

3. sedymentacja pylow i zawiesin - umozliwia oczyszczanie powietrza przez opadające na dno zbiornika

4. reakcje fotochemiczne zachodzące pod wpływem swiatla glownie ultrafioletowego

5. biologiczne usuwanie zanieczyszczen;

biodegradacja- 1 etap rozkładu związków organicznych. drobno ustroje powoduja rozpad związków organicznych,

ineralizacja - przy udziale drobnoustrojow dochodzi utlenianie zredukowanych form prostych związków org. + biodegradacja to biodegradacja. W procesie tym wazna role odgrywa tlen. Jeżeli zabraknie tlenu, biocenoza obumiera i w tedy zaczynaja działać bakterie należące do względnych tlenowcow lub beztlenowcow. Prowadza one do fermentacji produkując związki takie jak sulfon, siarkowodor, azan;

biokumulacja - polega na gromadzeniu pewnych składników przez zywe komorki i zwiekrzaniu poziomu tego składnika w przeliczeniu na biomase lub bialko komorki. Biokumulacji podlegaja związki, niepodlegajace rozkładowi chemicznemu. Związki te mogą powodowac niekorzystne zmiany w Komorkach;

immobilizacja - polaga na unieruchomieniu pierwiastkow, jonow lub ich związków poprzez wbudowanie ich we wlasne składniki komorkowe. W warunkach naturalnych jest to proces bedacy czescia biodegradacji. Może być tez wykorzystany jako nowoczesna technika oczyszczania niektórych rodzajow ścieków.

6. Wymiana gazu miedzy woda a powietrzem atmosferycznym, oraz gleba i powietrzem.

W miejcu zrzutu ścieków występują strefy saprobowosci:

Strefa polisaprobowa- przemiany jakie zachodza to przemiany redukcyjne.

1.Proces rozkładu węglowodanów

2.proces proteolizy- rozklad bialek poprzez peptydy do aminokwasow

3.proces liptolizy - czesciowy rozklad bialek tluszcz0owych

4.Proces redukcji siarczanow do sulfanow, oraz azotanow 6 wartosciowych do azanu

Aby te reakcje zaszly potrzeba b.duzo tlenu. BZt5 zawsze przekracza wartość 12mg/dm3

W warunkach beztlenowych takich pojawic się mogą azan sulfon metan. Mogą zachodzic tez procesy metrynifikacyjne.

Organizmy wskaźnikowe - laboratoria

Wskaźnik bakterii grupy coli może wynosic ponad 1000.

Na 14.00 1.02.2012 koloz biologii 422sala

Oprocz bakterii wystepuje w strefie polisaprobowej grzyby, brak tam roślin zielonych, glonow i sinic. Jedynym źródłem tlenu jest dyfuzja z powietrza, bo nie zachodzi tam proces fotosyntezy. Występują eugleniny i sienice zwane drganicami. Jeśli chodzi o zwierzete to bezbarwne wiciowce. Wystepuje tu malo gatunkow ale bardzo liczne. Stosunek masy producentow(glonow) do masy reducentow P/R<<1

Alfamezosaprobowa należy do stref oksydacyjnych redukcyjnych. Stezenie sulfonu obniza się a niekiedy zanika całkowicie. Zasadniczym typem zachodzącym w niej redukcja i utlenianie biologiczne. Utlenianie sa związki rganiczne oraz niektóre nieorganiczne. Całkowite zurzycie tlenu jest duzo nizsze niż w poprzedniej strzefie i wynosi od 5 do 10 mg na dm3. Podstawowym źródłem tlenu jest dyfuzja, z drugiej strony fotosyntezy sinic i glonow. Procesy beztlenowe zachodza na dnie.

Org. Wskaźnikowe;

Nadal dominuja bakterie od 10^5do 10^6 dm3.

Stosunek reducentow do reducentow jest mniejszy od jedności ale jest wyższy niż w polisaprobowejm P/R<1.

Wskaźnik coli może wynosic 100 lub nieco poniżej. Dosc licznie występują grzyby wodne, pojawiaja siue niektóre sinice i glony(eugleniny i zielenice typu sprzężnice oraz galezarki) o niedużym stopnie. Falna reprezentowana jest przez pierwotniaki i orzeski, najczęściej trębacz, pantofelek. Oprocz pierwotniakow występują larwy muchowek, sporadycznie slimaki pijawki, ryby karpiowate. Liczba gatunkow jest wyzsza niż w ostatnij strefie do kilkunastu gatunkow.

Najwięcej grzybow wystepuje w alfa mezosaprobowej. Glony najwięcej w beta mezosaprobowej.

Strefa beta mezosaprobowa - jest to etap koncowego rozpadu substancji org. Czyli jest to strefa ostatecznej mineralizacji. Woda jest tutaj dosc czysta, niekiedy ma barwe zielona od glonow rozwijających się. Woda ta ma zapach ziemisty lub mogole. Intensywnie przebiega proces utleniania azotynu czyli nastepuj proces ostatecznego utleniania. Duze dzialanie bakterii mitronifikacyjnej. Sulfon tutaj nie wystepuje. Stezenie ditlenku wegla jest duzy ale zostaje zerzyty w procesie fotosyntezie. Wartości DZT5 nie sa wysokie od 4 do 8 mg tlenu na dm3. Ilość tlenu jest wystarczajaca. W strefie tej nie zachodza żadne procesy beztlenowe. Ilość bakterii od 10^4do 10^5. Wskaźnik producentow do reducentow P/R>1. Org. Wskaźnikowe

Organizmy mitronifikacyjne,

Glony (zielenice, okrzemki,)

Orzeski, plazy, owady, slimaki, malze i ryby karpiowate. Strefa ta odznacza się najwyzsza ilością gatunkow spośród wszystkich stref, powyżej 20 gatunkow.

Strefa oligosaprobowa - odcinek zakończonej mineralizacji. Wody urzednie zanieczyszczone sa teraz czyste. Zawiera związki humusowe. BZT5 nie przekracza 4mg tlenu na dm3. Wartość tlenu 9mg na dm3. Liczba Komorek bakterii 10^1do 10^3. P/R=1. organizmy wskaźnikowe.

Okrzemki, zielenice, larwy owadow, ryby karpiowate.

Oczyszczanie rzek

Biologia 19.01.2012r.

Escherichia coli jest bakteria wskaznikowa. Ona i inne bakterie wskaźnikowe naleza do mikro flory człowieka. Jest ona wydalana wydalana z kalem.

Bakterie wskaźnikowe musza posiadac:

-musza być stale obezne w przewodzie pokarmowym człowieka co umozliwia wykrycie zanieczyszczenia kalowego

- powinny to być bakterie nieprzetrfalnikujace, co umozliwia na wykrycie Świerzego zanieczyszczenia fekaliami lub sciekowymi

- ich identyfikacja musi być możliwa za pomoca łatwych i dostępnych metod

-dlugosc czasu przezycia bakterii wskaźnikowych poza organizmem musi być dluzsza niż gatunkow chorobotwórczych

-liczba bakterii wskaźnikowych w jelicie grubym i kale musi być duza

WSZYSTKIE CECHY SPELNIA TYLKO ESCHIERICHIA COLI

Wskaźnik coli- oznacza liczbe Komorek z rodziny escherichia coli wystepujacyhc w 100cm3 badanej probki

Miano coli- jest to najmniejsza objętość badanej probki w której stwierdza się przynajmniej jedna komorke eschiericha coli

Zastosowanie mikrobiologicznego do oczyszczania wody i ścieków, powietrza.

Na skutek antropogenicznej działalności człowieka nastepuje skarzenie środowiska. Do pewnego stopnia sily natury potrafia same te zanieczyszczenie likwidowac. Jeśli jest za duze sterzenie musi wkroczyc człowiek ze swoimi technologiami.

Oczyszczanie scieków

Rycina 1.(od Dominiki)

1. stopien to oczyszczanie mechaniczne

2. stopien to oczyszczanie biologiczne(z udzialem osadu czynnego)

3. Usuwanie związków azotany i fosforanów z wody

4. odnowa wody

Ad.1 Przed wprowadzeniem ścieków do oczyszczania biologicznego trzeba pozbyc się większych zanieczyszczen(trafia do skratek(niby sito)) do oczyszczania mechanicznego zaliczamy odsadnik wstępny i piaskownik. Celem tego jest tez usuniecie tłuszczy, olejow ropy nawtowej i innych. Słuza temu oddluszczacze. Na powierzchni ścieków gromadzi się tluszcz który się zbiera(proces frotacji). Bez oczyszczania mechanicznego było by bardzo utrudniaone oczyszczanie biologicznego bo bakterie rozkładają zanieczyszczenia biologiczno-organiczne.

Ad.2 Z odsadnika wstępnego scieki trafiaja do komory napowietrzania i tam osad czynny przystepuje do pracy. Bakterie otrzymując tlen rozkładają zanieczyszczenia. Scieki te sa intensywnie napowietrzane, ale powietrze także ma za zadanie mieszanie zanieczyszczen. Stosunek wagowy do biomasy do objętości powinien być określony. W systemie konwencjonalny 1000-5000mg/dm3 suchej masy ścieków, 3000-7000 system przedłużonego napowietrzania, 300- 700 system czesciowego napowietrzania. Zbyt duze doprowadzanie ścieków może prowadzic do przeciążenia osadu. Ładunek jaki wchodzi do komory możemy mierzyc za pomoca BZT5. Jeżeli osad czynny ma odpowiednia wage i odpowiednia aktywność to pozwala zmniejszyc zanieczyszczenie o 90%. Waznym czynnikiem wyrarzanym przez BZT5 jest tlen. Stezenie tlenu nie powinno spadac poniżej 4mg tlenu/litr. Jeżeli w sciekach nie ma związków toksycznych to stopien BZT5 pokazuje prawidłowe procesy zachodzące w komorze, a jeśli sa tam związki toksyczne to nie może być on wskaźnikiem. Wazny jest czas oczyszczania ścieków ;

w metodach konwencjonalnych od 6-12h, jeżeli bakterie maja dostarczone dogodne warunki do zycia to się szybko rozmnarzaja. Po oczyszczeniu zawartość trafia do osadnika wtornego i pozostaje tam przez jakis czas. Osad opada na dno pozostawiając wode czysta. Osad wraca do komory regeneracji osadu jako osad powrotny. Czesc osadu nadmiernego jest kierowana do komory fermentacyjnej. Tam po fermentacji jest wykorzystywany do ogrzewania.

Ad.3 najprostrzym sposobem usuwania fosforanu jest dostarczanie siarczanu glinu, chlorek żelaza. Związki te strącają fosforany. Nie ma związków chemicznych strącających azotany. Sposobem biologicznym obniżania sterzenia fosforanu i azotanu jest kierowanie ich do komory z glonami. Stosowana jest czest denitryfikacja(bakterie należące do względnych beztlenowcow).

Ad.4 Nie ma bo nie chcialo jej się mowic

Pierwsze proby oczyszczania ścieków- probowano oczyszczac na zlozach biologicznych

Nastepnym sposobem był sposób wierzowy - wiekszy dopływ tlenu

Nastepnym sposobem sa złoza rotacyjne

-II- sa złoża rotacyjnebebnowe

BIOLOGIA OSADU CZYNNEGO

Osad czynny - jest to zawiesina bakterii i pierwotniakow, glownie bakterie heterotroficzne. Prawidłowy osad zawiera drobne agrogaty złożone z bakteri zsadzone sluzem, Latwo sedymentuja wiec latwo je rozdzielic od ścieków. W trakcie oczyszczania ścieków bakterie przechodza procesy adaptacyjne. Najczęściej spotykane bakterie w postacie paleczek, spirali itd. Podstawowo rola bakterii w osadzie czynnym jest wytwarzanie enzymow które przyspieszaja rozkladanie zanieczyszczen w sciekach. Węglowodory wielko łańcuchowe rozkładają się bardzo ciezko. Oprocz bakterii znajduja się pierwotniaki, ich rolą jest odmladzanie populacji bakterii, a także w osadniku wtornym porzeraja wolno pływające bakterie. Do pierwotniakow naleza : orzeski osiadle i wolno pływające. Duza liczba wiciowcow świadczy o przeciążeniu osadu. Aspidiska świadczy o tym ze osad jest dobry. Jeżeli osiad jest przeciążony zaczyna brakowac tlenu i rozwijaja się bakterie nitkowate(niekorzystne dla osadu).

Błona biologiczna na złozach biologicznych

Rycina 2 (Dominika)

Najważniejsze składniki blony to bakterie i grzyby, które nie występowały w osadzie czynnym. Przeprowadzaja mineralizacje. Grzyby; plesniaki i plesnie(grzyby niedoskonale), bakterie; zeoglea i bakterie nitronifikacyjne. Mogą pojawiac się glony. W gornych warstwach zloza pojawiac się mogą sinice oraz mikotroficzne glony należące do euglenin. Występują orzeski osiadle, oraz orzeski wolno pływające.

T: OCZYSZCZANIE I UZDATNIANIE WODY DO PICIA

Woda pobierana przez wodociągi musi posiadac odpowiednie cechy:

Woda przeznaczona do picia powinna być zdrowa, orzezwiajaca i smaczna. Nie może zatem zawierac związków chemicznych, szkodliwych dla zdrowia w tym pierwiastkow promieniotwórczych emitujących szkodliwe promieniowanie, ani substancje spujace smak, zapach wody i drobnoustroje chorobotwórcze. Aby woda miala te cechy trzeba ja uzdatniac.

Koagulacja, filtracja przez filtry piaskowe, dezynfekcja

Koagulacja- stracanie odpowiednimi związkami (koagulantu) latwo skracalnych związków

Filtry piaskowe(pospieszne i powolne)- roznice miedzy filtrami polegaja na wypelnieniu filtrow. Filtry powolne(piasek bardzo drobny)w skutek czego woda przebiega wolno i związku z tym ze na filtrach zostaja mikro czastki to na ziarenkach powstaja mikro blonki tak jak na zlozach. Sklad mikroorganizmow zalezy od składu chem. Wody. Oprocz bakterii w warstwie powierzchniowej mogą występować tez okrzemki, sinice itd.

b)Filtry pospieszne- działają jak sita. Woda pod cisnieniem przeciska przez oczka sita zatrzymując szkodliwe związki.

C) filtry weglowe - absorbuja na powierzchni mikro zanieczyszczenia. Ma to duze znaczenie ponieważ wystepuje to po dezynfekcji. Po dezynfekcji powstaja związku mutagenne i ….

Steżenie ozonu przy którym usyzkuje się 99,99% eliminacji drobnoustroju.

26.01.2012(czesc wykładu)

Zalety

2 stosunkowo niewielka powierzchnia jaka zajmuja uzadzenia, w stosunku do powierzchni jaka zajmuja konwencjonalne zloza biologiczne

3 Brak przykrych zapachow i gromadzenia się much wokół oczyszczalni

4 mozliwosc nieprzerwanej pracy orzez caly rok. W zakresie temp. Od +4 C do 30 C. Temp ścieków nie spada nigdy poniżej 4 C.

Wady osadu czynnego

1 brak możliwości oczyszczania ścieków o duzym ładunku zanieczyszczenia organicznego. Zazwyczaj oczyszczanie osadem czynnym przeprowadza się takie scieki których BZT5 nie przekracza 500mg H2O

2. Dosc wysoki koszt urządzeń i wysokie koszty eksploatacji, a przede wszystkim wysokie koszty energii elektrycznej niezbędnej do mieszania zawartości komory napowietrzania oraz przepompowywania ścieków i osadow sciekowych

3. wrażliwość klaczkow osadu czynnego na dzialanie związków toksycznych

4. konieczność stalego nadzoru podczas eksploatacji a w szczególności wykonywania kontrolnych badan laboratoryjnych

5. czeste klopoty z pęcznieniem osadu i jego nieprawidlowa sedymentacja w osadnikach wtornych

6. konieczność regulacji odczynow scieku podczas wprowadzenia ich do komory napowietrzania. Max pH powinno wynosic od 7-7,5 ponizej i powyżej efektywność procesu spada w tedy sklad klaczkow staje się nieprawidłowy

7. wytwarzanie dużej ilości silnie uwodnionych osadow sitowych co pociąga za soba konieczność ich przerobki i utylizacji.

8. powstawanie nad komorami napowietrzania aerozoli bateryjnych, które mogą zawierac także bakterie i wyrucy szkodzące ludziom i zwierzałem. Chmura ta znajduje się nie wiecej niż 25m od komory. W pewnych warunkach pogodowych(miskie temp. I silne wiatry) mogą być przenoszone na duuuza odległość.

(nie ma na kole) W sciekach gromadza się od rozne bakterie i stale organiczne substancje zwane szlamem. Wartość jej zalezy od wartości odżywczej ścieków i od organizmow bytujących w tym szlamie. Bytujące w tym szlamie org. zywe biodegraduja. Wierzchnia warstwa szlamu obniza BZT5 o 30%.

1W wodzie powierzchniowej wystepuja zawsze substraty pochodzenia naturalnego które bakterie preferują, i dopiero w dalszej kolejności wykorzystują związki mniej dostępne.

2. Substancje pochodzenia przemyslolwego jak np.: Wielopiersciniowe węglowodory aromatyczne WWA, Fenole, Pestycydy oraz inne związki wymagają do swojej biodegradacji enzymow adaptacyjnych, proces adaptacji jest trudny i wymaga specjalnych warunków

3. Zwiazki te na ogol sa truciznami, i aby drobnoustuj mogl się zaadaptować do ich biodegradacji nie mogą wystepowac w zbyt dużych stężeniach.

26.01.2012r

Do odpylania gazów stosowane są: elektrofiltry, filtry tkaninowe, cyklony.

Zanieczyszczenie powietrza powoduje w dużym stopniu opalanie mieszkań.

Ditlenek węgla uwalnia się podczas spalania węgla kamiennego i brunatnego. Jego stężenie można obniżyć poprzez:

1. wstępne odsiarczanie węgla

2. spalanie fluidalne

3. odsiarczanie gazów odlotowych

Ad. a) Wstępne odsiarczanie węgla stosuje się tylko dla węgla kamiennego za granicą. Cena takiego węgla jest wyższa.

Ad. b) Spalanie fluidalne nie znalazło zastosowania w praktyce mimo swojej skuteczności. Polega na wprowadzeniu do paleniska sorbentów (wapń i dolomity). Powoduje to wiązanie ditlenku siarki i powstaniu siarczanu wapnia.

Ad. c) Odsiarczanie gazów odlotowych polega na zastosowaniu absorpcji (przepuszczanie gazów przez ciecz absorpcyjną, która pochłania ditlenek siarki) i adsorpcji (zatrzymanie i zagęszczenie na porowatej powierzchni ciał stałych).

Istnieją również takie ciecze, które usuwają siarkowodór.

Oprócz tych metod stosuje się także wymieniacze jonowe (jonity).

Wymieniaczami jonowymi nazywamy wielkodrobinowy nierozpuszczalny związek chemiczny o charakterze polielektrolitu (kwasu lub zasady) zdolny do wymiany jonów. Jonity dzielimy na anionity i kationity. Metoda ta pozwala usunąć z gazów odlotowych lotne związki toksyczne. Stosuje się ją w ochronie środowiska. Pozwala odzyskać surowce do produkcji innych substancji. Metodą tą można usuwać ditlenek siarki, ditlenek węgla, tlenek azotu, chlorowodór, fluorowodór, siarkowodór (sulfan), pary siarczku węgla i innych.

Dezodoryzacja - pochłanianie zapachu.

Oprócz tego istnieją też metody spalania zanieczyszczeń. W metodzie tej powstają ditlenek węgla i woda. Spalanie najczęściej prowadzi w specjalnych do tego przeznaczonych komorach albo prowadzi się proces dopalania katalitycznego (przy pomocy odpowiedniego katalizatora). Metoda może być stosowana do dezodoryzacji (pochłaniania zapachu) w przemyśle spożywczym.

Istnieją także biologiczne metody usuwania zanieczyszczeń. Muszą jednak one spełniać odpowiednie warunki: zanieczyszczenia muszą być rozpuszczalne w wodzie, niezbędne środki biogenne, tlen, odpowiednie pH. Metoda ta podobna jest do metody usuwania złóż metodą odkrywkową.

W Polsce nie stosuje się wstępnego odsiarczania węgla i spalania fluidalnego ze względu na brak odpowiedniej aparatury pomiarowej i maszyn.

Bezpośrednie odparowanie zanieczyszczeń do powietrza nie jest najlepsze, gdyż powietrze nie może się samooczyszczać. Gdy pyły dostaną się do powietrza, opadają i mogą powodować skażenie gleby.

REKULTYWACJA GLEBY:

Najczęściej do dewastacji gleby dochodzi tam, gdzie działają różne gałęzie przemysłu (np. gdzie powstają hałdy).

Rekultywację można prowadzić metodami:

1. technicznymi

2. chemicznymi

3. biologicznymi

Ad. a) Metoda techniczna polega na uporządkowaniu terenu w wyniku składowania hałd, istnienia wysypisk śmieci albo prowadzenia eksploatacji złóż metodą odkrywkową. Buduje się wówczas drogi dojazdowe, nawozi się glebę w celu umożliwienia wzrostu roślin.

Ad. b) Metody chemiczne - neutralizacja lub detoksykacja gleby. Njaczęściej polega na zlikwidowaniu nadmiernego zakwaszenia gleby przez wapnowanie.

Ad. c) Metoda biologiczna polega na wytworzeniu warstwy gleby o dużej liczbie drobnoustrojów i roślin wyższych. Aby mogły one wzrastać potrzebne są składniki organiczne. Stosuje się tu np. nawożenie obornikiem, kompostownikiem, torfem, gnojownicą.

Przyspieszenie rekultywacji gleby następuje poprzez stosowanie zabiegów remediacji gleby (zaszczepienie gleby odpowiednimi szczepami bakterii, które powodują np. rozkład ropy naftowej).

Po rekultywacji możliwe jest zalesianie lub stosowanie rolnicze. Nie powinno się stosować takich gleb do wzrostu roślin jadalnych przez ludzi czy zwierzęta. Można natomiast do uprawy roślin przemysłowych: konopi, lnu, roślin energetycznych (np. wierzba energetyczna), roślin ozdobnych.

ZALETY I WADY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW OSADEM CZYNNYM:

Zalety:

• wysoka efektywność (stopień oczyszczania przekracza najczęściej 90%)

• stosunkowo niewielka powierzchnia jaką zajmują urządzenia

• brak przykrych zapachów i gromadzenia się much wokół oczyszczalni

• możliwość nieprzerwanej pracy przez cały rok w zakresie temperatur od 4°C do 30°C (temperatura ścieków nigdy nie spada poniżej 4°C)

Wady:

• brak możliwości oczyszczania ścieków charakteryzujących się bardzo wysokim ładunkiem zanieczyszczenia organicznego. Zazwyczaj oczyszcza się ścieki osadem czynnym, którego BST5 nie przekracza 5ml/cm³

• dość wysoki koszt urządzeń i wysokie koszty eksploatacji (wysokie koszty energii elektrycznej potrzebnej do mieszania komory napowietrzenia oraz przepompowywania komory ścieków

• wrażliwość kłaczków osadu czynnego na działanie związków toksycznych

• konieczność stałego nadzoru podczas eksploatacji a w szczególności konieczność wykonywania wielu kontrolnych badań laboratoryjnych

• częste kłopoty z pęcznieniem osadu i nieprawidłowa sedymentacja w osadnikach wtórnych

• konieczność regulacji odczynu ścieków. Optymalne pH to 7.0-7.5 pH. Poniżej lub powyżej efektywność procesu gwałtownie spada. Wtedy skład biocenozy kłaczków spada.

• wytwarzanie dużych ilości silnie uwodnionych osadów ścieków, co wymaga ich przeróbki i utylizacji (jest kosztowne i nikt nie chce kupować wysuszonych osadów, gdyż mogą się tam znajdować czynniki chorobotwórcze, jaja pasożytów, metale ciężkie)

• powstanie nad komorą napowietrzania aerozoli bakteryjnych, które mogą zawierać wirusy chorobotwórcze dla ludzi i zwierząt

Biologiczna korozja przewodów kanalizacyjnych

W warunkach beztlenowych balterie z gatunku desulvoribio desuvlvulikant gromadzą się na dnie szlamu i wykazują zdolność do redukcji siarczanu 6 do siarkowodoru.

(nie ma na kole) W sciekach gromadza się od rozne bakterie i stale organiczne substancje zwane szlamem. Wartość jej zalezy od wartości odżywczej ścieków i od organizmow bytujących w tym szlamie. Bytujące w tym szlamie org. zywe biodegraduja. Wierzchnia warstwa szlamu obniza BZT5 o 30%.

BONUS, CHOLERA WIE DO CZEGO TO

CYKL BIOGEOCHEMICZNY AZOTU

Rys 47. Cykl biogeochemiczny azotu

Azot może występować w postaci azotu cząsteczkowego, amonowego NH4+ , azotynowego NO2- , azotanowego NO3- w związkach organicznych takich jak: wolne aminokwasy , peptydy

Źródłem wolnego azotu w wodzie jest dyfuzja z powietrza oraz denitryfikacja

Proces redukcji azotanów prowadzony jest przez niektóre bakterie w warunkach beztlenowych

Niektóre bakterie heterotroficzne wykorzystują azot w postaci azotanow i jonow amonowych chociaż preferują azot wiązany organicznie, natomiast azot amonowy i azotanowy wykorzystują głowienie glony i rośliny, część azotu zawartego w bakteriach i glonach konsumują zwierzęta wodne wytwarzając z niego własne białka i kwasy nukleinowe. Nastepnie zarówno bialka roślinne i zwierzęce jako martwe szczątki dostarczają azotu organicznego, oprócz tego zwierzęta wydalają dużo mocznika z moczem który jest hydrolizowany do amoniaku, ditlenku węgla i wody.

H2NCONH2 + 2H2O 

Reakcje te katalizuje z hydrolizy enzym uraza. Bardzo dużo ?

Czesc tych zwiazkow stanowią bialka i kwasy nukleinowe, czesc azotu organicznego : bialka, aminokwasy , mocznik zostaje w czasie biodegradacji doprowadzona do amoniaku. W warunkach tlenowych amoniak nie kumuluje się w wodzie gdyż jest natychmiast utlaniany do azotynu i azotanu proces ten prowadza bakterie 1etap)Nitrosomanas 2etap)Nitrobacter

Amoniak  azotyny  azotany

NH3 NO2- NO3-

DO prawidłowego przebiegu procesu nitryfikacji konieczny jest wolny tlen i niewielkie ilości fosforanu i węglanu wapnia[ neutralizuje działanie kwasów powstający hw tym procesie]

Redukcja azotanu wolnego do amoniaku nazywa się denifitrykacja, przeprowadza grupa bakterii nalezaca do względnych beztlenowców i może ona w warunkach anaerobowych wykorzystywać jako akceptory wodoru Azotany. Bakterie nitryfikacyjne licznie w takich wodach powierzchniowych w których okresowo sa braki tlenu. Denitryfikacja jest przyczyna wzbogacania wody w wolny azot i zmniejszaniu się ilości azotanów w wodzie, redukcja azotanów może wiec doprowadzić do zmniejszenia zawartości azotu w zbiorniku.

Azot jest składnikiem bialek strukturalnych , enzymatycznych , oraz w kwasach nukleinowych.

CYKL BIOGEOCHEMICZNY FOSFORU

Fosfor wystepuje w polaczeniach mineralnych i organicznych.

Fosfor mineralny wystepuje w formie rozpuszczalnej jako tak zwane ortofosforany natomiast w formy nierozpuszczalne to sole takie jak wapń, magnez , żelazo i glin. Żródłem które służy jako pierwiastek organizmom sa ortofosforany czyli związki rozpuszczalne dlatego bardzo ważna jest możliwość uruchamiania związków nierozpuszczalnych roztworow zgromadzonych w osadach dennych, dzieje się to wtedy kiedy nastepuja zmiany w środowisku np.: zmina Ph.

Fosfor jest pobierany przerz autotrofy ale może być również pobierany przez niektóre heterotrofy.

Unierochomianie fosforu nazywa się immobilizacja, po obumarciu roślin i zwierzat fosfor organicznie związany ulega mineralizacji, tym sposobem wspomaga się zasób fosforanów w wodzie. Ponadto duże ilości fosforu dostarczane sa do zbiorników wodnych wraz z sciekami. Fosfor zmiazany pochodzi głownie z detergentow i proszków czyszczących.

Oczyszczalnie scieków maja narzucone stężenie fosforu i azotu jaki może z nich odprowadzany w sciekach. Wzrost zawartości fosforu w zbiorniku podobnie jak i azotu podwyższa stopień jego troficzności. [ pojawia się coraz więcej roślin czy glonów w danym zbieorniku ] Przemiany fosforu w wodzie sa możliwe dzięki aktywnemu udziałowi różnych grup drobnoustrojów polegają głownie na:

1. Mineralizowaniu organicznych fosforanów

2. Przeprowadzaniu w formy rozpuszczalne nierozpuszalnych

3. Wiązaniu fosforu i okresowym unierochumianiu w organicznych składnikach protoplazmy [ czyli wewnątrz komórek ]

KRĄRZENIE SIARKI

Siarka służy do syntezy niektórych aminokwasów takich jak cysteina, cystyna i metionina. Warunkuje ona również zycie bakterii siarkowych.

Tak jakwszyskie po

Siarka wystepuje w polaczeniach organicznych jak i polacznieach mineralnych, rosliny wbudowują siarke w swoje komusrki wykorzystując do tego celu głównie siarczany, w bardzo niewielkim stopniu korzystają w tym celu z przysfajania wolnych aminokwasów zawierających siarkę bądź tez z ditlenkusiarki dyfundującego do wody z powietrza.

Organiczne związki siarki po śmierci roślin i zwierząt ulegają rozkładowi , w warunkach tlenowych końcowym produktem tego rozpadu sa siarczany natomiast w beztlenowych sulfan [ siarkowodór ]. Siarkowodór oraz inne zredukowane formy siarki przechodzą bardzo skomplikowane przemiany mikrobiologiczne przeprowadzane przez różne …. Sa ta bakterie bardzo zróżnicowane pod względem metabolicznym ponieważ sa to baktereie fotosyntetyzujące oraz baktereie heterotroficzne. W czasie fotosyntezy bakterie te wykorzystują sulfan jako donor wodoru dla reakcji która polega na redukcji rodnikow OH.

Tlen nie powstaje lecz powstają utlenione formy siarki. Skolei hemoautotrofy wykorzystują energie uwalniajaca się podczas utleniania sulfanu a czasem i energie podzczas utlenianai innych form siarkowych np. siarczków, siarczyny , biosiarczany , siarczan.

Energia która się uwalnia podczas utleniania tych związków jest wykorzystywana do asymilacji ditlenku węgla. Wszystkie bakterie które prowadza chemosyntezę sa tlenowcami.

Po wyczerpaniu siarkowodu bakterie utleniają dalej siarke do siarczanu. Oprócz utleniania siarkoworu do siarczanu można wyróżnić odwrotny proces czyli reduckje siarkowodoru do sulfanu, proces ten nazywany jest desulfkulikacja i zachodzi w warunkach beztlenowych [ w głębszych warstwach wód stojących i w silnie zanieczyszczonych wodach gdzie istnieje deficyt tlenu]

---