1.Wstęp
Woda odgrywa w przyrodzie bardzo ważną rolę, jest podstawowym rozpuszczalnikiem niezastąpionym w procesach życiowych wchodzi w skład tkanek organizmów roślinnych i zwierzęcych stanowiąc ponad połowę wagi ich ciała. Woda jest również bezcennym surowcem używanym w przemyśle i rolnictwie. Głównymi odbiorcami wody są, więc: przemysł, ludność oraz rolnictwo i leśnictwo.
W Polsce zużycie wody na potrzeby komunalne w przeliczeniu na 1 mieszkańca systematycznie spada, wzrost liczby wodomierzy wpływa na racjonalne jej zużywanie. Szacuje się, że racjonalną wielkością zużycia wody na osobę w gospodarstwach domowych będzie 100l/24h. Zasoby wodne na mieszkańca wynoszą w Polsce 1580 m sz./rok i są trzykrotnie niższe od średniej europejskiej, która wynosi 4560 m sz./rok i ok. 4,5 razy niższe od średniej światowej, która wynosi 7300 m sz./rok. Lokuje to Polskę w grupie krajów o bardzo małych zasobach.
W celu ochrony zdrowia ludzi oraz jej przydatności do celów
gospodarczych ustalono normy, jakim woda wykorzystywana do celów gospodarczych i pitnych powinna odpowiadać. Istnieją również normy dotyczące jakości wody przeznaczonej do celów przemysłowych z tym, że normy te nie są jednakowe, ponieważ każdy rodzaj przemysłu wymaga wody o innej jakości, dlatego dla każdego przemysłu istnieje inna norma. Obecnie ze względu na stan zanieczyszczenia środowiska coraz więcej ujmowanych wód nie odpowiada wymaganym normą i przed wykorzystaniem do określonych celów musi zostać oczyszczona, najbardziej narażone na zanieczyszczenia są wody powierzchniowe. W Polsce ok. 3% rzek odpowiada I klasie czystości ( są to rzeki, których wody mogą być wykorzystane do celów wodociągowych). Z tego względu większość ujęć wody wykorzystywane na cele pitne i gospodarcze stanowią źródła wód podziemnych.
2.Klasyfikacja wód
Klasyfikacja rzek w Polsce według zanieczyszczeń fizyko-chemicznych:
· Klasa I ok.3%
· Klasa II ok.20%
· Klasa III ok.34%
· Pozaklasowe ok.43%
Ocena przydatności wód do celów wodociągowych według norm Unii Europejskiej:
· Kategoria A1 - uproszczona technologia uzdatniania, procesy chemiczne, dezynfekcja ( filtry pośpieszne)
· Kategoria A2 - normalna technologia uzdatniania: procesy chemiczne, fizyczne oraz dezynfekcja ( np. utlenianie wstępne, koagulacja, flokulacja, sedymentacja, filtracja, dezynfekcja końcowa)
· Kategoria A3 - wysoka technologia uzdatniania: procesy fizyczne, chemiczne oraz dezynfekcja ( np. utlenianie wstępne do punktu przełamania, koagulacja, flokulacja, sedymentacja, filtracja, absorbcja, dezynfekcja końcowa.)
· Wody nieprzydatne do celów wodociągowych
W Polsce sytuacja wygląda następująco:
· Kategoria A1 - brak wód
· Kategoria A2 - 1334,2 km wód śródlądowych
· Kategoria A3 - 3097,9 km rzek ( 50,1%)
· Nieprzydatne do celów wodociągowych 1761 km rzek
3.Zasoby wody
Zasoby wody przez długi czas były uważane za niewyczerpalne. Ogromne i stale rosnące zużycie wody przez człowieka położyło kres tym iluzjom. Przy światowym zużyciu prawie 4000 mld m3 rocznie, co równe jest jednej dziesiątej całkowitego przepływu wszystkich rzek świata, woda staje się dobrem rzadkim. Jej spożycie przekracza niekiedy zdolności regeneracyjne wód gruntowych. Rolnictwo zużywa 73% wody słodkiej, przemysł - 21%, wreszcie 6% - to woda pitna. Irygacja stawia rolnictwo na pierwszym miejscu "listy oskarżonych". W krajach biednych rozwój upraw przemysłowych zniszczył często tradycyjne techniki gromadzenia wody: rolnictwo nie należy już do społeczności lokalnej tak, więc zbiorniki, gromadzące wodę deszczową na jej potrzeby nie są utrzymywane w odpowiednim stanie. Uprawy przemysłowe wymagają ponadto zwiększonego nawadniania: trzcina cukrowa potrzebuje dziesięciokrotnie więcej wody niż zboża.
Trudno przy tym zmienić tę sytuację, ponieważ dla ubogiego kraju sześciokrotny wzrost plonów, będący rezultatem nawadniania, ma podstawowe znaczenie. Kraje uprzemysłowione o intensywnym rolnictwie odczuwają również ograniczenia w zakresie zaopatrzenia w wodę. W byłym ZSRR irygacja spowodowała obniżenie poziomu rzek.
W Stanach Zjednoczonych rozszerzeniu terenów nawadnianych towarzyszyło wykorzystywanie nieodnawialnych rezerw wód podziemnych: w Teksasie 0,25 wód z poziomów wodonośnych została już zużyta do celów irygacji. Warstwa wodonośna Ogallala, największa w Stanach Zjednoczonych, rozciągająca się od południowych krańców Dakty Południowej do północno-zachodniego Teksasu, tworzyła się przez pół miliona lat; przy obecnym tempie eksploatacji wystarczy ok. 30 lat, aby ją opróżnić. W tym kraju, podobnie jak w większości krajów uprzemysłowionych, szkody wyrządzone przez rolnictwo sumują się z marnotrawstwem przemysłu i gospodarstw domowych: 674 tys. basenów kąpielowych w samej tylko Kalifornii zużywa każdego roku 49 mld litrów wody - ilość równoważną zaopatrzeniu w nią 300 tys. ludzi.
Nieodnawialne zasoby wód podziemnych, podobnie jak złoża mineralne, nie są niewyczerpalne wszędzie, więc wprowadza się nowe metody oszczędzania wody: oczyszczanie i przeróbkę ścieków, mniej "łakome" systemy nawadniające, sprawne zarządzanie terenami wodonośnymi i zbiornikami wodnymi, innowacje techniczne, takie jak młot "fond de trou", którym można wiercić w granicie stosunkowo tanio i odzyskiwać znajdującą się w obiegu wodę.
Wreszcie coraz szerzej stosuje się niekonwencjonalne metody otrzymywania wody pitnej, takie jak odsalanie wody morskiej i wód o dużej zawartości substancji mineralnych. Połowa produkcji wody techniką odsalania ma miejsce w Zatoce Perskiej, 12% - w Stanach Zjednoczonych; jednak ze względu na koszty jest to tylko metoda uzupełniająca.
Kolejne lata suszy spowodowały wzrost nadmiernego zużycia wody. Susza jest przyczyną niedogodności w krajach zamożnych, a w krajach ubogich - staje się dramatem. W krajach uprzemysłowionych ilości zużywanej wody, przekraczające 1/5 lub nawet 1/4 znanych zasobów w latach suchych stają się jeszcze większe. Opady są niewystarczające, odpowiednio obfite deszcze - rzadkie. We Francji, np. 80% rzek potrzebuje pięciu lat normalnych opadów, aby osiągnąć swój zwykły przepływ. Oszczędności wody w gospodarstwie domowych(sprzątanie mieszkania, skromne podlewanie) powstają jako skutek świadomości obywatelskiej lub... podniesienia cen.
W krajach ubogich nie chodzi już o świadomość obywatelską mieszkańców, lecz o ich egzystencję. W Afryce susza nałożyła się na klimat z natury bezwodny. Niektóre projekty, jak zasilanie rzeki Chari i uzupełnienie wody w jeziorze Czad wodami rzeki Zair mogłyby poprawić sytuację. Ale pozostaje nieunikniony problem finansów.
4.Wody powierzchniowe
Podstawowe znaczenie dla zasilania rzek ma dopływ czasowo retencjonowanych wód zaskórnych i gruntowych oraz wpływ na powierzchnię - w postaci różnego rodzaju źródeł - wód głębinowych. Zasilanie opadowe dominuje jedynie w czasie ulewnych deszczów tudzież wiosennego topnienia śniegów. Jest ono głównie sprawcą wezbrań rzek i powodzi. Rzeki polskie charakteryzuje śnieżno-deszczowy ustrój zasilania. Oznacza to, że muszą one osiągać dwa wysokie stany wody w ciągu roku (wiosną i późnym latem) oraz dwa razy niskie (jesienią i zimą - okresy niżówek). Niemal cały obszar Polski leży w zlewisku Morza Bałtyckiego w dorzeczach: Wisły i Odry, rzek pobrzeża Bałtyku i Niemna. W zlewisku Morza Czarnego leży tylko niewielka cześć terenu w rejonie Ustrzyk Dolnych, odwadniana przez dopływ Dniestru oraz skrawek Beskidu Wysokiego, odwadniany przez Orawę, należącą do dorzecza Dunaju.
W zlewisku Morza Północnego leżą tylko południowe stoki G6r Stołowych i Bystrzyckich, odwadniane przez dopływy Łaby. Z uwagi na dominację w strukturze ukształtowania powierzchni Polski nizin i starych wyżyn większość polskich rzek charakteryzuje się wydłużonymi odcinkami starych charakteryzuje się wydłużonymi odcinkami biegu dolnego, krótkimi odcinkami biegu środkowego i bardzo krótkimi odcinkami biegu górnego. Ma to zasadniczy wpływ na dynamikę spływu wód, siłę erozji rzek i ilość transportowanego przez nie materiału skalnego. Dynamikę spływu wód określa się zazwyczaj przy pomocy tzw. współczynnika odpływu, będącego relacją ilości odpływającej rzeką wody oraz wielkości opadów na obszarze jej dorzecza. W Polsce współczynnik ten nie przekracza 30% (wielkość przeciętna), w tym dla dorzecza Wisły ok. 29%, dla dorzecza Odry - 26% i dla dorzecza rzek przymorza - 37%. Są to współczynniki bardzo niskie, wskazujące na znaczne parowanie i przesiąkanie w głąb leniwie spływających wód. Rzeki w naszym kraju nie tworzą odpowiednich warunków dla rozwoju żeglugi.
Jest to związane w szczególności z:
- poważnymi wahaniami wodostanów w ciągu roku;
- małą wydajnością wodną dorzeczy;
- długotrwałym zaleganiem pokrywy lodowej
- do 80 dni w Polsce wschodniej;
- szybką akumulacją materiału skalnego na odcinkach dolnego biegu rzek
-zamulanie torów; wodnych;
Wymienione wyżej niedogodności można zaobserwować zwłaszcza w dorzeczu Wisły. Według "Katalogu jezior polskich" w Polsce znajduje się ok. 9300 jezior o powierzchni większej od 1ha. Zajmują one ok. l% obszaru kraju. Najwięcej jezior występuje na pojezierzach: Pomorskim, Mazurskim i Wielkopolskim.
W Polsce centralnej i środkowo-wschodniej większych jezior nie ma w ogóle. Większość jezior w Polsce ma charakter polodowcowy. Występują one głównie na obszarze młodo glacjalnym (prawie 90% ogólnej liczby jezior), rzadziej na obszarach peryglacjalnych i w górach. W tej grupie można wyróżnić jeziora: morenowe, rynnowe, wytopiskowe oraz cyrkowe (Tatry). U wybrzeży Bałtyku utworzyły się dwa typy jezior: deltowe (Dąbie, Druzno) - powstałe w wyniku akumulacyjnej działalności Odry i Wisły, prowadzącej do rozrastania się ich obszarów deltowych - oraz przybrzeżne - utworzone z dawnych zatok morskich przez ich odcinanie mierzejami, budowanymi przez prądy przybrzeżne (Łebsko, Jamno, Gardno). Na Polesiu istnieje kilkanaście większych jezior krasowych, między Wartą i Notecią spotyka się jeziora wydmowe, których misy powstały wskutek deflacji, zaś w dolinach wszystkich większych rzek - starorzecza. W Polsce istnieje 105 większych jezior sztucznych o pojemności poniżej 1 hm3, z czego 97 zbiorników retencyjnych i 8 zbiorników przeciwpowodziowych.
Większość sztucznych jezior znajduje się na rzekach sudeckich, karpackich i rzekach pojezierzy. Najstarsze z nich zostały wybudowane na przełomie XIX i XX w. (Mylof na Brdzie w 1897r., Pilchowice na Bobrze w 1912r.). Po II wojnie światowej uruchomiono tylko 20 dużych zbiorników retencyjnych. Największe z nich to:
- Solina na Sanie, o pojemności- 471 hm3,
- Włoclawek na Wiśle - 408 hm3,
- Jeziorsko na Warcie - 203 hm3.
Ponadto mamy prawie 1000 dużych stawów rybnych. Budowa sztucznych zbiorników wodnych w Polsce jest utrudniona. Pomijając nawet względy materialne (wysoką kapitałochłonność tego typu inwestycji) większość naszych rzek ma charakter nizinny, co nie sprzyja budowie zapór i retencji wód. Na większą skalę jest to możliwe tylko na obszarach górskich, w pasie pojezierzy oraz (gdzie jednak należy liczyć się z możliwościami krasowego zanikania wód). Ostrożne szacunki wskazują mimo wszystko, że można jeszcze zbudować ok. 300 sztucznych zbiorników różnej wielkości nie zakłócając stosunków wodnych w poszczególnych regionach kraju. Pozwoliłoby to zwiększyć kilkakrotnie pojemność sztucznych jezior, która obecnie nie przekracza 3 km3, a także osiągnąć znaczny wzrost produkcji (ekologicznie czystej) energii w elektrowniach wodnych. Inne, ważniejsze korzyści z tym związane można sprowadzić do:
- Zwiększenia możliwości nawadniania użytków rolnych i dostaw wody do miast,
- Ograniczenia niszczących skutków powodzi,
- Powstania nowych rejonów turystycznych,
- Poprawy spławności rzek,
- Rozwoju rybołówstwa śródlądowego.
5.Wody podziemne
Stan zagospodarowania terenu i warunki hydrogeologiczne mają wpływ nie tylko na zanieczyszczenie wód podziemnych, ale także na zmiany ich zasobów. Zbyt intensywna eksploatacja ujęć wód przyczynia się do powstawania rozległych lejów depresyjnych, co odnotowano wokół obszarów wydobycia złóż węgla brunatnego w rejonie Konina, jak również na obszarze ujęcia wodnego dla Kalisza.
Wody podziemne, o dużych zasobach, stanowią ważne źródło zaopatrzenia ludności do celów pitnych i mają poważne znaczenie gospodarcze powinny, więc być szczególnie chronione. Wymusza to stałą kontrolę ich jakości, która prowadzona jest w systemie Państwowego Monitoringu Środowiska.
Ocena jakości wód podziemnych dokonywana jest w oparciu o oznaczone w nich stężenia wskaźników toksycznych i nietoksycznych, zgodnie z Klasyfikacją jakości zwykłych wód podziemnych dla potrzeb monitoringu środowiska [PIOŚ 1993].
Według tej klasyfikacji wyróżnia się następujące klasy jakości zwykłych wód podziemnych:
Klasa I a - wody najwyższej jakości; w pełni odpowiadające wymogom sanitarnym, nadające się do picia bez uzdatniania;
Klasa I b - wody wysokiej jakości; nieznacznie zanieczyszczone, odpowiadające wodom do celów pitnych i gospodarczych, możliwe jest okresowe ich uzdatnianie;
Klasa II - wody średniej jakości; zmienione antropogenicznie, zanieczyszczone, wymagające uzdatnienia;
Klasa III - wody niskiej jakości; ich cechy fizyczne i zawartość głównych wskaźników zanieczyszczenia znacznie przekraczają normy obowiązujące dla wód pitnych, uzdatnianie jest mało opłacalne.
Przy zaliczaniu wody do odpowiedniej klasy dopuszcza się przekroczenie wartości granicznych trzech wskaźników. Przekroczenie musi mieścić się w granicach niższej klasy. Nie stosuje się tej zasady dla wskaźników o charakterze toksycznym (antymonu, arsenu, azotanów, azotynów, cyjanków, fenoli, fluoru, chromu, glinu, kadmu, miedzi, niklu, ołowiu, pestycydów, rtęci, selenu, siarkowodoru i srebra). Na terenie województwa wielkopolskiego monitoring zwykłych wód podziemnych realizowany jest w dwóch sieciach obserwacyjnych - krajowej i regionalnej.
W ramach monitoringu krajowego badania prowadzone są przez Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie na 65 stanowiskach pomiarowych, w tym w 27 punktach określono jakość wód wgłębnych, w 37 punktach wód gruntowych, w jednym punkcie ujęto naturalnie wypływające wody podziemne - źródło. Głębokość warstwy wodonośnej wód gruntowych wahała się od 0,8 m w okolicach Pobiedzisk (Czachurki) do 42,0 m w Pile, a wód wgłębnych od 20 m do 247,5 m (Sepno - poziom jury).
6.Wody opadowe
Generalnie wody dzielą się na wody powierzchniowe oraz wody podziemne, istnieją również rodzaje wód będące wodami pośrednimi pomiędzy wodami powierzchniowymi a podziemnymi, należą do nich wody źródlane oraz wody infiltracyjne. Wody źródlane są to wody podziemne, które w swym biegu wydostają się na powierzchnię terenu. Natomiast wody infiltracyjne są wodami powierzchniowymi, które zasilają wody podziemne. Wody powierzchniowe dzielą się na wody powierzchniowe stojące oraz wody powierzchniowe płynące. Wody podziemne dzielą się natomiast na wody podskórne, gruntowe, wgłębne i głębinowe.
Wyróżniamy ponadto wody opadowe. Wody opadowe są to wody, które opadają na ziemię w postaci deszczu, śniegu, gradu lub rosy. Skład wody opadowej zależy od czystości atmosfery, przez, którą przechodzi. Woda opadowa ma zwykle dość duże ilości gazów tlenu, azotu i dwutlenku węgla oraz innych występujących w niej minimalnie, ilość związków nieorganicznych przeważnie siarczanów, chlorków i azotanów. Ponadto w wodzie opadowej występują
w postaci nie rozpuszczonej sole wapnia i magnezu, sadza, pyłki roślinne, pyły z gleby i mikroorganizmy, ich zawartość jest różna
i zależy od uprzemysłowienia terenu. Odczyn wody opadowej ze względu na obecność rozpuszczonego dwutlenku węgla jest nieco kwaśny (pH ok.6). W miarę rozwoju przemysłu, miast, osiedli
i rolnictwa atmosfera nad obiektami przemysłowymi i miastami jest zanieczyszczona przez pyły i gazy produkcyjne oraz pochodzące z palenia w ciepłowniach lub piecach domowych (popioły, metale lub resztki niedopalonego węgla, ich tlenki, siarkowodór, dwutlenek siarki i inne substancje).
Wody opadowe wypłukują te zanieczyszczenia z atmosfery i w początkowym okresie opadania są silnie zanieczyszczone, następnie po zetknięciu się z ziemią przesiąkają do gruntu lub spływają do zbiorników wód powierzchniowych.
Wody opadowe pod względem chemicznym i biologicznym są często zanieczyszczone i w stanie surowym nie powinny być używane do picia, lecz tylko do innych celów (np. przeciwpożarowych). Do picia nadają się jedynie po oczyszczeniu (uzdatnianie na filtrach węglowych i dezynfekcja).
W Polsce można stosować ujęcia wody opadowej tylko wyjątkowo w pewnych specyficznych warunkach.
7.Wody infiltracyjne
Wody infiltracyjne są wodami powierzchniowymi, którymi zasilane są wody podziemne. Wody powierzchniowe mają zazwyczaj niższą jakość od wód podziemnych w wyniku infiltracji przez porowatą warstwę gruntu o pewnej miąższości polepszają one swe właściwości pod względem fizycznym i biologicznym stopień samooczyszczania jest tym wyższy im grubsza jest warstwa gruntu, przez którą odbywa się filtracja. Infiltracja może być naturalna lub sztuczna. Sztuczna prowadzona jest w sposób pośredni lub bezpośredni, w sposób bezpośredni prowadzona jest przez wprowadzenie wody powierzchniowej na obszar zasilania wody podziemnej poprzez:
· Zalewanie gruntu przepuszczalnego wodą
· Rozprowadzanie wody w studniach lub basenach
· Wprowadzenie wody w głąb warstwy wodonośnej poprzez otwory wiertnicze (np. studnie chłonne)
W sposób pośredni prowadzone jest poprzez usytuowanie punktów czerpania wody w pobliżu przepuszczalnego koryta wód powierzchniowych (w wyniku obniżenia się zwierciadła wody w otworze studnianym i jego sąsiedztwie wymusza się wzmożony dopływ wody powierzchniowej do gruntu).
8.Morze-śmietnik
Morze - żyjący zbiornik wodny - stało się stopniowo najchętniej wykorzystywanym miejscem pozbywania się szkodliwych substancji. Niezależnie od tego czy chodzi o zanieczyszczenia przemysłowe czy rolnicze, zatapianie opadów radioaktywnych czy też po prostu odprowadzanie ścieków - morza stały się śmietnikami świata. Zanieczyszczenia są albo bezpośrednio wprowadzane przez człowieka, albo trafiają tam za pośrednictwem rzek wpadających w końcu do mórz wraz z całym swoim ładunkiem substancji toksycznych, albo wreszcie - przenoszone są po prosu przez powietrze (deszcze dostarczają tyle samo azotanów o rzeki).
Krążenie wody w ekosystemie
Oceany są rezerwuarami dwutlenku węgla, nie są jednak w stanie absorbować tego gazu tak szybko, jak produkuje go przemysł. Ocean grający rolę regulatora termicznego wraz ze wzrostem ilości gazów, zaczyna reagować na efekt cieplarniany; dlatego ocieplanie się klimatu pociąga za sobą podniesienie poziomu wód.
Przemysł wyrzuca do mórz zanieczyszczenia chemiczne. Najpopularniejsze i najbardziej szkodliwe to: PCB (polichlorodifenyle, związki bardzo trwałe używane jako składniki wielu roztworów, żywic, atramentów, farb i spoiw) oraz słynny DDT. Produkty te, w niewielkim stopniu ulegające rozkładowi, są dla środowiska morskiego trujące.
Inną ważną substancją zanieczyszczającą środowisko morskie jest ropa naftowa, której wyrzuca się do oceanu prawie 5 mln ton rocznie. Pochodzi ona z "dzikiego" czyszczenia zbiorników często praktykowanego przez statki, z serii "czarnych przypływów" - katastrof w czasie transportu ropy lub - rzadziej - z wycieków na platformach wiertniczych czy stanowiskach załadunkowych.
Rolnictwo, wprowadzając do wody nawozy sztuczne, sprzyja eutrofizacji (nadmiernemu rozwojowi pewnych alg). Składowanie odpadów we wszystkich morzach i oceanach kuli ziemskiej jest regulowane Konwencją Londyńską. Zabrania ona zatapiania substancji bardzo niebezpiecznych, a dopuszcza, po uzyskaniu specjalnego zezwolenia, wyrzucanie do mórz substancji mniej niebezpiecznych.
Według Międzynarodowej Agencji ds. Energii Atomowej na czele listy trucicieli mórz znajduje się Wielka Brytania, a po niej Stany Zjednoczone.
9.Zanieczyszczenia wód
Czystość wody jest niewątpliwie problemem w skali światowej. W krajach rozwiniętych nie wchodzi już w rachubę nie tylko picie wody bezpośrednio z rzek, ale i jakość wody z kranu często budzi wątpliwości skażenie rzek i wód gruntowych, z których człowiek czerpie wodę pitną stale rośnie. Woda ta, do której zresztą spływają ścieki, jest oczywiście oczyszczana, ale najbardziej zaawansowane technologie nie zdołają wyeliminować wszystkich zanieczyszczeń. W dodatku ścieki pochodzące z przemysłu, rolnictwa i gospodarstw domowych coraz bardziej pogarszają stan wód. Ren, najważniejsza rzeka Europy, zbiornik wody pitnej dla 20 mln osób, jest równocześnie jedną z najbardziej zanieczyszczonych na świecie: rocznie wprowadza się do niej około 10 tys. ton najróżniejszych substancji chemicznych. Różne gałęzie przemysłu, szczególnie chemiczny, hutniczy i metalurgiczny powodują przedostawanie się do wody wielu produktów toksycznych: metali ciężkich, arsenu, cyjanków... a przecież kadm jest toksyczny dla nerek, rtęć wykazała swoje szkodliwe działanie w Minamata, ołów wywołuje ołowicę. Na "zwykłe" skażenie wód powierzchniowych nakładają się regularnie skutki wypadków, takich jak pożar w fabryce firmy Sandoz w Bazylei, który zanieczyścił Ren, czy w fabryce chemicznej Protex w 1988 roku, który spowodował skażenie Loary i na wiele dni pozbawił wody miasto Tours. Wodę zatruwają także niektóre praktyki stosowane w rolnictwie. Nawozy sztuczne i pestycydy, jak również gnojowica z chlewni, wprowadzają do niej azotany. A azotany, same w sobie nie szkodliwe, przechodząc w azotyny wywołują methemoglobinemię, sinice, na którą narażone są szczególnie niemowlęta. Podobnie jak fosforany z proszków do prania tak i azotany powodują też zjawisko eutrofizacji, to znaczy gwałtowny rozwój alg i roślin wodnych, zapychających urządzenia zasilające w wodę i nadających jej przykry smak.
Zarówno wody powierzchniowe jak i podziemne są już zanieczyszczone należy, więc zaprzestać wrzucania do nich toksycznych odpadów i poprawić metody uzdatniania. Francja, usuwająca tylko 1/3 zanieczyszczeń pochodzących z gospodarstw domowych, pozostaje w tej dziedzinie znacznie spóźniona w porównaniu z Wielką Brytanią, Szwecją, Niemcami czy Stanami Zjednoczonymi. Oczyszczanie nie zawsze jednak jest skuteczne: wiele stacji uzdatniania wody jest już przestarzałych, a koszty procesu będą przypuszczalnie rosły wraz z koniecznością usuwania fosforanów, azotanów... Wreszcie samo uzdatnianie nie powinno być szkodliwe. W rzeczywistości, aby usunąć bakterię posługujemy się środkami chemicznymi, np. ozonem (w stacjach najbardziej nowoczesnych) lub chlorem używanym od 1893 roku, który jednak w reakcji z substancjami humusowymi przekształca się w wodzie w pochodne znane z własności rakotwórczych.
W krajach ubogich na problem zanieczyszczenia wody nakładają się trudności dostępu do niej: jedynie 1/4 ludności planety korzysta z wody bieżącej. Jeżeli półtora miliarda osób nie ma dziś wody pitnej, to aż 1.8 mld ludzi, w tym 330 mln w krajach OECD, nie ma nawet instalacji sanitarnych. Aby zapewnić wodę pitną ludności miejskiej w trzecim świecie w roku 2000, potrzeba środków finansowych przekraczających absolutnie możliwości tych krajów. Trudno się, zatem dziwić, że choroby związane ze złą jakością wody znajdują się tam na czołowych miejscach listy przyczyn śmiertelności.
10.Ochrona wód
Podstawowe ogniwo w działaniach na rzecz poprawy stanu zanieczyszczeń stanowią oczyszczanie ścieków. Pierwszoplanową rolę odgrywa oczyszczalnia ścieków w Śremie, której rozbudowę i modernizację rozpoczęto w roku 1996. Ma ona na celu zapewnienie rosnących wymagań w zakresie jakości oczyszczania ścieków, jak też zapewnienie pełnego oczyszczania wszystkich dopływających ścieków z miasta i podmiejskich wsi. Po zakończeniu inwestycji planowanym na wrzesień br. obiekt ten uzyska przepustowość 8.000 m3/d. Przewiduje się, że oczyszczalnia pozwoli na uzyskanie parametrów zrzucanych ścieków zgodnych z wymogami rozporządzenia Rady Ministrów z 1991r. tj. dla BZT5 do 15 g/m3, dla CHZT do 75 g/m3, dla zawiesiny ogólnej do 20 g/m3, dla azotu ogólnego do 30 g/m3 i dla fosforu ogólnego do 1,5 g/m3. Tym samym wyraźnie zmniejszony zostanie wpływ Śremu na zanieczyszczenie Warty. Poprawie ulegnie też stan ochrony ujęć wód pitnych dla Śremu i aglomeracji poznańskiej.
Ponadto gmina wzbogaciła się o kolejną oczyszczalnię na terenach wiejskich zlokalizowaną w Binkowie (Qdśr= 26,7 m3), gdzie została zrealizowana również sieć kanalizacyjna. Obiekt ten oczyszcza całość dopływających ścieków z tej wsi, zapewniając na odpływie stężenia nie przekraczające wartości dla BZT5 30 g/m3, zawiesiny ogólnej 50 g/m3, azotu ogólnego 30 g/m3 oraz fosforu ogólnego 5 g/m3.
W chwili obecnej trwają prace nad realizacją oczyszczalni (Qdśr= 15,4 m3) i sieci kanalizacyjnej w Orkowie. Planowane jest również uruchomienie budowy sieci kanalizacyjnej z przerzutem do Śremu ze wsi Zbrudzewo.
Stan czystości wód powierzchniowych i podziemnych w ostatnich latach nie uległ większym zmianom. Badania prowadzone w ramach monitoringu wód powierzchniowych prowadzone przez Państwową Inspekcję Ochrony Środowiska wskazują na nieznaczną poprawę stanu czystości rzeki Warty (punkt pomiarowy we wsi Kawcze).
Choć Warta nadal prowadzi wody pozaklasowe, to jest to wynikiem przekroczeń coraz mniejszej liczby wskaźników. Obecnie o takiej jej klasyfikacji przesądzają wysokie wartości miana coli (zanieczyszczenia bakteriologiczne) oraz biogenów (związki azotu i fosforu). Sądzić należy, że jest to wynik zrzutu nienależycie oczyszczonych ścieków komunalnych z miast powyżej Śremu, nie posiadających sprawnych systemów oczyszczania ścieków oraz dopływu zanieczyszczeń obszarowych związanych z rolnictwem.
Wody jeziora Grzymisławskiego wg ostatnich kompleksowych badań Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska z 1994r., mieszczą się w III klasie zanieczyszczeń. Porównując wyniki z wcześniejszych okresów stwierdzić należy, że jezioro w szybkim tempie ulega degradacji (wzrost trofii). W roku 1974 jego wody klasyfikowano, bowiem jeszcze w II klasie wód powierzchniowych.
Przyczyn tego stanu rzeczy należy upatrywać w kilku czynnikach:
- znacznej podatności jeziora na degradację
(III kategoria wskaźnik 3,14),
- rolniczego charakteru użytkowania zlewni,
- użytkowania przemysłowego jego wód przez Odlewnię
Żeliwa “Śrem” S.A.,
- punktowych zrzutów ścieków.
W 1998 roku miało miejsce nadzwyczajne zagrożenie środowiska spowodowane zanieczyszczeniem kanału Szymanowo - Grzybno olejem opałowym (wyciek z firmy “Sunset Suits” w Krzyżanowie). Filtr zanieczyszczeń stwierdzono na powierzchni kanału na odcinku od Krzyżanowa do Grzybna. Wyciek oceniono na kilkaset litrów.
Badania wód podziemnych prowadzone na przestrzeni ostatnich lat nie wykazują nowych zjawisk w ich stanie. Generalnie w okolicach Śremu są to wody o naturalnie słabej lub niskiej jakości (III i IV klasa wód podziemnych). Nowe badania prowadzone w ramach monitoringu lokalnego wysypiska i mogielnika w Mateuszewie nie wykazują dotychczas wpływu tych obiektów na stan wód w ich rejonie. Największe zanieczyszczenia stwierdzane są w wodach gruntowych pierwszego poziomu. Ich źródłem jest nieuporządkowana gospodarka ściekowa oraz intensyfikacja gospodarki rolnej.
11.Zwierzęta i rośliny - mieszkańcy wód
Mieszkańcy wód, podobnie jak zwierzęta i rośliny lądowe, wymagają określonych warunków środowiskowych. Wśród ryb są np. pstrągi i głowacze, typowi mieszkańcy strumieni górskich. Są to jedyne ryby w Europie Środkowej, które wędrują w górę strumieni górskich nawet do wysokości 2000 m nad poziom morza. Do cieplejszego, o wolnym nurcie dolnego biegu rzek, z zamulonym korytem, pstrągi i głowacze nie wpływają. Tu pojawiają się takie ryby jak płoć lub kleń. Zróżnicowane rozmieszczenie ryb w wodach płynących daje pewne możliwości podziału tych wód według obecności dominującego gatunku ryb. Mówi się np. o najwyżej położonym górnym biegu rzeki jako o "krainie pstrąga", do którego przylega "kraina lipienia", a następnie "kraina brzany".
Natomiast bieg dolny rzek jest siedliskiem leszczy, stąd nazywany jest także "krainą leszcza". Nie budzi natomiast zdziwienia fakt, że często w dolnym biegu potoku mimo intensywnych poszukiwań nie udaje się natrafić na płoć lub leszcza. Przyczyną tego jest silne zanieczyszczenie wody. Często oprócz temperatury wody, uzależnionej od położenia geograficznego, szybkości prądu i stanu koryta rzeki, zdecydowany wpływ na rozprzestrzenianie organizmów ma także jakość wody. Tak jest Dokładne badania wykazują, że poszczególni mieszkańcy wody w swym naturalnym rejonie mają w stosunku do wody ściśle określone wymagania, które mogą być zachwiane na dużym obszarze przez doprowadzane ścieki. Ta współzależność między jakością wody, a występowaniem w niej określonych gatunków organizmów wodnych została już poznana w ostatnim stuleciu i dokładnie zbadana. Wyniki tych badań znalazły zastosowanie przy biologicznych analizach wody. Oceny czystości wody lub jej obciążenia dokonuje się przy tym na podstawie występowania określonych organizmów wodnych lub ich braku. Bierze się przy tym pod uwagę obszary ich naturalnego rozprzestrzeniania oraz sezonowość ich występowania. Jakość wody charakteryzowana jest przez cztery tzw. klasy jakości. Klasie 1 odpowiada woda czysta. Klasa 2 obejmuje wodę lekko zanieczyszczoną, klasa 3 wodę silnie zanieczyszczoną i wreszcie klasa 4 bardzo silnie zanieczyszczoną. Jak widzimy, obserwując organizmy wodne, można dokonać oceny czystości wód.
Do pełnego opisu tego zagadnienia potrzebna jest dokładna wiedza o organizmach wodnych i obszarach ich rozprzestrzenienia. W związku z tym musimy zastanowić się, które organizmy mogą być wykorzystane jako "wskaźniki", określające jakość wody. Sięgnijmy, więc do opracowań licznych uczonych, którzy w wyniku swych długoletnich badań wód, dokładnie opracowali zależności, występujące między żywymi organizmami wodnymi a stanem jakościowym wody. Wnioski z tych prac znalazły odzwierciedlenie w różnych przepisach postępowania przy określaniu jakości naturalnych wód płynących. Naukowcy, Baur, Jens i Schroeder opracowali łatwe metody badania jakości wody, które nieznacznie różnią się, jeśli chodzi o wybór i ocenę jej mieszkańców. Szerokie zastosowanie znalazła metoda Baura, której także chcielibyśmy użyć do określenia jakości wody w strumieniu. O klasie czystości wody płynącej świadczy w tej metodzie ilość znalezionych aktualnie zwierząt wodnych, takich jak raki, ślimaki i ryby. Nie uwzględnia ona jednak roślin wodnych, występujących w miejscu badania wody. Zdjęcia i opisy zwierząt wodnych, wykorzystywane w metodzie Baura jako "wskaźniki" stanu jakości wody są podane w załączeniu. Na dalszych stronach podane są współczynniki jakości, za pomocą, których można określić jakość wody płynącej. Przypatrzmy się dobrze zdjęciom tych zwierząt
i zapamiętajmy dobrze ich charakterystyczne cechy Przy określaniu występujących w wodzie zwierząt trzeba mieć pewność prawidłowego ich rozpoznania. Wybierając się, więc nad wodę, którą chcemy zbadać, weźmy z sobą tę książkę.
Zanim zaczniemy doświadczenie, wspomnijmy jeszcze w paru słowach o granicach stosowania biologicznej analizy wody. Ich znajomość, podobnie jak przy wszystkich metodach analitycznych, jest konieczna ze względu na rzeczową ocenę wyników Metoda ta może być stosowana tylko w stosunku do naturalnych wód płynących, do których są doprowadzane mniejsze ilości ścieków. Nie można jej stosować w przypadku rzek uregulowanych lub o nienaturalnej szybkości przepływu wody, gdyż często jest ona zbyt wielka, a ponadto brakuje podłoża w postaci kamieni i żwiru, które dają schronienie zwierzętom wodnym.
Dalsze ograniczenie wykorzystania biologicznej analizy wody może powstać z powodu dopływu bardzo silnie zanieczyszczonych lub zatrutych ścieków. Mogą one spowodować zatrucie organizmów wodnych.
W związku z tym, w obszarze dotkniętym klęską spustoszenia, ze zrozumiałych przyczyn nie znajdziemy żadnego zwierzęcia ani rośliny. Nie ma, zatem sensu prowadzenie w takich strefach biologicznej analizy wody. Celowym jednak będzie poznanie rozmiarów obszaru zniszczenia wzdłuż biegu rzeki. Jeśli w dalszym jej odcinku szkodliwe działanie ścieków zostanie wyeliminowane, wtedy celowym będzie stosowanie analizy biologicznej do określania jakości wody.
Ogólnie trzeba przyjąć zasadę, że tym dokładniej określimy jakość wody, im większa będzie liczba stanowisk do przeprowadzania doświadczeń. Mogą się, także zdarzyć częste wahania jakości wody wzdłuż biegu rzeki, wywoływane głównie dopływami ścieków lub wód odpadowych. Na odcinku spiętrzenia wody płynącej często dochodzi do osadzania się spływających, obcych substancji. Uważajmy, więc, aby stanowiska wybrane do badań znajdowały się na odcinkach stałego przepływu wody. Wykluczymy przez to możliwość uzyskania fałszywych wyników naszych badań. Oznaczając na mapie uzyskane z różnych stanowisk wyniki, otrzymamy dobry przegląd stanu jakości wody przepływającej na określonym odcinku rzeki. Za pewną wadę metody Baura często uznaje się brak wykorzystania w niej roślin. W analizie wg metody Schroedera, która w doborze i wartościowaniu mieszkańców wody różni się w kilku punktach od metody Baura, bierze się pod uwagę udział następujących roślin wodnych: moczarka, rzęśl, zdrojek, wywłócznik oraz rogatek. Każda z tych roślin odpowiada drugiemu wskaźnikowi jakości.
I jeszcze ważna przestroga! Ponieważ w wodzie mogą znajdować się substancje szkodliwe i bakterie chorobotwórcze, na czas prowadzenia doświadczeń nosimy buty i rękawice gumowe. Po doświadczeniach czyścimy je dokładnie i dezynfekujemy.
Doświadczenie 1: Oznaczenie różnych organizmów wód płynących i określenie klasy jakości wody Przeprowadzenie analizy biologicznej wody płynącej za pomocą prostych środków pomocniczych nie przedstawia większych trudności.
Na trasę naszych badań zabieramy z sobą sitko, kuchenne, którego często używamy do badania gleby, lupę, parę pustych słoików po miodzie lub dżemie z zakrętkami, wiadro plastykowe, miskę z białej masy plastycznej, pincetkę oraz ubranie ochronne i chusteczki dezynfekcyjne. W naszym bagażu nie powinno zabraknąć mapy terenu. z której możemy zorientować się o przepływie potoków. Jak ustalić jakość wody? Najpierw wybieramy na mapie o dużej skali miejsca badań. Pamiętajmy, że teren, na którym odprowadzane są ścieki do strumienia musi mieć wiele stanowisk badań, zarówno przed jak i za miejscem odprowadzenia ścieków. Należy także uważać, aby na każdym stanowisku badawczym było pewne, bezpieczne miejsce do poboru próbek do analizy, po to by nie spowodować zagrożeń. Przed pobraniem próbki napełniamy wiadro wodą. W celu pobrania próbki zanurzamy sitko w płynącej części potoku aż do dna i poruszamy nim w poprzek potoku kilka razy w ciągu kilku minut. W ten sposób na sitku znajdą się okruchy żwiru, piasek i zwierzęta wodne. Następnie wyciągamy sitko, a jego zawartość myjemy przez zanurzenie sitka w wiadrze z wodą i poruszanie sitka ruchami okrężnymi.
Pamiętajmy, aby krawędź sitka była nad poziomem wody w wiadrze. Po wypłukaniu, zawartość sitka przenosimy do białej, plastykowej miski napełnionej do połowy wodą. Większe zwierzęta wybieramy wprost z miski i ustalamy gatunek i ilość.
Zapisujemy to w odpowiednim formularzu, który przygotowaliśmy uprzednio w domu, a zwierzęta wypuszczamy do słoika wypełnionego do połowy wodą.
Następnie poszukujemy małych zwierząt za pomocą lupy. Wyjmujemy je pincetką i po rozpoznaniu i policzeniu wkładamy do słoiczka. Oczywiście zawsze zapisujemy liczbę i gatunek zwierząt w formularzu. Znajdujące się na miejscu badań rośliny przeczesujemy sitkiem w ciągu kilku minut, a znalezione później w sitku zwierzęta oznaczamy. Jeśli znajdziemy jakieś zwierzę pod kamieniem, zabierzmy je i opiszmy. W czasie badań obserwujmy wodę czy nie pływają w niej ryby. Jeśli je zauważymy, zapiszmy ich liczbę i gatunek. Przy ustalaniu jakości wody pamiętajmy o starej zasadzie, że wyniki są tym pewniejsze, a przez to i wiarygodniejsze, im więcej prób zostało przebadanych. Dlatego celowym jest pobieranie wielu próbek zarówno z dna jak i z roślin potoku. Mając dane z przeprowadzonych badań, możemy już łatwo ustalić jakość wody potoku przez proste przeliczenie. Wystarczy tylko pomnożyć liczbę zwierząt jednego gatunku przez współczynnik "jakości" i uzyskamy wynik (gatunku). Liczbę mieszkańców (wszystkich) dzielimy przez sumę wyników (gatunków) i otrzymujemy średnią klasę jakości wody. Nie jest to jednak ostateczny rezultat Sama obecność w wodzie wielu gatunków zwierząt jest już oznaką małego wprawdzie, ale jednak istniejącego obciążenia wody. Jednocześnie spośród oznaczonych gatunków, tylko nieliczne mogą wskazać na zanieczyszczenie wody. Z tych właśnie względów trzeba wprowadzić współczynnik korygujący. Zrozumiale jest, że przy małej ilości gatunków znalezionych zwierząt, ten współczynnik winien być dodawany do ustaleń wynikających z obliczeń, natomiast przy dużej liczbie gatunków, powinien być odjęty. W tabeli podano wielkości współczynników korygujących w zależności od liczby znalezionych gatunków. Przy odnalezieniu 5 do 1 O gatunków zwierząt wodnych, współczynnik korygujący wynosi "O", co oznacza, że wyliczona uprzednio wartość odpowiada wprost klasie jakości wody płynącej w potoku. Po zakończeniu badań i obliczeń wypuszczamy oczywiście znalezione zwierzęta wodne z powrotem do wody.