Zanieczyszczenia wód i

metody ochrony

Podział zanieczyszczeń ze względu na sposób

wprowadzania ich do wód.

Zanieczyszczenia wód, zarówno pochodzenia

naturalnego, jak i antropogenicznego, możemy
sklasyfikować ze względu na sposób wprowadzania
ich do wód. Jak wiemy zanieczyszczenia wód
aktualnie spowodowane są przede wszystkim
działalnością człowieka.

Powodują

je głównie

substancje

chemiczne,

bakterie

i

inne

mikroorganizmy, obecne w wodach naturalnych w
zwiększonej ilości. Substancje chemiczne organiczne
i nieorganiczne (mineralne) występują w postaci
roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin.

Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany
czynnikami naturalnymi, np. rozkładaniem substancji z
gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych
oraz czynnikami antropogenicznymi.

Do

najczęściej

występujących

antropogenicznych

zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą:

• pestycydy,
• substancje powierzchniowo czynne,
• węglowodory ropopochodne,
• fenole,
• chlorowe pochodne bifenylu,
• metale ciężkie, głównie ołów, miedź, chrom, kadm, rtęć i

cynk,

• a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które

są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o
małym przepływie lub wód stojących.

Większość antropogenicznych zanieczyszczeń

wód działa toksycznie na organizmy wodne.
Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku
wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznymi
biochemicznym

procesom

nazywa

się

substancjami

refakcyjnymi.

Najwięcej

zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami.
Do zanieczyszczeń wód przyczyniają się również
transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów
i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i
przemysłowe.

Wszystkie zanieczyszczenia mogą dostawać się
do wód w postaci zanieczyszczeń punktowych,
obszarowych i liniowych.

• Zanieczyszczenia punktowe 

Wprowadzane są one do wód w jednoznacznie
określonym punkcie, są to przede wszystkim ścieki,
należą do nich:

- ścieki bytowo-gospodarcze (tzw. komunalne)

są to wody, które zostały zużyte do celów
higienicznych i gospodarczych, w gospodarstwach
domowych, zakładach pracy i zakładach użyteczności
publicznej.

Ścieki te charakteryzują się na ogół stałym
składem,

wynikającym

z

powtarzalności

zabiegów higienicznych i czynności związanych
z prowadzeniem gospodarstw domowych.
Ścieki bytowo-gospodarcze odprowadza się w
sposób zorganizowany bądź niezorganizowany,
w miejsca przypadkowe. Należą one do ścieków
nie

oczyszczanych

przez

co

powodują

zanieczyszczenia

wód.

Głównymi

zanieczyszczeniami zawartymi w ściekach
komunalnych

są

substancje

organiczne

wyrażane wskaźnikiem BZT

5

oraz związki azotu

i fosforu zwane związkami biogennymi.

- ścieki, których składem są zasolone wody

kopalniane.

Są to zrzuty z zasolonych wód kopalnianych, z
których większość zawiera duże i niebezpieczne
stężenie chlorków i siarczanów. Stanowią one
bardzo poważne zagrożenie dla wód płynących.
Wody takie są nader uciążliwym zanieczyszczeniem,
które dyskwalifikują wodę:

 do celów spożywczych i nawodnień rolniczych -

powodują zasolenia gleb

 oraz do celów przemysłowych – przyczyniają się do

niebezpiecznej dla maszyn ich korozji.

- ścieki przemysłowe

są to wody zużyte w zakładach produkcyjnych i
usługowych w wyniku procesów technologicznych. Ich
skład jest różny i zależy od rodzaju przemysłu,
materiałów

stosowanych

w

produkcji

oraz

w

technologii. Stan gospodarki ściekowej w zakładach
jest nadal niezadowalający. Główną przyczyną tak nie
zadawalającego

stanu

jest

brak

urządzeń

do

oczyszczania ścieków gwarantujących wymaganą
redukcję zanieczyszczeń. Inną przyczyną jest trudna
sytuacja finansowa wielu zakładów. Nie ułatwia to
podejmowania drastycznych decyzji o unieruchomieniu
zakładów prowadzących niewłaściwie gospodarkę
wodno-ściekową. Ten rodzaj ścieków odznacza się na
ogół większym stężeniem i wyższym stopniem
zanieczyszczenia od ścieków bytowo-gospodarczych.

-

ścieki

powstające

na

skutek

działalności elektrociepłowni. Są to
podgrzane

wody

chłodnicze,

które

klasyfikowane

są

jako

inny

rodzaj

zanieczyszczeń przemysłowych. Ten rodzaj
ścieków stał się problemem w wyniku
rozbudowy

przemysłu

paliwowo-

energetycznego. Obiekty te wpuszczają do
wód

naturalnych

wodę

o

wyższej

temperaturze. Zrzuty wód podgrzanych
podnoszą temperaturę wody o kilka stopni.

Podwyższenie temperatury wód powierzchniowych
ma negatywny wpływ na biocenozę, w wyniku czego
następuje

wyraźne

przyspieszenie

procesów

biologicznych, częściej i dłużej mają miejsce zakwity
planktonu roślinnego, bujnie rozwijają się rośliny
wyższe oraz gwałtownie przebiegają procesy gnilne.
Kumulacja materii organicznej prowadzi z kolei do
wzrostu biologicznego zapotrzebowania na tlen,
przy

jednoczesnym

zmniejszeniu

jego

rozpuszczalności. Niedobór tlenu jest bardzo
niebezpieczny dla organizmów żyjących w wodzie i
może być przyczyną m.in. śnięcia ryb.

-

ścieki

opadowe

z

terenów

skanalizowanych, tj. głównie wody
deszczowe i roztopowe oraz wody zużyte
na polewanie ulic i placów. Ścieki te
cechuje

znacznie

mniejsze

zanieczyszczenie i niewielkie stężenie,
szczególnie po pewnym czasie trwania
deszczu lub roztopów.

Zanieczyszczenia obszarowe

Są to zanieczyszczenia dostające się do wód
powierzchniowych i podziemnych na terenie dużego
obszaru. Są to przede wszystkim:

- odpływy z terenów przemysłowych.

Składowiska

takie

często

usytuowane

są

w

niewłaściwym

miejscu

i

są

niedostatecznie

zabezpieczone oraz często umyślnie pozostają
nieujęte w systemy kanalizacyjne ze względów
oszczędności

finansowych

przez

dany

zakład

produkcyjny.

Zanieczyszczenia

te

przenikają

najczęściej do wód gruntowych, a wraz z nimi
przedostają się do wód powierzchniowych. Do
najszkodliwszych zanieczyszczeń należą tu: pestycydy
i detergenty oraz produkty ropy naftowej

- opady atmosferyczne, które zabsorbowały

gazy,

pyły

i

inne

zanieczyszczenia

atmosferyczne pochodzące z m.in. przemysłu i
transportu zarówno samochodowego, jak i
lotniczego

- odpływy z terenów rolniczych.

Stanowią

one

najgroźniejsze

źródło

zanieczyszczeń obszarowych ponieważ zawierają
w sobie duże ilości związków chemicznych z
nawozów sztucznych i środków ochrony roślin. Są
to głównie związki azotu i fosforu, które
przyczyniają się zwłaszcza w wodach stojących do
nadmiernego wzrostu ich żyzności, co w efekcie
prowadzi do politrofi (przeżyźnienia). Te źródła
zanieczyszczeń zasadzie nie podlegają kontroli.

Zanieczyszczenia liniowe

Są to zanieczyszczenia zaliczane do zanieczyszczeń
obszarowych.

Powstają

one

wzdłuż

szlaków

komunikacyjnych. Związane są one z m.in. emisją
splin z pojazdów mechanicznych, przez co zawierają
m.in. związki ołowiu które wraz z wodami
opadowymi

mogą

przedostać

się

do

wód

gruntowych. Do zanieczyszczeń tych zaliczyć można
również

zanieczyszczenia

wód

gruntowych

powstające w wyniku przedostania się do wód
trujących związków, do czego dochodzi podczas
wypadków na szlakach komunikacyjnych, kiedy to
np. dochodzi do wycieków szkodliwych substancji
np. z cystern.

Zanieczyszczenie wód - to

niekorzystne zmiany właściwości
fizycznych,

chemicznych

i

bakteriologicznych

wody

spowodowane wprowadzeniem w
nadmiarze

substancji

nieorganicznych (stałych, płynnych i
gazowych),

organicznych,

radioaktywnych, czy wreszcie ciepła,
które ograniczają lub uniemożliwiają
wykorzystanie wody do picia i celów
gospodarczych.

Zanieczyszczenia wód mogą być:

• naturalne - pochodzące z domieszek zawartych

w wodach powierzchniowych i podziemnych, np.
zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami
żelaza;

• sztuczne (antropogeniczne) - związane z

działalnością człowieka, a pochodzące głównie ze
ścieków,

a

także

z

powierzchniowych

i

gruntowych spływów z terenów przemysło-wych,
rolniczych, składowisk odpadów komunalnych
(wysypisk śmieci).

Zanieczyszczenia sztuczne dzielimy na:

• biologiczne

-

spowodowane

obecnością

drobnoustrojów, np. bakterii, wirusów, glonów,
grzybów, pierwotniaków i ich toksyn;

• chemiczne - odnoszą się do zmian składu

chemicznego i odczynu (pH).
Należą do nich: oleje, benzyna, smary ropa,
chemiczne środki ochrony roślin - pestycydy,
nawozy sztuczne, węglowodory aromatyczne,
sole metali ciężkich, kwasy, zasady, fenole.

Główne zanieczyszczenia chemiczne i ich źródła.

Główne zanieczyszczenia
chemiczne wód

Źródła chemiczne

zanieczyszczeń

detergenty

gospodarstwa domowe, pralnie, myjnie,
przemysł papierniczy, farbiarski,
gumowy, szklarski, tekstylny,
budownictwo

środki ochrony roślin - pestycydy, nawozy
sztuczne (azotany, fosforany)

przemysł chemiczny, rolnictwo i
leśnictwo

fenole

przemysł chemiczny, spożywczy, ścieki
komunalne, rafinerie, koksownie,
gazownie, garbiarnie

związki metali ciężkich (Hg, Cd, Cr, Mn,
Cu, Fe)

transport samochodowy, ścieki
przemysłowe, garbiarnie, metalurgia,
górnictwo, hutnictwo

węglowodory aromatyczne

petrochemia, przemysł chemiczny

radioizotopy (radanu, strontu)

eksplozje jądrowe, przemysł zbrojeniowy,
odpady, ścieki

cyjanki

galwanizeria

benzyna, nafta, olej, ropa naftowa, smary komunikacja, transport samochodowy i

wodny, awarie i katastrofy tankowców,
platform wiertniczych, przemysł paliowo-
energetyczny

• Detergenty

-

syntetyczne

substancje

czyszczące,

zawierające

składnik

organiczny,

obniżający

napięcie

powierzchniowe, dzięki czemu następuje
osłabienie sił wiążących cząstki brudu z
podłożem.

Stanowią

główny

składnik

środków piorących, myjących, zwilżających.
Są

bardzo

trwałe

i

nie

ulegają

biodegradacji (rozkładowi pod wpływem
mikroorganizmów). Detergenty wpływają
hamująco na procesy samooczyszczania się
wody i działają toksycznie na organizmy
żywe.

• Pestycydy

-

środki

ochrony

roślin,

owadobójcze - do zbiorników wodnych
dostają się w wyniku spłukiwania z
opylonych lub opryskanych uprzednio roślin,
wymywania z gleby oraz spływania wraz ze
ściekami zakładów produkujących te związki.
Powodują pogarszanie stanu sanitarnego
wód podziemnych, działają toksycznie,
naruszają procesy samooczyszczania się
wód, przyczyniają się do zjawiska eutrofizacji
wód. Mają długi czas rozpadu i zdolność
kumulowania w środowisku.

Fenole - to związki aromatyczne, jedne z
najbardziej uciążliwych dla otoczenia.
Dostają się do wód wraz ze ściekami
komunalnymi i przemysłowymi (z rafinerii,
wytwórni tworzyw sztucznych, koksowni,
przetwórstwa

drzewnego

i

włókna

syntetycznego). Woda zanieczyszczona
fenolami ma odrażający smak, a ryby w
niej żyjące nie nadają się do spożycia. Są
to substancje toksyczne i wywołujące
oparzenia skóry.

Węglowodory aromatyczne - do wód powierzchniowych
dostają się ze ściekami z koksowni, z gazami i
rozpuszczalnikami. Pochodzą głównie z przemysłu,
motoryzacji i spalania węgla. Są słabo rozpuszczalne w
wodzie, kumulują się w osadach dennych oraz tkance
tłuszczowej

zwierząt

wodnych.

Są

rakotwórcze.

Węglowodory aromatyczne rolne to spłukiwane z pól
nawozy sztuczne i środki ochrony roślin (tzw. chemizacja
rolnictwa) oraz ścieki z intensywnej hodowli zwierząt
(gnojowica). Można wprawdzie sprawić, że określone
zasoby wodne staną się w wyniku zanieczyszczenia
nieprzydatne dla człowieka lub nawet szkodliwe, ale
zarówno w procesach naturalnych, jak i sztucznych
możliwe jest ich oczyszczanie i powtórne użycie.

Metale ciężkie - dostają się do wód wraz ze ściekami
przemysłowymi, z odpadami, ze spływami z pól, z
hałd hutniczych. Mają zdolność kumulowania się w
osadach dennych, są toksyczne dla organizmów
również dla człowieka, mogą powodować trwałe i
nieodwracalne uszkodzenia różnych narządów, np.
nerek, mózgu, rdzenia kręgowego.

Radioizotopy - ich źródłem są: wybuchy bomb
atomowych i wodorowych, reaktory jądrowe, kopalnie
oraz

zakłady

posługujące

się

substancjami

promieniotwórczymi.

Mikroorganizmy

-

przede

wszystkim

bakterie

chorobotwórcze

i

wirusy

przedostające się do wód ze ścieków komunalnych, a
także przemysłu, np. skórzanego.

Ze względu na pochodzenie, zanieczyszczenia
można podzielić na:

• komunalne - są to głównie ścieki miejskie,

powstające na skutek działalności człowieka i
będące mieszaniną odpadów z gospodarstw wydalin
fizjologicznych człowieka i zwierząt domowych,
odpadów szpitalnych, łaźni, pralni oraz niektórych
zakładów przemysłowych. Są to głównie związki
organiczne (białka, tłuszcze i węglowodany);

• przemysłowe - mogą się dostawać do wód pośrednio

jako ścieki przemysłowe lub z atmosfery w postaci
kwaśnych deszczów, pyłów oraz różnych związków
chemicznych.

Specyficznym

rodzajem

zanieczyszczeń są zanieczyszczenia termiczne,
związane ze spuszczaniem do zbiorników wodnych
wód ciepłych i gorących (wody z procesów
chłodzenia).

PROCES SAMOOCZYSZCZANIA WÓD
• Proces samooczyszczania wód jest to naturalny

proces, zachodzący stale w przyrodzie. Polega na

sedymentacji (opadaniu na dno) zawiesin, rozkładzie

zanieczyszczeń organicznych na mineralne przez

odpowiednie

mikroorganizmy

(mineralizacja),

a

następnie pobraniu w postaci soli mineralnych przez

rośliny. Dzięki tym procesom, im dalej od źródła

zanieczyszczenia, tym bardziej woda jest czysta.

Zakres samooczyszczania wody określa zawartość

tlenu w wodzie i to zarówno dostarczonego z

powietrza, jak i przez rośliny obecne w wodzie. Woda

płynąca szybkim nurtem, dzięki większej zawartości

tlenu, posiada większe możliwości samooczyszczania

w porównaniu z wodami wolno płynącymi lub

stojącymi. Wody silnie zanieczyszczone tracą zdolność

do

samooczyszczania

i

część

lub

wszystkie

nagromadzone w nich zanieczyszczenia docierają w

końcu do mórz i oceanów. Powodują tam skażenia

różnych organizmów, w tym morskich ryb, będących

ważnym źródłem wyżywienia ludzi.

EUTROFIZACJA WÓD

Eutrofizacja, czyli wzrost żyzności wód, to proces
stopniowego wzbogacania zbiornika wodnego w substancje
pokarmowe wskutek wzmożonego ich dopływu. Głównymi
źródłami tych składników są ścieki i nawozy (azotowe,
fosforowe i potasowe) oraz przemysł (spożywczy
przetwórczy i chemiczny). Eutrofizacja prowadzi do
zachwiania równowagi ekologicznej, bujnego wzrostu
danej roślinności wodnej, zbyt intensywnej aktywności
drobnoustrojów zużywających duże ilości tlenu.

Skutkiem tego jest deficyt tlenowy i zahamowanie
rozkładu tlenowego materii organicznej (stopniowe
zapełnianie zbiorników rozkładającą się substancją
organiczną) i wyniszczenie wielu najwrażliwszych
tlenowych organizmów, w tym najwartościowszych
ryb. Bardzo wyraźne zagrożenie dla życia organizmów
tlenowych, a także dla jakości wody, stanowią tzw.
zakwity Wywołane są one gwałtownym rozwojem
populacji glonów i sinic. Glony w późniejszym okresie
wydzielają substancje toksyczne. których ilość
wzrasta wraz ze zwiększeniem się ilości tych
organizmów, stając się groźnymi dla zwierząt, a nawet
dla samych glonów. Glony obumierając, wydzielają do
środowiska inne substancje aktywne biologicznie
(olejki eteryczne), nadające wodzie nieprzyjemny
zapach i smak. Stadium eutroficzne zbiornika jest
jednocześnie początkiem jego zaniku przez spłycenie
zbiornika, aż do jego zaniku z powierzchni ziemi.

METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW

Wobec dużego zanieczyszczenia wód w Polsce, coraz

większa ilość zrzucanych do nich ścieków musi być

oczyszczana. Stosuje się cztery stopnie oczyszczania:

• Mechaniczny - polegający na rozdrobnieniu, cedzeniu,

filtrowaniu, sedymentacji (opadaniu zanieczyszczeń na

dno), wirowaniu, flotacji (wypływanie zanieczyszczeń na

powierzchnie wody w postaci piany).

Do tych celów służą zwykle takie urządzenia:
• kraty i sita, na których oddziela się wleczone

ciała stale;

• piaskowniki, w których opadają cząstki ciała

stałego o wymiarach do 0,2 mm. Sedymentują
one w ciągu 1 minuty;

• odtłuszczalniki i urządzenia rozdrabniające;
• osadniki wstępne, w których zatrzymywane są

łatwo

opadające

zawiesiny

Sedymentacja

następuje w czasie 2 godzin. Drobniejsze
zawiesiny przechodzą do drugiego stopnia
oczyszczania.

Biologiczny - polegający na rozkładzie
(zmineralizowaniu) zanieczyszczeń przez

mikroorganizmy

(głównie

bakterie

tlenowe) występujące w tzw. osadach

czynnych (bakterie, pierwotniaki, wrotki i

nicienie)

lub

błonach

biologicznych

(organizmy

osiadłe

na

złożu

biologicznym).

Na tym etapie oczyszczania usuwa się
rozpuszczone lub znajdujące się w postaci
bardzo drobnej zawiesiny substancje
organiczne, takie jak: tłuszcze, białka i
węglowodany. Jednocześnie oddziela się
resztki drobnej zawiesiny substancji
mineralnych.

Głównymi

urządzeniami

technicznymi stosowanymi w tym procesie
są: złoża biologiczne, komory osadu
czynnego oraz komory fermentacyjne.

•

Oczyszczanie na złożu biologicznym odbywa

się w cylindrycznym zbiorniku wypełnionym np.
żużlem hutniczym, tłuczniem kamiennym, koksem,
kostkami ceramicznymi. Złoże jest równomiernie
zraszane od góry ściekami za pomocą obrotowego
zraszacza mechanicznego. Bakterie oraz inne
organizmy żywe osadzają się na powierzchni
wypełnienia, tworząc błonę biologiczną. Ścieki
powoli przepływając przez złoże są oczyszczane
przez te organizmy. Proces zachodzi przy
odpowiedniej ilości doprowadzanego tlenu.

• Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu

czynnego przeprowadza się w komorach
napowietrzanych, w których pływają
skupiska

bakterii

i

pierwotniaków

tworzące

zawiesinę

kłaczkowatą.

Mikroorganizmy

te

utleniają

zanieczyszczenia zawarte w ściekach. W
ciągu 8 godzin oczyszczania uzyskuje się
obniżenie

zawartości

zanieczyszczeń

substancjami organicznymi o 85%.

• Ścieki po drugim stopniu oczyszczania

zawierają zawiesiny kłaczkowate, które są
oddzielane w osadnikach wtórnych.

• Oczyszczanie

ścieków

komunalnych

prowadzi się zazwyczaj mechanicznie lub
mechanicznie i biologicznie. Nie jest
wskazane jednak ich zrzucanie do jezior i
zbiorników

zaporowych.

Zawierają

bowiem duże ilości związków azotu i
fosforu, więc zbiorniki szybko zarastają
(proces eutrofizacji).

• Usuwanie związków biogennych (azotu i fosforu) -

pozostałe azotany z oczyszczonych ścieków usuwa się za
pomocą mikroorganizmów w procesie denitryfikacji.
Azotany są redukowane do azotynów, a następnie do
azotu gazowego, który ulatnia się ze ścieków. Związki
fosforu można usunąć również przy wykorzystaniu
odpowiednich mikroorganizmów oraz przez dodanie
siarczanu glinu, chlorku żelaza lub wodorotlenku
wapnia.

• Proces odnowy wody, w którym uzyskuje się wodę

zdatną do picia oraz na potrzeby gospodarcze. Na tym
etapie

usuwa

się

rozpuszczone

substancje

nieorganiczne, np. sól. Następnie woda jest filtrowana i
dezynfekowana za pomocą chloru lub ozonu. Otrzymuje
się wodę pierwszej klasy czystości, pozbawioną bakterii i
zdatną do picia.