Wykład 1:

Ekologia jako podstawowa dyscyplina wiedzy

Ekologia - nauka o związkach między organizmami lub grupami organizmów a środowiskiem; nauka o współzależnościach pomiędzy żywymi organizmami a ich środowiskiem; nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody.

Ochrona przyrody - działalność mająca na celu zachowanie różnorodności biologicznej, racjonalna gospodarka zasobami przyrody i właściwe kształtowanie krajobrazu, zachowanie środowiska człowieka i umożliwienie mu kontakt z przyrodą dla regeneracji sił przygotowanie norm prawnych regulujących relacje człowiek - przyroda.

Ochrona środowiska - całokształt działań zmierzających do zachowania bądź przywrócenia równowagi, stawiających sobie za cel przeciwdziałanie szkodliwym wpływom człowieka na środowisko tj. Zapobieganie jego dewastacji i degradacji.

Środowisko - przyrodnicze naturalne życie człowieka, antropologiczne, skażone wodne, lądowe itp.

Środowisko naturalne - suma wszystkich fizycznych i biologicznych czynników wywierających wpływ na daną jednostkę organizmalną (osobnika, populacje, gatunek, biocenozę).

Środowisko osobnika - zawiera mniej elementów niż środowisko polulacji, które z kolei stanowi część środowiska gatunku lub biocenozy.

Ekologia - (gr. Oikos = dom, siedziba; Logos - nauka).

Ekologia ogólna - zajmuje się badaniem prawidłowości odnoszących się do różnych poziomów organizacji przyrody. Dzieli się ona na:

• autekologia - nauka o wymaganiach organizmów względem czynników środowiskowych; bada zależności między organizmem a środowiskiem, wyjaśnia w jakiś sposób organizm oddziałuje na otoczenie oraz w jaki sposób otoczenie wpływa na organizm (ekologia mikroorganizmów, ekologia żubra, ekologia krowy itd.)

• synekologia - nauka zajmujące się badaniem zbiorowości organizmów (populacjami, biocenozami). Bada zasady organizacji zgrupowań organizmów, przyczyny ich zmienności genetycznej, warunki sukcesu reprodukcyjnego, funkcjonowanie genów w populacjach.

Zbiór - zespół elementów bez względu na to, czy są one uporządkowane czy nie.

Zbiory uporządkowane - systemy, układy.

System (układ) - zbiór elementów sprzężonych ze sobą w taki sposób, że tworzą one pewną całość

Ekologia organizmów - autekologia

Ekologia organizmów - relacje organizm - środowisko.

Organizm jako układ otwarty nie może istnieć poza środowiskiem ponieważ wymienia z nim materiał i energię.

Sprzężenia zwrotne organizm - środowisko:

• Środowisko wpływa na organizm (akcje)

• Organizm wpływa na środowisko (reakcje)

Zasada jedności organizmów i środowiska - każdy organizm stanowi samoregulujący się mechanizm, będący swoistym układem przepływowym, ściśle związanym ze swym otoczeniem poprzez przemianę materii.

Dla podtrzymania życia czerpie ze środowiska materiały budulcowe oraz energię, jednocześnie wydala produkty przemiany materii.

O występowaniu organizmów decyduj:

• Wymagania życiowe organizmów

• Czynniki środowiskowe

Wymagania życiowe - organizmy korzystają tylko z określonej części zasobów środowiska a wymagania organizmów w stosunku do środowiska wynikają z jego właściwości fizjologicznych i morfologicznych (np: wilgotność powietrza, oświetlenie)

Całość warunków środowiskowych w których może żyć zespół organizmów, nazywamy biotopem, siedliskiem lub środowiskiem życia.

Biotop - zespół czynników nieożywionych (abiotycznych) środowiska.

Siedlisko - zespół czynników abiotycznych wpływających na dane ugrupowanie organizmów

(siedlisko gatunku, siedlisko przyrodnicze).

Habitat - całokształt warunków środowiskowych w których dane ugrupowanie organizmów może istnieć. Habitat jest częścią biotopu która zasiedlają organizmy jednego gatunku.

Środowisko

Środowisko (szersze pojecie niż siedlisko) - całokształt warunków działających na organizm (czynniki abiotycznej inne organizmy wpływające na ten organizm).

Nisza ekologiczna- przestrzeń fizyczna zajmowana przez organizm i jego funkcja w otaczającym go środowisku.

Siedlisko - miejsce życia organizmu „adres”

Nisza - „adres” i „zawód” w sensie biologiczny.

Czynniki środowiskowe

Czynniki środowiskowe - w ekologii ważne jest określenie tych czynników, które najbardziej oddziałują na środowisko. Wyróżniamy czynniki:

• Klimatyczne (temperatura, wilgotność, ruchy powietrza)

• Fizjograficzne (właściwości podłoża - jego zawartość, urzeźbienie terenu, liczba kryjówek, miejsc do gniazdowania).

• Edaficzne - (skład fizykochemiczny gleby i żyjące w niej organizmy)

• Czynniki biotyczne - (sąsiedztwo innych organizmów)

Większość czynników środowiskowych podlega zmianom, tylko niektóre z nich, uznajemy za stałe (nie podlegają temu procesowi).

Zmienność czynników środowiskowych

WYKRESSS!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Przystosowania do określonych warunków środowiskowych wykształciły się w trakcie ewolucji i są uwarunkowane genetycznie.

Każdy gatunek może egzystować w warunkach zmian czynników środowiskowych ograniczonych maksymalna i minimalna wartością czynnika.

Tę genetycznie utrwaloną zdolność organizmów do kompensowania zmian środowiska nazywamy tolerancją i jest ona genetycznie utrwalona. Obraz graficzny tego przystosowania nazywamy krzywą tolerancji ekologicznej

Efekt letalny - dawka śmiertelna, śmierć organizmu.

Wykresssssss!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Uwagi do krzywej tolerancji ekologicznej:

• czynniki środowiska działają na organizmy z różnym natężeniem

• przy pewnych natężeniach tych czynników procesy w organizmach przebiegają z dużą wydajnością przy innych sprawność organizmów jest zmniejszona.

• Najdogodniejsze dla organizmów jest to środowisko, w którym wszystkie czynniki przyjmują najkorzystniejsze warunki. Jest to optimum ekologiczne.

• Zakres zmienności czynnika określony skrajnymi wartościami stanowi strefę tolerancji ekonomicznej

• W pobliżu punktów krytycznych mieszczą się strefy, w których aktywność organizmu jest silnie ograniczona

• Przy punktach krytycznych występują efekty letalne

• Minimum i maximum to wartości czynnika

Zakres tolerancji i stosowane w tym względzie nazewnictwo ekologiczne:

• Oligostenobionty

• Stenobionty

• Polistenobionty

• eurybionty

Wykład 2:

Aby organizm mógł występować i rozwijać się w określonych warunkach środowiska, musi mieć dostęp do wszystkich substancji niezbędnych do wzrostu i rozmnażania się

Czynniki wywierające niekorzystny wpływ na organizmy nazywamy czynnikami ograniczającymi..

Prawo minimum Liebiega:

Możliwość rozwoju organizmu określa składnik, którego jest najmniej, tj. który jest w minimalnej ilości.

Czynnikiem ograniczającym w stosunku do zwierząt hodowlanych może być niedobór białka, aminokwasu lub konkretnej witaminy. Obfitość pożywienia podawanego bydłu nie jest wystarczającym czynnikiem rozwoju bydła, jeżeli w pokarmie zabraknie niektórych pierwiastków śladowych.

Czynniki ekologiczne:

• temperatura;

• światło (orientacja w przestrzeni i w czasie);

• woda;

• powietrze, gazy atmosferyczne;

• sole mineralne, makro i mikroelementy;

• gleba;

• ogień;

• wiatr

Wskaźniki ekologiczne i praktyczne wymagają wiedzy o tolerancji organizmów.

Pewne szczególne czynniki określają możliwość występowania organizmów w danym środowisku.

Jeżeli odwrócimy tę zależność, to będziemy mogli określić wartości czynników występujących w tym środowisku.

Działania związane ze ścisłą rejestracją i klasyfikacją jakości środowiska przy wykorzystaniu odpowiednich gatunków roślin i zwierząt nazywamy bioindykacją stanu środowiska.

Organizmy określone jako wskaźniki biologiczne lub biowskaźniki ustala się dzięki znajomości wymagań poszczególnych gatunków w stosunku do czynników środowiska oraz ich wrażliwość na różne rodzaje zanieczyszczeń.

Jako wskaźniki biologiczne wykorzystuje się gatunki o wąskim zakresie tolerancji, ponieważ ich obecność w środowisku świadczy o działaniu lub występowania danego czynnika (gatunki wskaźnikowe).

Ekologia populacji.

Populacja jest jedną z ponadorganizmalnych jednostek w hierarchii przyrody. Populacja jest reprezentantem gatunku, ulega przekształceniom pod wpływem różnych czynników i podlega procesom ewolucyjnym.

Populacja - to zbiór wszystkich osobników tego samego gatunku zasiedlających określony teren, swobodnie kontaktujących się, krzyżujących się i wydających potomstwo.

Populacja to nie tylko suma osobników, ponieważ w każdej takiej grupie określonego gatunku wykształcają się specyficzne więzi i współzależności wynikające z ich aktywności życiowej.

Areał - część siedliska, która przypada na jednego osobnika i zapewnia mu wszystkie potrzebne do życia elementy.

Terytorium (rewir) - jest to przestrzeń w obrębie areału szczególnie preferowana i aktywnie broniona przez osobnika.

Zasięg przestrzenny populacji - jest to powierzchnia zajmowana przez areał, ale zasięg przestrzenny może być mniejszy niż suma areałów.

Wyróżnia się dwa typy oddziaływań wewnątrz populacyjnych:

• troficzne (związane z odżywianiem);

• paratroficzne (nie związane z odżywianiem);

Związki troficzne zachodzą w przypadku przebywania pomiędzy dwoma osobnikami substancji odżywczych, pobranych z otoczenia, nie przetworzonych lub przetworzonych:

• karmienie potomstwa przez matkę;

• karmienie potomstwa przez robotnice owadów;

• wzajemne dostarczanie sobie pokarmu w koloni owadów społecznych np. pszczół;

• kanibalizm (czasami jest warunkiem przeżycia populacji);

Wspólne polowanie czy przekazywanie informacji o źródle pokarmu nie jest oddziaływaniem troficznym.

Oddziaływanie paratroficzne to pozostałe oddziaływania nie będące troficznymi np:

• uderzenia, zranienia (oddziaływania mechaniczne);

• zmiany temperatury otoczenia (fizyczne zmiany w środowisku);

• wydzielanie feromonów (chemiczne zmiany w środowisku);

• współdziałanie przy zdobywaniu pokarmów (zmiany w zasobach pokarmu);

• zmiany w schronieniach (zajęcie schronienia, tworzenie schronień dla innych osobników, budowa ścieżek tam i innych konstrukcji wspólnie wykorzystywanych);

Typy rozmieszczenia osobników w populacji:

• rozmieszczenie równomierne;

• rozmieszczenie skupiskowe;

• rozmieszczenie przypadkowe;

• rozmieszczenie liniowe;

Liczność populacji - liczba osobników wchodzących w skład populacji.

Zagęszczenie populacji - liczba osobników przypadających na określony teren (powierzchnię).

Przyczyny śmiertelności:

a) środowiskowe:

• brak pokarmu;

• gwałtowne zmiany warunków;

• kataklizmy;

• substancje toksyczne;

• zmiany klimatu;

b) osobnicze:

• choroby;

• starzenie się;

• zahamowania rozrodu;

• zmiana form zachowania się;

• specyficzne wymagania;

• niska tolerancja na zmiany warunków;

c) populacyjne:

• kanibalizm;

• przegęszczenie;

• stres ekologiczny;

• nadmierna eksploatacja;

• antybioza;

• konkurencja;

d) biocenotyczne:

• wpływ innych populacji;

• starzenie się biocenozy;

• zakłócenie równowagi w układzie;

Wykład 3:

Liczebność populacji nie przekracza pewnych granicznych wartości.

Opór środowiska = rozrodczość potencjalna populacji (fizjologiczna) - rozrodczość rzeczywista populacji (ekologiczna)

Struktura wiekowa populacji:

• embrionalna;

• młodzieńcza;

• rozrodcza;

• starzejąca się;

Fazy populacyjne - są to okresy, w których stwierdza się określone kierunki zmiany liczebności zagęszczenia populacji.

Tępo wzrostu populacji obrazują krzywe wzrostu (w kształcie litery J i S).

Przykłady populacji według krzywej J:

• glony tworzące zakwity;

• rośliny jednoroczne;

• niektóre owady;

• lemingi w tundrze;

Rozwój populacji prowadzi do ustabilizowania się liczebności populacji.

Sposoby regulacji populacji:

• sposób niezależny od zagęszczenia (czynnik niezależny od liczebności populacji np. Czynniki klimatyczne);

• zależy od zagęszczenia (działanie czynnika nasila się wraz ze wzrostem liczebności populacji np. pasożyty lub czynniki chorobotwórcze, konkurencja między populacjami);

• mechanizmy wewnątrz populacyjne (np. ograniczenie liczebności nadmiernego zagęszczenia populacji, osobniki broniące swojego terytorium) - wzrasta śmiertelność a obniża płodność.

Biocenoza (gr. Bios - życie, koinos - wspólny):

W określonym biotopie występuje i współistnieje wiele populacji różnych gatunków roślin, zwierząt i grzybów. Populacje te stanowią układ ekologiczny wyższego rzędu, który funkcjonuje jako całość dzięki wzajemnym zależnością.

Biocenoza - to zbiór populacji żyjących na określonej przestrzeni i w określonym czasie. Biocenoza zajmuje określoną przestrzeń, w której na organizmy oddziałują różne czynniki fizyczne środowiska. Składa się z populacji różnych gatunków, które funkcjonują jako całość dzięki wzajemnym powiązaniom. Podstawą jej istnienia są zależności pokarmowe między populacjami. Wykorzystuje i przetwarza materię i energię, organizmy populacji pobierają ze środowiska składniki pokarmowe i przetwarzają je na własne składniki budulcowe. Biocenoza ulega przekształceniom, w czasie których zmienia środowisko i sama ulega zmianom zwanym sukcesją. W toku procesów ewolucyjnych w biocenozie ustala się stan równowagi, w którym wszystkie populacje przystosowały się do siebie, wytwarzając takie formy współżycia, że nie hamują wzajemnie swego rozwoju.

Zależności pokarmowe w biocenozie:

• tę część organizmów, które ze związków nieorganicznych w procesie fotosyntezy wytwarza materię organiczną nazywamy producentami (autotrofami), część materii wytworzonej na własne potrzeby, część wbudowują we własne tkanki;

• materia wytwarzana jako budulec ciała producentów stanowi podstawę wyżywienia heterotrofów - konsumentów;

• szczątki roślin i zwierząt, nieorganiczne cząstki pokarmowe stanowią podstawę wyżywienia destruentów (reducentów), którzy także są konsumentami. Reducenci rozkładają martwą materię organiczną i przeprowadzają jej mineralizację, a przez to jej powrót do puli związków nieorganicznych - będących pokarmem producentów.

Łańcuch pokarmowy (troficzny) - uporządkowany ciąg organizmów, z których jedne zjadają drugie.

Organizmy zajmujące w łańcuchu pokarmowym taką samą pozycję, tzn. odżywiający się tym samym typem pokarmu, stanowią poziom troficzny. Organizmy pobierające ten sam typ pokarmu np. stonka i chrząszcze (monofagi), zaliczamy do jednego poziomu troficznego. Gdy pokarm zwierząt jest zróżnicowany (polifagi), mogą one reprezentować różne poziomy troficzne.

Łańcuchy pokarmowe nie są izolowanymi ciągami organizmów, ale przeplatają się wzajemnie. Dlatego w biocenozach obserwujemy złożone sieci pokarmowe.

Wykład 4:

Biomasa - jest to łączna masa organizmów danej biocenozy.

Biomasę można podzielić na:

• producentów;

• konsumentów;

• reducentów;

• danego poziomu troficznego;

Łańcuch zależności pokarmowych można przedstawić w postaci piramidy, której podstawę tworzy pierwszy poziom troficzny - producenci. Każdy następny poziom jest mniejszy od poprzedniego.

Wyróżnia się trzy typy piramid ekologicznych:

• piramidę liczb - która obrazuje liczby osobników na kolejnych poziomach troficznych;

• piramidę biomas - przedstawiającą ilość wyprodukowanej biomasy przez poszczególne poziomy;

• piramidę energii - która przedstawia tempo przepływu energii i produktywność poszczególnych poziomów troficznych;

Produkcja - ilość wytworzonej materii lub zakumulowanej energii w jednostce czasu.

Produktywność - intensywność z jaką produkowana jest materia lub intensywność magazynowania energii [jednostka masy lub energii / na jednostkę czasu, jednostkę powierzchni].

Produkcyjność pierwotna brutto - ilość materii wytworzonej przez producenta w jednostce czasu.

Produkcyjność pierwotna netto - część która zostaje wbudowana w strukturę organizmu. Pozostała energia zostaje zużyta na metabolizm

Produkcja pierwotna brutto- energia oddychania = produkcja pierwotna netto

Liczba i biomasa kolejnych poziomów są zwykle coraz niższe. Podstawą istnienia biocenozy jest rozmaitość gatunków powiązanych ze sobą szeregiem różnych zależności. Poszczególne organizmy i populacje rywalizują ze sobą o pokarm, wodę, dostęp do światła tj. o przestrzeń życiową.

Koewolucja - to wzajemne dopasowywanie się poszczególnych gatunków do siebie. W czasie ewolucji organizmu różnych gatunków wywoływały różne formy interakcji (wzajemnego oddziaływania).

Sąsiedztwo dwóch różnych gatunków:

• Może być dla nich obojętne (neutralizm)

• Może mieć charakter oddziaływań antagonisycznych

• Może polegać na takim współistnieniu, które daje korzyści obu gatunkom, co nazywamy oddziaływaniami protekcyjnymi.

Stan równowagi biocenotycznej - biocenoza reguluje liczebność swoich populacji i utrzymuje stałe stosunki biocenotyczne.

Zdolność do utrzymania stałych stosunków biocenotycznych nazywamy homeostazą układu ekologicznego.

Mechanizm regulacji liczebności populacji opiera się na powiązaniach troficznych:

• Zmniejszenie ilości pokarmu roślinnego ogranicza liczebność roślinożerców

• Mniejsza liczba roślinożerców oznacza mniej pokarmu dla mięsożerców

• Zmniejsza się liczba konsumentów, wzrasta liczebność producentów, wzrost liczby roślinożerców (kółko graniaste się zamyka bo jest kanciaste:P)

Zewnętrznym przejawem tej zależności są oscylacje liczebności poszczególnych populacji.

Ekosystem - łatwy do wyodrębnienia fragment przyrody stanowiący funkcjonalna całość (np: las).

Ekosystem = biocenoza + biotop

Materia w ekosystemami krąży a energia przez niego przepływa.

Wykład 5:

Obieg związków (materii) w ekosystemie.

Wykład 6:

Atmosfera i zanieczyszczenia.

Suche powietrze składa się z około 78% azotu, 21% tlenu i 1% argonu. Powietrze jest gazem i jest niewidoczne.

Para wodna jest bardzo nierównomiernie rozmieszczona w atmosferze. W powietrzu zajmuję od 0,1% do 4% w troposferze, a spada prawie do zera powyżej troposfery (w stratosferze).

Zimne powietrze jest w stanie przyjąć mniej pary wodnej niż ciepłe.

Efekt cieplarniany:

Para wodna i dwutlenek węgla są najważniejszymi gazami cieplarnianymi. Para wodna jest odpowiedzialna za około 60% naturalnego efektu cieplarnianego, co2 za 20%. Gazy cieplarniane zatrzymują ciepło emitowane z powierzchni ziemi.

Gazy cieplarniane emitowane przez działalność ludzka:

• co2

• metan

• chlorofluorowęglowodory (freony, CFC)

• ozon troposferyczny (o3)

• tlenek azotu

Dziura ozonowa - ozon chroni przed promieniowaniem słonecznym UV- C i UV- B, które niszczy komórki żywych organizmów. Promieniowanie UV powoduje tworzenie się i niszczenie ozonu (o3).

Tyle samo ozonu znika ile powstaje pod wpływem promieniowania. Ozon niszczą freony.

Zanieczyszczenie powietrza to gazy oraz aerozole, które zmieniają naturalny skład powietrza atmosferycznego. Mogą one być szkodliwe dla zdrowia ludzi zwierząt i roślin a także niekorzystnie wpływać na glebę, wody i inne elementy środowiska przyrodniczego.

Podział zanieczyszczeń ze względu na substancje:

• gazy

• aerozole

Ze względu na przemiany:

• wtórne

• pierwotne

Ze względu na pochodzenie:

• naturalne (organiczne i nieorganiczne)

• antropogeniczne (kontrolowane emisje, przypadkowe emisje)

Tlenki azotu powstają w procesie spalania w wysokiej temperaturze (NOx).

Klasyfikacja ze względu na przemiany jakim podlegają zanieczyszczenia w atmosferze:

• pierwotne - czyli szkodliwe substancje emitowane bezpośrednio do atmosfery;

• wtórne - czyli substancje, które stają się szkodliwe jakiś czas po ich wyemitowaniu lub powstają wskutek reakcji chemicznych zachodzących w powietrzu;

Smog - oznacza połączenie dymu i mgły (smoke and fog).

Smog typu londyńskiego - spowodowany głównie zanieczyszczeniem powietrza wskutek spalania węgla i emisji dwutlenku siarki (SO2) i pyłów. Takie zanieczyszczenie w połączeniu z mgłą powoduje powstawanie kwasu siarkowego (H2SO4) zawieszonego w powietrzu.

Smog typu Los Angeles (smog fotochemiczny) - występuje w słoneczne dni przy dużym ruchu ulicznym. Tlenki azotu ze spalin samochodowych oraz węglowodory wchodzą w reakcje chemiczne w obecności światła słonecznego i tworzą szkodliwą mieszankę aerozoli i gazów. Smog fotochemiczny zawiera ozon, femaldehydy, ketony i PAN (azotan nadtlenku acetylu). Wszystkie wymienione substancje podrażniają oczy i system oddechowy człowieka oraz uszkadzają rośliny.

Kwaśne deszcze - opady o charakterze kwasowym.

PH= -log₁₀[H₃O^* ]

O kwaśnych deszczach mówimy, gdy pH opadów jest niższe niż 5,6. Może występować również kwaśny śnieg, czy kwaśna mgła.

TEMAT: Oczyszczanie gazów odlotowych.

Zmiany w procesach technologicznych mogą polegać np. na odpowiednim doborze surowców lub zmianach w metodach wytwarzania.

Hermetyzacja procesów, automatyzacja procesów.

Urządzenia odpylające - powodują wydzielenie cząstek stałych:

a) Komora osadcza - wykorzystanie opadania ziaren pyłu pod wpływem siły ciężkości, jest to oczyszczanie wstępne ze względu na słabe działania i małą prędkość przepływu gazu.

b) Koncentrator inercyjny - oddzielenie pyłu ze strumienia gazu zachodzi pod działaniem siły bezwładności przy zmianie kierunku ruchu strumienia gazu. Zachodzi wydzielenie pyłu, duża prędkość przepływu gazu, oczyszczanie wstępne.

c) Koncentrator odśrodkowy - oddzielenie ziaren pyłu zachodzi na wskutek zawirowania, które powstaje przy wprowadzeniu gazu przez kierownicę umieszczoną w urządzeniu. Oczyszczanie wstępne.

d) Cyklon - najbardziej rozpowszechnione i skuteczne, działa na zasadzie występowania dużych sił odśrodkowych z odrzutem cięższych ciał stałych w kierunku ścianek cylindra. Zalety to prosta budowa, niewielkie wymiary, niskie koszty. Wady: znaczne opory przepływu, stosunkowo szybkie zużycie.

Odpylacze mokre (kontakt zapylonego gazu z cieczą):

a) Płuczki bez wypełnienia - najprostszy typ odpylaczy mokrych. Ziarna pyłu są w nich wychwytywane na kroplach cieczy opadających w przeciwnym kierunku do przepływu gazu. Ciecz rozpylana jest za pomocą dysz. Odpylanie wstępne.

b) Płuczki zraszane z wypełnieniem - czyszczenie zachodzi podczas przepływu przez warstwę wypełnienia: pierścieni porcelanowych, metalowych, koksu, żwiru itp. Warstwa wypełnienia zwilżana jest cieczą rozpylaną z dysz. Odpylanie wstępne.

c) Płuczki pionowe - wykorzystane zjawisko barbotażu tj. przepływu gazu w postaci pęcherzyków przez warstwę cieczy. Zapylony gaz przepływa przez otwory poziomej pułki, na której utrzymana jest stała warstwa cieczy. Przebijanie się gazu tworzy zjawisko podobne do pienienia. Małe zużycie wody, duża skuteczność dla ziaren dużych. Skuteczność spada wraz z wielkością ziarna.

d) Płuczki wirnikowe - działanie siły odśrodkowej i krople cieczy.

e) Odpylacze z zwężką Venturiego.

f) Odpylacz przewałowy.

Odpylacze filtracyjne - najbardziej skuteczne, działanie polega na oddzieleniu pyłu podczas przepływu zapylonego gazu przez materiały porowate (kształtki ceramiczne i metalowe, siatki oraz różnego rodzaju materiały włókniste - tkaniny, filce, bibuły i papiery).Odpylacze elektrostatyczne - działają na zasadzie wykorzystania oddziaływania pola elektrostatycznego na cząstki ciała stałego ( ziarna pyłu ) lub cieczy (krople mgły) zawieszone w gazie.

Zespół zasilający odpylacz składa się z: Transformatora wysokiego napięcia - ma za zadanie wytworzyć prąd stały o napięciu 30-80kV.

Charakteryzują się niewielkim zużyciem energii i wysoką skutecznością, niewielkimi oporami przepływu, możliwością odpylania gazów o temp. sięgającej do 450 stopni C. Wadami są wysokie koszty inwestycyjne, duże rozmiary, niebezpieczeństwo wybuchu pyłów palnych.

METODY USUWANIA ZANIECZYSZCZEŃ GAZOWYCH

1. Metody absorpcyjne:

Absorpcja jest procesem wymiany, w tym wypadku gaz jest przenoszony z fazy gazowej do ciekłej poprzez warstwę graniczną, dzielącą obie fazy. Rozpuszczalność gazów w cieczach rośnie z obniżeniem temp. I wzrostem ciśnienia.

Oczyszczony gaz (absorbat) musi zetknąć się z cieczą absrbującą (absorbantem). Zachodzą wtedy procesy dyfuzyjne.

Ilość gazu przechodzącego w głąb cieczy jest wprost proporcjonalna do :

• powierzchni kontaktu cieczy z mieszanina gazową

• różnicy stężeń gazu w mieszaninie i absorbancie.

• Czasu kontaktu mieszaniny z cieczą

Proces absorbcji przeprowadza się w urządzeniach zwanych absorberami i może być przeprowadzony poprzez:

• przepuszczenie gazu nad powierzchnią cieczy

• przepuszczenie gazu przez przestrzeń w której znajduję się rozpuszczona ciecz

• przepuszczenie gazu w postaci drobnych pęcherzyków przez warstwę cieczy

Wyróżniamy:

a) absorbery poweirzchniowe- najczęściej ceramiczne

b) aparaty rozpryskowe:

• wieże lub kolumny rozpryskowe- ciecz absorbująca jest rozpylana za pomocą dysz lub rozpryskiwaczy

• absorbery mechaniczne- kropelki cieczy powstają w skutek działania mechanicznego ruchu części aparatu

c) absorbery barbotażowe:

• kolumny absorbcyjne- składają się z kilku lub kilkudziesięciu części z których każda ma jedną lub kilka półek na których jest utrzymana warstwa cieczy absorbującej

• wieże i kolumny z wypełnieniem- rozmaite kształtki, których zadaniem jest zapewnienie równomiernego zraszania powierzchni przy stosunkowo długim czasie kontaktu fazy ciekłej z gazową.

2. Metody Adsorbcyjne- usunięcie zanieczyszczeń polega na nagromadzeniu ich na powierzchni ciała stałego. Ilość pochłoniętego gazu jest określona przez jego ciśnienie nad powierzchnią ciała stałego. Związek ten ilustrują krzywe adsorbcji.

Rodzaje adsorbentów:

• węgiel aktywny- znajduje największe zastosowanie w oczyszczaniu gazów. Stosowany jest do oczyszczania gazów z substancji organicznych i nieorganicznych. Sprawność procesów sięga 99,8% (do 200 stopni C.)

• sylikożel- żel kwasu krzemowego, w postaci ziaren lub pyłu (do 300 stopni C.)

• tlenek glinu

• sita molekularne

• zeolity

Urządzenia do adsorbcji budowane są jako zbiorniki cylindryczne pionowe lub poziome.

3.Metody katalitycznego utleniania i redukcji:

W metodach tych wykorzystuje się zjawisko przyspieszania reakcji chemicznych dzięki tzw. Katalizatorom. Zmiana substancji toksycznych na nieszkodliwe lub mniej szkodliwe.

Katalizatory:

• metale należące do grupy VIII i podgrupy I układów okresowych pierwiastków.

• Półprzewodniki (ferryty, tlenki metali)

• sole

4. Metoda kondensacyjna- oziębianie przy stałym ciśnieniu zanieczyszczonego powietrza do temp. Niższej od temp. Kondensacji par substancji zanieczyszczającej. Wysokie koszty, możliwość wybuchu mieszaniny w urządzeniu oraz bezpośredniego odzysku materiału

5. Metoda kompresyjna- sprężenie podczas którego rośnie temp. Wysokie koszty.

Temat: Zanieczyszczenia wód i metody oczyszczania ścieków.

Ścieki - są to wprowadzane do wód lub do ziemi:

• wody zużyte na cele bytowe lub gospodarcze;

• ciekłe odchody zwierzęce;

• wody opadowe lub roztopowe, ujęte w systemy kanalizacyjne;

• wody odciekowe ze składowisk ze składowisk odpadów;

• wody pochodzące z odwodnienia zakładów górniczych;

• wody wykorzystane, odprowadzone z obiektów chowu lub hodowli ryb oraz innych organizmów wodnych;

Rodzaje ścieków w zależności od pochodzenia:

• ścieki bytowo - gospodarcze;

• ścieki przemysłowe;

• ścieki deszczowe;

• ścieki z rolnictwa;

Wszystkie wymienione rodzaje ścieków, spływające do miejskiej sieci kanalizacyjnej tworzą ścieki miejskie.

Ścieki miejskie:

a) wody zużyte:

• bytowo - gospodarcze;

• ścieki przemysłowe;

• ścieki z rolnictwa;

b) ścieki opadowe:

• wody deszczowe;

• wody z topnienia pokrywy śniegowej;

Wymienione ścieki mogą być odprowadzane do kanalizacji wspólnie lub oddzielnie. Mówimy o kanalizacji ogólnopławnej wówczas, gdy wszystkie rodzaje ścieków odpływają do oczyszczalni jednym przewodem kanalizacyjnym. W przypadku kanalizacji rozdzielczej ścieki opadowe odprowadza się oddzielnym przewodem wprost do rzeki. Oddzielne odprowadzanie ścieków przemysłowych ma miejsce wówczas, gdy ze względu na swój skład powinny być wydzielone.

W warunkach środkowoeuropejskich przyjmuje się średnią ilość ścieków w wysokości 200 dm3/mieszkańca w ciągu doby.

W małych osiedlach typu wiejskiego jednostkowa ilość ścieków nie przekracza na ogół 100 dm3/mwcd. W dużych i uprzemysłowionych jednostkach nawet do 300 dm/mwcd, a w dużych aglomeracjach do 500 dm3/mwcd. Różnice te wynikają przez zużycie wody w zakładach przemysłowych, usługowych, budynkach użyteczności publicznej, na polewanie ulic i zieleńców, na cele grzewcze itp.

Największe odpływy ścieków notuje się w godzinach popołudniowych i południowych, najmniejsze w godzinach nocnych. Ilość i nierównomierność ścieków przemysłowych zależy ściśle od charakteru i sposobu prowadzenia procesów produkcyjnych.

Do najważniejszych wskaźników przy analizie ścieków należą:

• BZT - biochemiczne zapotrzebowanie na tlen, określające tę część związków organicznych, które podlegają biochemicznemu rozkładowi.

• ChZT - chemiczne zapotrzebowanie na tlen, które jest wskaźnikiem ogólnej zawartości związków organicznych, zarówno podatnych jak i opartych na rozkład biochemiczny.

• OWO - ogólny węgiel organiczny, charakteryzujący również zanieczyszczenia organiczne.

• Azot organiczny - pozwala na określenie ilości związków pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.

Charakterystyka fizyczna składu ścieków dotyczy przede wszystkim określenia całkowitej wartości zanieczyszczeń, występujących w postaci rozpuszczonej i nierozpuszczonej.

Kolejnymi wielkościami fizycznymi określającymi jakość ścieków są:

• temperatura;

• barwa;

• przejrzystość;

• zapach;

• przewodność elektrolityczna;

• twardość;

W kompleksowej ocenie ścieków ważnym uzupełnieniem fizycznej i chemicznej charakterystyki jest ocena biologiczna:

• Miano Coli - największa objętość próbki w cm3, w której można wykazać obecność pałeczki okrężnicy.

• Indeks Coli - liczba bakterii Coli w 1 dm3 próbki.

Oczyszczanie ścieków dzieli się umownie na cztery stopnie oczyszczania:

• I - oczyszczanie mechaniczne, usuwające zanieczyszczenia stałe (nie przekracza 30% BZT5;

• II - oczyszczanie biologiczne, usuwające zanieczyszczenia rozpuszczone (nie przekracza 85 - 93% ubytku BZT5);

• III - usuwanie związków biogennych tj. Azotu i fosforu. Stopień oczyszczania wynosi około 92 - 95% ubytku BZT5.

• IV - usuwanie resztkowych zanieczyszczeń w postaci związków refrakcyjnych. Ten stopień określa się też mianem odnowy wody (woda gotowa do użycia);

Pierwszy stopień oczyszczania:

Jest to oczyszczanie wstępne lub tylko mechaniczne. Efektem tego stopnia jest usunięcie zanieczyszczeń stałych i zawiesin opadających.

Rozdzielanie mechaniczne:

• cedzenie;

• sedymentacja;

• filtracja;

Ścieki na tym etapie trafiają najpierw na sita i kraty, gdzie usuwane są ciała stałe o wielkości do 10 mm. Stosowane jest także ominięcie gdy przegroda zostanie zatamowana. Zanieczyszczenia zatrzymywane na kratach są nazywane skratkami, mogą być usuwane ręcznie lub mechanicznie. W przypadku ścieków przemysłowych cedzi się je za pomocą sit i mikrosit.

Ze względu na konstrukcję, sita dzielimy na:

• statyczne;

• sita i mikrosita obrotowe;

• inne, w których cechą jest np. wspomaganie wibracjami;

W zależności od prześwitu wyróżniamy sita:

• rzadkie (>1,5mm);

• średnie (0,1 - 1,5 mm);

• gęste (mikrosita <0,1 mm);

Piaskowniki:

Zadaniem piaskowników jest usunięcie ze ścieków ciał ziarnistych określanych umownie jako piasek. Ciała te są substancjami mineralnymi o wymiarach cząstek większych niż 0,2 mm. Przy prędkości 0,3 m/s piasek osadza się na dnie rynien.

Osadniki - służą do zatrzymania łatwo opadających zawiesin tj. takich które opadają w niezakłóconych warunkach statycznych w ciągu 2 godzin.

Jeżeli weźmie się pod uwagę przeznaczenie osadników to dzieli się je na:

• wstępne (czas przepływu od 1,5 do 2 godzin);

• pośrednie;

• wtórne;

Osadniki prostokątne - są urządzeniami, w których przepływ ścieków jest poziomy.

W osadnikach radialnych dominuje przepływ strug cieczy po promieniach od centralnie usytuowanej komory rozdzielczej do koryt przelewowych.

W osadnikach pionowych głębokość dominuje nad średnicą zbiornika.

Osadnik zespołowy - spełnia on podwójną rolę. Są w nim wydzielane zawiesiny ze ścieków (w górnej części sedymentacyjnej). Osad jest spuszczany do dolnej części urządzenia gdzie zachodzą procesy fermentacji metanowej. Osady sfermentowane są bezpieczne biologicznie (mogą służyć za nawóz).

Osadniki wielo strumieniowe - są mniejsze i nowocześniejsze.

Inne urządzenia:

• hydrocyklony - siła odśrodkowa oddziela cząstki fazy rozproszonej od cieczy;

• wirówki sedymentacyjne - wykorzystywana jest różnica gęstości zawiesiny i cieczy w polu siły odśrodkowej;

Oczyszczenie ścieków w procesie filtracyjnym zachodzi podczas przepływu zawiesin przez przegrodę porowatą zatrzymującą cząstki zawiesiny (przepływ dzięki różnicy ciśnień).

Przegrodą filtracyjną mogą być:

• usypane warstwy materiału ziarnistego;

• tkaniny filtracyjne;

• masy porowate;

• sztuczny osad;

Filtracja objętościowa lub wgłębna - zachodzi podczas przepływu przez warstwę porowatą.

Drugi stopień oczyszczania:

Oznacza on biologiczne oczyszczanie ścieków, czyli te procesy, w których rozkład zanieczyszczeń organicznych odbywa się przy dominującym udziale mikroorganizmów. Intensyfikację osiąga się przez wytworzenie optymalnych warunków rozwoju drobnoustrojów. W skład zanieczyszczeń zawartych w ściekach wchodzą tłuszcze, białka i węglowodory.

Warunki:

• odpowiedni odczyn pH środowiska;

• temperatura nie niższa niż 5 stopni C i nie wyższa niż 40 stopni C (optimum to 20 - 30 stopni C);

• ilość substancji toksycznych w granicach tolerancji drobnoustrojów;

Przy tego rodzaju oczyszczaniu stosowane są filtry gruntowe, pola nawadniane itp. Za ich pomocą uzyskuje się dobre oczyszczenie ścieków w suchych porach roku.

Urządzenia oczyszczające ścieki w naturalnym środowisku wodnym:

I - Stawy:

• stawy beztlenowe - zachodzą w nich procesy gnilne oraz fermentacja metanowa. Są w nich zatrzymywane zanieczyszczone zawiesiny i zaczyna się hydroliza wysoko cząsteczkowych związków organicznych. Głębokość od 3 - do 4 m.

• stawy fakultatywne - częściowy rozkład zanieczyszczeń za pomocą tlenu. Przy dnie panują jednak warunki beztlenowe. Głębokość 1,5 - 2 m, ścieki pozostają tam kilkadziesiąt dni. Źródłem tlenu do procesu rozkładu jest dyfuzja tlenu atmosferycznego oraz tlen uniwersalny przez silnie rozwijające się glony.

• stawy tlenowe - są bardzo płytkie (głębokość 0,5 - 1 m). zwane stawami doczyszczającymi. Czas przepływu ścieków przekracza zwykle 2 tygodnie a odpływ z nich ma często BZT5 nie przekraczające 10 mg O2/dm3. Odpływem z takich stawów można bez obaw zasilać stawy rybne.

• stawy rybne - usuwane tam są zanieczyszczenia resztkowe, przede wszystkim liczne organizmy planktonowe są doskonałym pożywieniem dla ryb. Duże przyrosty biomasy ryb. Głębokość 0,5 - 0,7 m.

Biologiczne oczyszczanie w warunkach sztucznych polega na wielokrotnym zintensyfikowaniu biochemicznego rozkładu w wyniku użycia odpowiednich urządzeń technicznych.

Istnieją dwie formy intensywnego oczyszczania ścieków tymi metodami:

• oczyszczanie na złożach biologicznych - zasadniczym elementem jest rozdrobniony materiał, na którego powierzchni rozwija się błona biologiczna. Składa się ona z mikroorganizmów roślinnych i zwierzęcych, a przede wszystkim z bakteriami.

Do tradycyjnych elementów uzupełniania złóż należą:

• tłuczeń granitowy;

• tłuczeń wapienny;

• kamień polny;

• żużel;

• itp.

Trzy typy złóż w zależności od rodzaju kontaktowania się ścieków z błoną:

• zraszane;

• zanurzane;

• zalewowe;

Proces osadu czynnego polega na oczyszczeniu ścieków przez zawiesinę wolno pływającą, złożoną z drobnoustrojów tworzących tzw. Skupiska zoogloalne. W pierwszej fazie działania drobnoustrojów powodują biokoagulację zanieczyszczeń, następnie ich adsorbcję i wreszcie biologiczne utlenianie. Ważne jest stałe i sztuczne doprowadzanie tlenu (aeracja) i mieszanie ścieków.

Wyróżnia się komory napowietrzania:

• sprężonym powietrzem;

• mechanicznie za pomocą wirników o osi poziomej;

• mechanicznie za pomocą wirników o osi pionowej;

• w sposób złożony;

Proces osadu czynnego realizuje się stosując dwa podstawowe urządzenia:

• komory napowietrzania (komory osadu czynnego);

• osadniki wtórne o działaniu czynnym;

W procesach biologicznego oczyszczania ścieków możliwe jest pełne biologiczne oczyszczanie sięgające ubytku BZT5 nie mniejszego niż 90%.

Oczyszczanie ścieków metodami mechanicznymi i biologicznymi staje się nieskuteczne jeśli w ściekach zawarte są substancje:

• toksyczne;

• nie rozkładające się biologicznie;

Wtedy trzeba oczyszczać ścieki metodami chemicznymi i fizykochemicznymi:

• koagulacja i flokulacja;

• neutralizacja;

• utlenianie chemiczne;

• redukcję chemiczną;

• strącanie;

Trzeci stopień oczyszczania:

Ma na celu usunięcie ze ścieków azotu i fosforu. Usuwanie azotu ze ścieków odbywa się na drodze biologicznych przemian z udziałem osadu czynnego. Bakterie nitryfikujące w obecności tlenu rozkładają i utleniają azot organiczny do azotynów i azotanów. W drugiej fazie należy te związki usunąć sposobem biologicznym (denitryfikacja).

Azot można też usunąć ze ścieków metodami chemicznymi, stosując np. procesy adsorbcji, odpędzania amoniaku w wieżach.

Usuwanie fosforu ze ścieków - część fosforu zostaje usunięta podczas biologicznego oczyszczenia ścieków, pozostałą część usuwa się poprzez strącanie przy użyciu koagulantów, którymi są sole wapnia, glinu i żelaza.

Miejsca usuwania fosforu:

• wstępne;

• równoczesne;

• wtórne;

Czwarty stopień oczyszczania (odnowa wody):

Zespół procesów i metod oczyszczania ścieków w takim stopniu, że mogą być one ponownie użyte jako wody pitne i do potrzeb gospodarczych albo nadają im cechy wód naturalnych. Jest to usuwanie resztkowych zanieczyszczeń.

Zagospodarowanie osadów ściekowych:

• wykorzystanie osadów na cele nieprzemysłowe - wprowadzenie do gruntów w celu rekultywacji;

• stosowanie w rolnictwie;

• jako nawóz;

WYKŁAD 10.V.2007: Podstawy gospodarki odpadami.

Odpady - wszystkie przedmioty, substancje stałe oraz substancje ciekłe, które nie są ściekami, powstałe w wyniku prowadzonej działalności gospodarczej lub bytowej człowieka i nieprzydatne w miejscu lub czasie, w którym powstały (również osady ściekowe).

Działania które powodują powstawanie odpadów powinny być planowane i prowadzone w taki sposób aby:

• zapobiegały powstawaniu odpadów;

• zapewniały bezpieczne dla środowiska wykorzystanie odpadów jeżeli nie udało się zapobiec ich powstawaniu;

• zapewniały zgodny z zasadami ochrony środowiska sposób postępowania z odpadami, których powstawaniu nie udało się zapobiec, i których nie udało się wykorzystać (składowanie);

Wykorzystanie odpadów:

• w celach przemysłowych (energetyczne spalanie odpadów, jako surowce wtórne, wykorzystanie odpadów w budownictwie);

• w celach nieprzemysłowych (nawożenie i ulepszanie gleby, kształtowanie powierzchni gruntów lub ich dostosowywanie do określonych potrzeb);

Odpady komunalne (bytowe) - to stałe i ciekłe odpady powstające w gospodarstwach domowych, w obiektach użyteczności publicznej i obsługi ludności, w tym nieczystości gromadzone w zbiornikach bezodpływowych, porzucone wraki pojazdów oraz odpady uliczne, z wyjątkiem odpadów niebezpiecznych z zakładów opieki zdrowotnej i z zakładów weterynaryjnych.

Odpady komunalne stałe (OKS) - są bardzo zróżnicowane pod względem składu fizycznego i chemicznego. Skład ten zależy głównie od wyposażenia budynków w urządzenia techniczno - sanitarne, rodzaju zabudowy, stopy życiowej mieszkańców.

Najczęściej odpady komunalne w Polsce zawierają około 40 - 50% substancji organicznych, około 50 - 60% stanowią części mineralne, w tym około 30% odpadów komunalnych stanowią popioły z małych palenisk.

Metody zbiórki i segregacji odpadów:

• metoda selektywnej zbiórki „u źródła”;

• w zakładach mechanicznego sortowania odpadów;

• jako sortowanie na wysypiskach (najczęściej ręczne);

Organizując recykling części odpadów trzeba się koncentrować jedynie na odzyskiwaniu tych materiałów, których przerób jest opłacalny i możliwy na danym rynku. Aktualnie do grupy surowców, które mogą być odzyskane z odpadów komunalnych, zalicza się głównie złom metali, niektóre gatunki makulatury, podzieloną na kolory stłuczkę szklaną.

Unieszkodliwienie odpadów komunalnych - polega na poddaniu ich procesom przekształcenia biologicznego, fizycznego lub chemicznego w celu doprowadzenia ich do stanu, który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska.

Sposoby unieszkodliwiania odpadów komunalnych:

• składowanie odpadów;

• kompostowanie;

• spalanie;

• zagazowanie i piroliza;

• przerób na paliwo stałe;

• fermentacja metanowa;

• pryzmy energetyczne;

Składowanie odpadów na wysypiskach:

Składowisko odpadów - to zlokalizowany i urządzony zgodnie z przepisami obiekt zorganizowanego deponowania odpadów o znanych właściwościach.

W Polsce odpady są składowane na wysypiskach:

• niezorganizowanych - zajmują naturalne zagłębienia terenu lub wyrobiska, bez specjalnego przygotowania. Efekty takiego składowania odpadów to: niekontrolowana emisja gazów do atmosfery, zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podskórnych, zanieczyszczenie otaczających obszarów pyłami i odpadami roznoszonymi przez wiatr, nadmierny rozwój ptactwa i gryzoni;

• półzorganizowane - zastosowanie izolacji składowanych odpadów od podłoża przy użyciu geomembran (materiał półprzepuszczalny). Nie zabezpiecza w pełni środowiska;

• zorganizowane - posiadają specjalną lokalizację, z uwzględnieniem kryteriów hydrogeologicznych i geotechnicznych, spełniają obowiązujące wymogi techniczne i są odpowiednio eksploatowane;

Lokalizacja wysypiska powinna uwzględniać takie warunki jak:

• demograficzne;

• topograficzne (ukształtowanie terenu);

• geologiczne (wszystko co decyduje o przepuszczalności wody);

• hydrologiczne (kierunek migracji wód);

• geotechniczne (odkształcalność podłoża, parametry filtracyjne);

• zasady gospodarki przestrzennej (trzeba uwzględnić uciążliwość dla okolicznych mieszkańców, długość trasy dowozu odpadów 1 - 15 km, walory przyrodniczo krajobrazowe terenu);

Stanowisko społeczności lokalnych „byle nie na moim podwórku” (not in my back yard) - NIMBY. Bardzo często przekreśla korzystną z punktu widzenia gospodarki przestrzennej i ochrony środowiska lokalizację, podnosząc koszty gospodarki odpadami i zmusza do wyboru lokalizacji niekorzystnych.

Warunki hydrogeologiczne lokalizacji wysypisk odpadów komunalnych:

• warunki optymalne (lokalizacja możliwa) - czas przesiąkania większy niż 25 lat;

• warunki niedogodne (lokalizacja niemożliwa) - czas przesiąkania krótszy niż 5 lat;

• warunki mało dogodne (lokalizacja możliwa) - wody jest mało i nie jest wykorzystywana przez ludność + dodatkowe zabezpieczenia wysypiska;

Ulepszenia wysypisk - wielokrotne bariery zabezpieczające (Multi Barier Concept) prawie całkowicie zapobiegają rozprzestrzenianiu się szkodliwych substancji ze składowiska do środowiska przyrodniczego.

Uszczelnienia wysypisk powinny zapewnić:

• stworzenie nieprzepuszczalnej i stabilnej w czasie warstwy uszczelniającej;

• gromadzenie i odprowadzanie wód infiltracyjnych przez wysypisko;

• wysypisko powinno mieć stabilne podłoże;

Warstwy do uszczelniania muszą być zbudowane z materiału mineralnego lub syntetycznego, albo stanowić ich połączenie.

Mineralne to maty mineralne z dodatkiem substancji ulepszających.

Uszczelnienia syntetyczne powinny zapewnić:

• dobrą szczelność i odporność na przebicia i rozerwanie;

• wysoka odporność na działanie związków chemicznych;

• dużą elastyczność;

• odporność na wysokie i niskie temperatury;

• dobre przyleganie do sąsiednich warstw, dobrą przyczepność do podłoża;

• łatwość układania i ścisłego łączenia ze sobą sąsiadujących pasm uszczelnień;

Wyróżniamy wśród nich geomembrany, geomaty, geokompozyty, geowłókniny, geosiatki, geodreny. Funkcje ich to uszczelnianie, stabilizacja, drenaż, zapobieganie erozji i pyleniu. Robione są z polietylenów, polichlorku winylu, mas polimerowo - bitumicznych.

Uszczelnienia dzielą się na:

• uszczelnienia podstawy;

• uszczelnienia zewnętrzne powierzchni rekultywowanych;

• uszczelnienia boczne;

Eksploatacja wysypiska:

Zmiany w kierunku:

• Przyspieszanie procesów rozkładu przez wstępne rozdzielenie odpadów i tworzenie luźno układanych (wysypiska kompostowe);

• Zwiększenie chłonności wysypisk poprzez składowanie odpadów wstępnie prasowanych;

Na wysypiskach uporządkowanych można składować: odpady bytowo gospodarcze, odpady rolnicze, odwodnione osady ściekowe, żużel, popiół, klinkier, gruz.

Zabrania się składowania odpadów: zakaźnych, płynnych, radioaktywnych, toksycznych, naftopochodnych i wybuchowych.

Zagęszczenie odpadów w trakcie ich składowania ma na celu:

• Pełne wykorzystanie pojemności środowiska.

• Zmniejszenie zagrożenia pożarowego.

• Zminimalizowanie osiadania wysypiska i deformacji nadziemnej części.

• Zapewnienie utwardzonego podłoża dla pojazdów dostarczających odpady.

Do zagęszczenia najlepiej nadają się kompaktory, które zmniejszają objętość odpadów od 6 do 10 razy. Są jednak bardzo kosztowne. Najczęściej używa się spychaczy.

Procesy zachodzące na składowiskach odpadów - produkcja biogazu:

Wysypisko odpadów komunalnych jest specyficznym bioreaktorem, w którym pod wpływem czynników atmosferycznych i mikroorganizmów odpady są rozkładane w procesach fizycznych, chemicznych i biologicznych. W skład biogazu wchodzą: metan, dwutlenek węgla, azot, tlen i pozostałe domieszki.

Odgazowanie bierne - gaz jest odprowadzany z wysypiska pod wpływem własnego ciśnienia, do urządzeń gdzie jest neutralizowany.

Odgazowanie aktywne - gaz jest odessany z wysypiska za pomocą odpowiednich urządzeń wydobywczych. Uzyskany w ten sposób gaz można spalić lub wykorzystać do celów energetycznych.

Odgazowanie wysypiska po jego zamknięciu wymaga wiercenia studni pionowych w bryle wysypiska lub kopania rowów do ułożenia drenażu poziomego.

Jeżeli wysypisko jest nowe i eksploatacja się rozpoczyna studnie gazowe buduje się w czasie eksploatacji. Studnie mogą być łączone za pomocą sieci z perforowanych rur ułożonych poziomo.

Kierunki rekultywacji i zagospodarowania wysypiska:

a) Kierunek rolny - jest kierunkiem najłatwiejszym. Obszar zamkniętych wysypisk można przeznaczyć pod roślinność pastewną (głównie trawy). Głównie przy wysypiskach płaskich, z zapewnieniem odpływu wód opadowych oraz wysypiska nadpoziomowe niskie. Zagospodarowania:

• Sposób łąkowo-pastwiskowy - można stosować bezpośrednio po wykonaniu rekultywacji podstawowej (20-30 cm ziemi).

• Orny - również bezpośrednio po rekultywacji. Wtedy warstwa ziemi powinna wynosić 40-50 cm i mieć ukształtowany poziom próchniczny.

• Warzywne i sadownicze - głównie pracownicze ogrody działkowe (duże koszty odtworzenia warstwy glebowej, rzadko stosowane).

• Fermowo-zwierzęce - prowadzenie ferm drobiu i zwierząt futerkowych. Głównie wysypiska nadpoziomowe.

b) Kierunek leśno-produkcyjny - jest mało efektywny, zwłaszcza w pierwszym w pierwszym dziesięcioleciu po rekultywacji. Można sadzić drzewka po długim okresie użytkowania łąkowo-pastwiskowego.

c) Kierunek rekreacyjny - można stosować dla wysypisk położonych na obszarze zurbanizowanym lub w bliskim sąsiedztwie dużych aglomeracji, gdzie brak jest takich obiektów. Najlepsze są wysypiska o suchym gruncie, płaskim terenie zalesionym. Główna warstwa powinna zawierać głównie odpady mineralne takie jak popiół i gruz.

d) Na cele budowlane - tereny wysypisk o przewadze popiołu, żużlu i gruzu oraz innych odpadów mineralnych. Głównie konstrukcję lekkie: parkingi, garaże, place składowe, wiaty.

---