Monitoring środowiska -
Ćwiczenia 1, 18.02
5 zajęcia – koło (w + ćw), 8– II koło, Przedostatnie– III koło 2-3 nieobecności, 4 zajęcia – fartuch
Zakres badań i historia monitoringu środowiska w Polsce
STRUKTURA Państwowego Monitoringu Środowiska – PMŚ
- podstawowym blokiem jest STAN (ŚRODOWISKA) obejmujący działania związane z pozyskiwaniem, gromadzeniem, analizowanie i upowszechnianiem informacji o poziomach substancji i innych wskaźników charakteryzujących stan poszczególnych elementów przyrodniczych. Blok stan zasiany jest informacjami o presjach oraz innych czynnikach mających wpływ na jakość środowiska.
- w bloku PRESJE są gromadzone dane o ładunkach zanieczyszczeń wprowadzanych do powietrza, do wód lub ziemi, niezbędne do realizacji celów PMŚ. W loku tym nie wytwarza się danych pierwotnych, lecz korzysta ze źródeł danych, funkcjonujących poza systemem PMŚ, takich jak systemy administracyjne oraz system statystyki publicznej lub podmioty gospodarcze.
- dane gromadzone w w/w blokach trafiają do bloku OCENY I PROGNOZY, gdzie są sporządzane:
- zintegrowane oceny i prognozy jakości środowiska
- analizy przyczynowo – skutkowe wiążące istniejący stan środowiska z czynnikami kształtującymi ten stan, mającymi swoje źródło w społeczno – gospodarczej działalności człowieka
STRUKTURA PAŃSTWOWEGO MONITORINGU ŚRODOWISKA
Minister Środowiska
(zatwierdza programy PMŚ)
Główny Inspektor Ochrony Środowiska
(nadroruje i koordynuje realizację zadań PMŹ, realizuje zadania na poziomie krajowym)
Instytuty naukowo-badawcze
Wojewodowie
Wojewódzcy Inspektorzy Ochrony Środowiska
(realizują zadania na poziomie wojewódzkim i lokalnym)
Organy administracji publicznej
Służby i inspekcje
Prowadzący instalacje lub/i urządzenia
Zarządzający drogami, lotniskami, koleją
Przepływ informacji wytwarzanych w ramach PMS
Nadzór nad realizacją zadań PMŚ
CEL I ZADANIA MONITORINGU ŚRODOWISKA
Warunkiem wypełnienia celów PMŚ jest wiarygodność danych. Jest ona zagwarantowana przez:
- cykliczność
- jednolitość metod (akredytację laboratoriów badawczych i pomiarowych)
- modernizację infrastruktury pomiarowej
- opracowanie metodyczne
- kontynuacja wdrażania systemów jakości w podsystemach monitoringu
- organizację i udział w krajowych oraz międzynarodowych badaniach porównawczych
- pomoc merytoryczna w postaci szkoleń
ZARYS HISTORII MONITORINGU ŚRODOWISKA W POLSCE
Przed 1980 – kontrolą przestrzegania ekologicznego prawa w Polsce zajmowały się:
- Wydziały ds. Ochrony Środowiska Urzędów Wojewódzkich
- Ośrodki Badania i Kontroli Środowiska
- Pracownie Badań i Kontroli Środowiska
1980 – „Ustawa o ochronie i kształtowaniu środowiska” powołała jednoinstancyjną Państwową Inspekcję Ochrony Środowiska (PIOŚ), która podlegała ministrowi ochrony środowiska.
9 Zespołów Terenowych w: Katowicach, Kielcach, Koszalinie, Krakowie, Lublinie, Olsztynie, Poznaniu, Warszawie, Wrocławiu.
2 zespoły o zasięgu ogólnokrajowym:
- Zespół Przeciwdziałania Nadzwyczajnym Zagrożeniom Środowiska w Gdańsku
- Zespół Kontroli i Ocen Środowiska w Warszawie
PIOŚ nie posiadała zaplecza laboratoryjnego.
10.07.1991 – Po wejściu w życie „Ustawy o Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska” nastąpiło połączenie PIOŚ i Ośrodków Badań i Kontroli Środowiska. Powstała jednolita, dwuinstancyjna instytucja ds. kontroli i badania stanu środowiska, podlegała ministrowi właściwemu ds. środowiska, składająca się z:
- Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska (GIOŚ)
- 49 wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska (WIOŚ)
- Ośrodki Badania i Kontroli Środowiska
- Pracownie Badań i Kontroli Środowiska
- w latach 90tych ub. wieku ujednolicono zasady prowadzenia kontroli oraz opracowano i wdrożono jednolite metodyki pomiarowe
- rozwinięto laboratoria wojewódzkich inspektoratów, umożliwiające badanie stanu środowiska i wiarygodną kontrolę przestrzegania ekologicznego prawa
- opracowano zasady funkcjonowania Państwowego Monitoringu Środowiska i podjęto program działań mających na celu przeciwdziałanie nadzwyczajnym zagrożeniom środowiska
- stworzono system kontroli transgranicznego przemieszczania odpadów
Lipiec 1998 – nowelizacja ustawy o Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska:
- zmiana nazwy na: INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA
- wojewódzkie inspektoraty ochrony środowiska weszły w skład wojewódzkiej administracji zespolonej
- w 34 miastach (33 byłych miastach wojewódzkich i w Giżycku) powstały delegatury wojewódzkich inspektoratów ochrony środowiska podporządkowane 16 nowym wojewódzkim inspektoratom.
Zadania realizowane w ramach systemu były określane w wieloletnich programach PMŚ, zatwierdzanych przez kierownictwo Ministerstwa Środowiska.
- pierwszy program badawczy obejmował lata 1992-1993
- drugi 1994-1997
- trzeci 1998-2002
- czwarty 2003-2005
- piąty („pomostowy”) 2006
- szósty 2007-2009
- siódmy 2010-2012
- ósmy 2012-2015
BLOK STAN (ŚRODOWISKA)
Realizacja zadań w poszczególnych podsystemach bloku stan jest prowadzona w oparciu o sieci pomiarowe:
- krajowe,
- regionalne,
- lokalne.
Koordynatorem sieci krajowych i sieci wojewódzkich jest GŁÓWNY INSPEKTOR OCHRONY ŚRODOWISKA, a sieci lokalnych – WOJEWÓDZCY INSPEKTOROWIE OCHRONY ŚRODOWISKA.
Monitoring jest stopniowo dzielony na:
- diagnostyczny (wstępny)
- operacyjny
- badawczy
ćwiczenia 2 25.02.2013
Źródła zanieczyszczenia powietrza
Klasyfikacja źródeł zanieczyszczenia powietrza
Naturalne wynikające z procesów zachodzących w przyrodzie
Pożary lasów i stepów produkujące olbrzymie ilości dymów i popiołów
Czynne wulkany wyrzucające duże ilości popiołu i gazów
Burze pisakowe i pyłowe
Procesy erozji gleb
Wietrzenie górnych warstw litosfery
Wyładowania elektryczne w wyniku których powstają ditlenek azotu i ozon
Wyziewy gorących źródeł i szczelin ziemi
Pyły kosmiczne pochodzące z meteorytów i komet
Sztuczne (antropogeniczne) spowodowane działaniem człowieka
Zanieczyszczenia komunikacyjne
Zanieczyszczenia, w tym główni CO2 i tlenki siarki, pochodzące ze spalania paliw płynnych i stałych w zakładach przemysłowych o paleniskach domowych
Zanieczyszczenia pyłowe powstające podczas opryskiwania środkami ochrony roślin, przenoszone z wiatrem nieraz na duże odległości, zwłaszcza pry rozpylania z samolotów
Zanieczyszczenia związkami organicznymi, między innymi węglowodorami alifatycznymi i aromatycznych
Ulatnianie się amoniaku z pól nawożonych niektórymi typami nawozów mineralnych i organicznych
Zanieczyszczenie warstwy przyziemnej powietrza ozonem
Próbne eksplozje nuklearne
Awarie elektrowni jądrowych i zakładów wytwarzających izotopy radioaktywne. Szczególnie niebezpieczne są izotopy strontu (Sr90) i cezu (Cs134 i Cs137)
Klasyfikacja zanieczyszczeń powietrza
Zanieczyszczenia podstawowe: ditlenek siarki, ditlenek azotu, ditlenek węgla pył, powstające głównie podczas spalania paliw w procesach wytwarzania energii i powszechne występujące na obszarze całego kraju
Zanieczyszczenia specyficzne, pochodzące z różnych procesów technologicznych wykorzystywanych w zakładach przemysłowych
Zanieczyszczenia emitowane ze źródeł mobilnych, głównie z pojazdów samochodowych
Zanieczyszczenia wtórne, powstające w znacznej odległości od źródeł emisji w efekcie reakcji i przemian zachodzących w zanieczyszczonej atmosferze, np. związki utleniające (utleniacze fotochemiczne), takie jak ozon, czy też prowadzące do zakwaszenia środowiska, takie jak siarczany i azotany
Emisja zanieczyszczeń w Polsce
Największy wpływ na ilość rodzaje zanieczyszczeń wprowadzonych do atmosfery ma struktura zużycia paliw:
Ok. 55% zużywanej w Polce energii pierwotnej wytwarzane jest w instalacjach zasilanych paliwami stałymi – węglem brunatnym i kamiennym
Ok. 22,8% uzyskiwane jest przy wykorzystaniu ropy naftowej
Ok. 13,1% gazu ziemnego
Inne rodzaje paliw – ok. 9,1% (torf i drewno – 4,6%, paliwa odpadowe stałe i inne surowce – 4,0%, energia wiatru, słoneczna i geotermalna – 0,5%)
Klasyfikacja emisji:
Emisja ze źródeł punktowych (emitory i wyrzutnie wentylatorowe)
Ze źródeł liniowych – ciągi komunikacyjne (drogi, tory kolejowe)
Ze źródeł powierzchniowych (hałdy popiołów, wysypiska śmieci)
Wg innych kryteriów emisje podzielono na:
Niską – zanieczyszczenia emitowane są z wielu małych źródeł do 50m npt * w tym komunikacyjne)
Wysoką – z kominów wyższych niż 50 m npt. Oddziaływanie tej emisji jest znacznie szersze i z reguły nie wpływa na stan czystości powietrza w bezpośrednim sąsiedztwie emitorów
Emisja niezorganizowana – emisja zanieczyszczeń z:
Danych powierzchni
Okresowo prowadzonych procesów na otwartym terenie (przeładunek substancji, nawożenie pól uprawnych, kruszenie minerałów itp.)
Wtórnego pylenia (drogi komunikacyjne, hałdy materiałów sypkich, powierzchni o pylistym podłożu)
Pożarów lub awarii
Trudno jest oszacować jej parametry ilościowe. Mamy z nią do czynienia w przypadku awarii z wydzieleniem do atmosfery produktów gazowych.
Antropogeniczne źródła emisji ditlenku siarki, w %
Inne źródła stacjonarne – 39% (np. domki jednorodzinne!, małe kotłownie itp.)
Energetyka zawodowa – 38%
Energetyka przemysłowa – 21 %
Technologie przemysłowe – 2%
Źródła mobilne – 0%
Antropogeniczne źródła emisji tlenków azotu, w %
Źródła mobilne – 44%
Energetyka zawodowa – 27%
Inne źródła stacjonarne – 16%
Energetyka przemysłowa – 9 %
Technologie przemysłowe – 4%
Antropogeniczne źródła emisji pyłów, w %
Inne źródła stacjonarne – 67%
Źródła mobilne – 20%
Technologie przemysłowe – 7%
Energetyka zawodowa – 4%
Energetyka przemysłowa – 2%
Antropogeniczne źródła emisji PCB(Polichlorowane - bi – fenyle), w %
Procesy spalania poza przemysłem– 63%
Proces spalania w sektorze produkcji i transformacji energii – 16%
Transport drogowy – 13%
Procesy produkcyjne – 4%
Zagospodarowanie odpadów – 2%
Procesy spalania w przemyśle – 2%
Antropogeniczne źródła emisji dioksyn i furanów, w %
Procesy spalania poza przemysłem– 52%
Inne źródła emisji – 27%
Zagospodarowanie odpadów –5%
Procesy produkcyjne – 4%
Proces spalania w sektorze produkcji i transformacji energii – 3%
Procesy spalania w przemyśle – 2%
Ćw. 3 4.03.2013
Zmiany zanieczyszczenia powietrza w ostatnich latach.
Celem badań monitoringu jakości powietrza jest pozyskiwanie i analizowanie danych o:
Poziomach substancji w otaczającym powietrzu
Przestrzeganiu standardów jakości powietrza
Zmianach zakwaszenia i eutrofizacji środowiska na skutek depozycji zanieczyszczeń do podłoża
Ocenę skuteczności działań na rzecz ochrony warstwy ozonowej nad Polską i Europą
Monitoring jakości powietrza funkcjonuje w układzie 3-stopniowym:
Sieci krajowej
Sieci regionalnej, której odmiana jest sieć alarmowa
Sieci lokalnych, tworzonych i finansowanych przez podmioty gospodarcze na podstawie decyzji administracyjnej
Obszary priorytetowe dla monitoringu jakości powietrza
Od 2012 roku strefę badań monitoringu jakości powietrza stanowią:
Aglomerację miejsko – przemysłowe o wielkości >250 tys. mieszkańców
Miasto (nie będące aglomeracją) o liczbie mieszkańców powyżej 100 tys.
Pozostały obszar województwa, nie wchodzący w skład aglomeracji i miast >100tys. mieszkańców
Metodami pomocniczymi są: modelowanie matematyczne, metody pasywne i in.
Metody te mogą stanowić również uzupełnienie pomiarów najwyższej jakości (automatycznych i manualnych) w aglomeracjach i strefach, gdzie obserwowane są stężenia powyżej górnego progu oszacowania.
Klasy stref i wymagane działania w zależności od poziomów stężeń zanieczyszczenia, uzyskanych w rocznej ocenie jakości powietrza dla przypadków, gdy nie jest określony margines tolerancji.
Klasa strefy | Poziom stężeń zanieczyszczeń1 | Wymagane działania |
---|---|---|
A | Nie przekraczający poziomu dopuszczalnego |
|
C | Powyżej poziomu dopuszczalnego |
|
Wszystkie badania dotyczą zdrowia człowieka i zdrowia roślin (ale to tylko 3 zanieczyszczenia, SO2, tlenki azotu i O3).
Zmiany całkowitej emisji ditlenku siarki, ditlenku azotu i pyłów w Polsce (1990,2000,2010)
Redukcja SO2 – 70%
Redukcja pyłów – 77%
Redukcja NO2 – 32%
Zmiany całkowitej emisji ditlenku węgla, amoniaku i tlenku węgla w Polsce
Redukcja CO2 13%
Redukcja Amoniaku – 51%
Redukcja Co – 32%
Zmiany całkowitej emisji cynku, miedzi, ołowiu i niklu w Polsce
Redukcja Zn – 56%
Redukcja Cu – 45%
Redukcja Pb – 62%
Redukcja Ni – 56%
Zmiany całkowitej emisji arsenu, chromu, kadmu i rtęci w Polsce
Redukcja As – 46%
Redukcja Cr – 69%
Redukcja Cd – 52%
Redukcja Hg – 56%
Klasyfikacja stref w Polsce na podstawie rocznej oceny jakości powietrza za rok 2011 z uwzględnieniem kryteriów ustanowionych dla ochrony zdrowia
46 stref podlegających ocenie w tym 13 aglomeracji
46 stref (100%) to klasa C (poziom choćby 1 substancji przekracza poziom dopuszczalny powiększony o margines tolerancji lub przekracza poziom dopuszczany, jeśli margines tolerancji nie jest kreślony) – strefy, la których wymagane jest opracowanie programów ochrony powietrza POP
Ważne jest podkreślenie fakty, że zaliczenie strefy do klasy C nie oznacza złej jakości powietrza na terenie całej strefy – a jedynie sygnałem, że na terenie strefy istnieją obszary wymagające podjęcia i prowadzenia działań na rzecz poprawy jakości powietrza
Klasyfikacja stref w Polsce na podstawie rocznej oceny jakści pwietrza za rok 2011 (ochrona zdrowia)
Przekroczenia wartości kryterialnych, będące przyczyną przypisanie strefie klasy łącznej C dotyczyły:
B(a)P – 91%
PM10 – 91%
PM2,5 – 59%
O3- 7%
NO2- 7%
As – 4%
C6H6 – 2%
Ćw. 4 11.03.2013
Średnie miesięczne wartości dwych stęeń SO2 w miastach wg pomiarów sieci podstawowej
Ok. 17 µg/m3 w lipcu
Stężenie 24 – godz. So2 w wybranych miastach Polski
Na pograniczu poziomu znalazła się Aglomeracja Rybnicko – Jastrzębska , Górnośląska i Częstochowa
Śtednioroczne stężenie So2 w wybranycmistach europejskich
Najgorzej Aglomeracja Śląska, później Madryt i Kraków
Zmiany jakości pwoietrza w Polsce
Uśrednienie w skali kraju So2 w sezonnie zimnym ( od października do marca) bywają nawet ponad 5 razy, a stężenia NO2 i pyłu ponad 2,5-3 razy wyższeniż w sezonie ciepłym ( od kwietnia do września). Szczególnie duże różniece, spowodowane tzw. Niską emisją z sektora komunlno bytowego, obserwuje się w latach z surowymi zimami (przy niskiej prędkości wiatru). Stężenia SO2 w miastach są o ponad 30% większe niż na obszarach pozamiejskich
Pod względem zanieczyszczenia SO2 (Aglomeracja Górnośląska i Rybnicko – Jastrzębska, Legnica i Częstochowa) i pyłem polskie miasta należą do czołówki europejskiej, Na żadnym ze stanowisk wartość dopuszczalnego stężenia 24- godz. SO2 (125µg/m3) nie została przekroczona.
Stężenie tlenku siarki na poziomie tła regionalnego w Polsce są wyższe niż w większości krajów europejskich a zbliżone do występujących w Czechach, na Słowacji i w części wschodniej Niemiec. Poprawiła się znaczenie sytuacja w „Czarnym Trójkącie” stężenie podstawowych zanieczyszczeń poniżej norm dopuszczalnych)
Pod względem zanieczyszczenia powietrza NO2 sytuacja w Polsce wygląda nieco korzystniej, jakkolwiek w Aglomeracji Karkowskiej, Warszawskiej i Wrocławskiej jego średnie roczne stężenie było najwyższe i zostało przekroczone na tzw. Stacjach komunikacyjnych.
Stężenie pyłu PM10 w powietrzu w Aglomeracjach Rybnicko Jastrzębskiej, Krakowskiej, Wrocławskiej, Łódzkiej, Górnośląskiej i Warszawskiej należy do najwyższych w Polsce.
Zanieczyszczeniem, dla którego często występują przekroczenia poziomów dopuszczalnych stężeń w Polsce jest pył PM110
W 2010 r na 35% (23 z 66) stanowisk zanotowano stężenie średnie roczne pyłu PM10 przekraczające roczną wartość dopuszczalną
Przekroczenia stężenia 24 – godz., pyłu w aglomeracjach lub miastach wojewódzkich niebędących aglomeracjami stwierdzono ponad 79% stanowisk, gł. W woj. Małopolskim i śląskim. Największy wkład na stacjach miejskich mają emisje lokalne, często emisje z niskich źródeł i z komunikacji.
Przekroczenia 110µg/m3 w przypadku maksymalnych stężeń poziomu - godz. Ozonu wystąpiły we wszystkich aglomeracjach. Przekroczenie poziomu celu długoterminowego - 180µg/m3 zarejestrowano tylko w aglomeracji Górnośląskiej (zwłaszcza Zabrzu), Rybniku i Zielonej Górze
Największe stężenia średnie roczne B(a)P uzyskano na terenie Aglomeracji: Rybnicko – Jastrzębskiej, Górnośląskiej, Krakowskiej i Łódzkiej. Na 96% (26 z 27) stanowisk średnie roczne stężenia B(a)P przekraczały wartość poziomi docelowego - 1 1ng/m3. B(a)P był substancją, której wartość normatywna została przekroczona na największej liczbie stanowisk.
Średnioroczne stężenie NO2 w wybranych miastach Polski
Przekroczone zostały najwyższe wartości w Aglomeracjach Warszawskiej, Wrocławskiej i Krakowskiej. Najlepiej Elbląg.
Średnie roczne stężenie NO2 w największych miastach w Polsce na tle innych miast europejskich
Najgorzej Londyn, najlepiej Warszawa inne miasta w środku .
Średnioroczne stężenie pyłu PM10 w największych miastach w POslce
Przekroczone w Aglomeracji Warszawskiej, Górnośląskiej, Łódzkiej, Wrocławskiej, Krakowskiej, Rybnicko - Jastrzębskiej
Średnie roczne stężenie pyłu PM2,5 w największych miastach Polski
Najlepiej w Koszalinie, Olsztynie, Trójmieście, Szczecinie Czy Elblągu, a większość polskich miast przekroczyła
Średnie roczne stężenie pyłu PM10 najgorzej w Europie w Aglomeracji Górnośląskiej
Średnie stężenie ołowiu w największych miastach w Polsce
Najgorzej we Włocławku i Legnicy najlepiej w Opolu, Warszawie i Elblągu
Arsen – najgorzej Bydgoszcz, Częstochowa i Legnica
Kadm – Najgorzej Tarnów, A. Górnośląska, A. Warszawska
Nikiel – najgorzej Włocławek
Benzen – najgorzej Włocławek , Toruń i Łódź
Benzo(a)piren – wszystkie duże miasta w Polsce – najgorzej Rybnicko – jastrzębska, Górnośląska, Krakowska i Łódzka a najlepiej bo na granicy w Warszawskiej
CO – nie ma przekroczeń norm, najgorzej Rybnicko jastrzębska
OZON – nie przekroczona, najgorzej w a. górnośląskie, Częstochowie, a. łódzkiej i warszawskiej, najlepiej w Radomiu Bydgoszczy i Gorzowie wlkp.
Zawartość ozonu zwiększa się od lutego kwietnia a później spada i tworzy się tzw. dziura ozonowa
Polska ma mniejsza zawartość niż średnia dla Europy
Ocena wybranych wskaźników jakości wód opadowych z rejonu Olsztyna
pH wody
przy użyciu potencjometrów
pH-metr – 2 elektrody
za kwaśny deszcz uznaje się pH poniżej 4,5
czas pomiaru pH – 1,5min
opadowej i przewodność elektrolityczną
zanieczyszczenia występują w wodzie opadowej
wynik w µSimensach/cm
Próba nr 5
pH = 7,54
przewodność = 625µS/cm
data pobrania = 28.01.2012
szkło mimo, że jest bezpieczne – to migrują zanieczyszczenia
Cw. 5. 18.03.2013
Systemy pomiarowe w monitoringu powietrza.
Systemy automatyczne, manualne i mobilne.
Automatyczne pomiary czynią w systemie ciągłym, dostęp do nich jest z poziomu Internetu – co godzinę. Spełniają funkcję alarmu: gdy zbyt wysoka zawartość zanieczyszczeń to można podjąć działania zaradcze.
Systemy mobilne – to ambulanse pomiarowe, wyposażone w odpowiednie urządzenia, które rejestrują zawartość powietrza przemieszczając się, lub przemieszcza się na dane miejsce i tam dokonuje pomiaru. Mamy możliwość sprawdzenia jakości powietrza w punktach badawczych nie mających charakteru stałego – pomocne do weryfikacji pomiaru.
Systemy manualne – polegają na przenoszeniu sprzętu w określony punkt badawczy. Tego typu punkty wykonują badania czasowe.
Monitoring wód
Źródła zanieczyszczenia i zakres badań w monitoringu wód
O jakości wód powierzchniowych decydują przede wszystkim bardzo specyficzne, zanieczyszczenia chemiczne i mikrobiologiczne pochodzące ze źródeł
Punktowych
Przestrzennych
Liniowych związanych z działalnością gospodarczą i bytowaniem człowieka
Zanieczyszczenia odprowadzane ze źródeł punktowych to głównie ścieki ze:
Źródeł komunalnych, tj. miejskich i wiejskich systemów kanalizacyjnych odprowadzających zazwyczaj mieszaninę ścieków z gospodarstw domowych i zakładów przemysłowych podłączonych do kanalizacji miejskich
Źródeł przemysłowych, tj. z zakładów przemysłowych odprowadzających ścieki bezpośrednio do wód za pośrednictwem własnych systemów kanalizacyjnych oraz przede wszystkim z kopalń węgla kamiennego – zrzut zasolonych wód dołowych z przemysłu wydobywczego
Zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe to zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nie posiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych, a także wsiąkające do gruntu, przenikające do wód gruntowych i za ich pośrednictwem zasilające wody powierzchniowe:
Składniki nawozów mineralnych i organicznych (gł. nawozy azotowe, gnojowica, obornik)
Chemiczne środki ochrony roślin
Ścieki i osady ściekowe wykorzystywane do celów rolniczce lub w niewłaściwy sposób wprowadzone do ziemi
Substancje wymywane przez opady z atmosfery itp.
Zanieczyszczenia z źródeł liniowych lub pasmowych:
zanieczyszczenia komunikacyjne spłukiwane z powierzchni dróg lub torowisk przez opady atmosferyczne
zanieczyszczenia przenikające do wód gruntowych z:
rurociągów
gazociągów
kanałów ściekowych
osadowych
odprowadzających wody słone
Głównym zagrożeniem jakości wód podziemnych są zanieczyszczenia obszarowe powodowane przez:
chemizację rolnictwa i leśnictwa ( stosowanie nadmiernych dawek nawozów mineralnych oraz chemicznych środków ochrony roślin)
niewłaściwe stosowanie nawozów naturalnych w tym gnojowicy
brak systemów kanalizacyjnych
niedostateczna liczbę i skuteczność oczyszczalni ścieków
nieodpowiednio przygotowane składowiska odpadów, zwłaszcza niebezpiecznych, a także wylewiska odpadów płynnych
nieszczelne zbiorniki ściekowe
zanieczyszczenia atmosfery (imisja gazów i pyłów – kwaśne deszcze)
Dużym zagrożeniem jakości wód podziemnych są:
punktowe ogniska zanieczyszczeń, np. niewłaściwe zaprojektowane i wykonane magazyny ścieków chemicznych, stacje benzynowe itp.
przemysł wydobywczo – graniczy przez:
odwadnianie górotworu wokół wyrobisk górniczych
uruchomienie procesów migracji zanieczyszczeń z powierzchni terenu
procesów przesiąkania wód pokopalnianych
Źródła zanieczyszczeń wód azotem:
Źródła zanieczyszczenia wód fosforem:
Klasyfikacja stanu ekologicznego jednolitych części wód powierzchniowych
Klasa jakości wód | Stan ekologiczny i biologiczny |
---|---|
I | Bardzo dobry |
II | Dobry |
III | Umiarkowany |
IV | Słaby |
V | Zły |
Zakres badań w monitoringu wód powierzchniowych i podziemnych
Wskaźniki fizyczne i zakwaszenia
Temperatura wody
Barwa
Zawiesiny ogólne
Odczyn i zasadowość ogólna
Przezroczystość (widzialność Krążka Secchiego)
Wskaźniki tlenowe
Tlen rozpuszczony
BZT5
ChZT-Mn
OWO(Corg.)
Wskaźniki biogenne
N amonowy
K Kjeldaha
N azotanowy (III i V)
N ogólny
Fosforany
P ogólny
Krzemionka
Wskaźnik zasolenia
Przewodność w 20oC
Substancje rozpuszczone
Siarczany
Antymon
Chlorki
Ca
Mg
Twardość ogólna
______ - wody podziemne i powierzchniowe
Substancje priorytetowe
Antracen
Benzen
Fluoranten
Heksachlorobenzen (HCB)
Heksachlorobutadien (HCBD)
Heksachlorocykloheksan (HCH)
Cd
Pb
Hg
Ni
Naftalen
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne
Benzo(b)fluoranten
Benzo(k)fluoranten
B(a)P
Benzo(g,h,i)perylen
Indeno(1,2,3 –cd)piren
Ćw. 6 25.03.2013
Inne substancje zanieczyszczające
Tetrachlorometan
Aldryna
Dieldryna
Endryna
Izodryna
DDT
Trichloroetylen(TRI)
Tetrachloroetylen (PER)
Specyficzne zanieczyszczenia syntetyczne i niesyntetyczne
As
Ba
B
Crog i Cr(VI)
Zn
Cu
Fenole lotne (indeks fenolowy)
Węglowodory ropopochodne (indeks olejowy)
Glin
Cyjanki wolne
Wskaźniki biologiczne
Fitoplankton (chlorofil”a”)
Fitobentos (wskaźnik okrzemkowy)
Makrofity (makrofitowy indeks rzeczny lub ekologiczny dla jezior)
Bezkręgowce bentosowe
Makroglony i okrytozalążkowe
Ichtiofauna
Wskaźniki mikrobiologiczne
Bakteria grupy coli
Bakteria grupy coli typu kałowego
Paciorkowce kałowe – enterokoki
Elementy hydromorfologiczne
Ćw.7 08.04.2013
Zmiany zanieczyszczenia wód w ostatnich latach
Zmiany jakości wód w Polsce
W porównaniu do 1990 roku pobór wody jest mniejszy o 22%
16% w przemyśle (72% udziału)
32% w eksploatacji sieci wodociągowej (18%)
34% w rolnictwie i leśnictwie (nawodnienia i uzupełnienia stawów rybnych) (10%)
Zwiększył się % ludności korzystającej z oczyszczalni ścieków do 65,7% w 2011 roku, w tym w miastach do 88,4%, a na wsi do 30,6%.
W latach 1990 – 2011 miał miejsce wyraźny postęp w ograniczaniu ładunków zanieczyszczeń odprowadzanych z komunalnych i przemysłowych źródeł punktowych do powierzchniowych. Wykazano spadek ilości odprowadzanych ścieków o 17%:
komunalnych – o 46% (87% udziału)
przemysłowych – o 9% (13% udziału)
wymagające oczyszczenia – o 45% (24% udziału)
bez oczyszczania – o 87% (stanowiły one 2% ogółu ścieków)
Prognozy rozwoju oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych wskazują na możliwość kontynuowania tych pozytywnych tendencji i dalszego ograniczania ładunków zanieczyszczeń i źródeł punktowych
Daleki od rozwiązania pozostaje nadal problem ograniczenia ładunków ze źródeł powierzchniowych, jakkolwiek wystąpiło istotne zmniejszenie zużycia nawozów sztucznych i racjonalizacja nawożenia. W ostatnich latach była tendencja odwrotna.
W 2004 roku doszło do zmiany klasyfikacji wód. W 2008 wykonano zmianę sposobu oceny jakości wód. Bardziej przykłada się uwagę do stanu ekologicznego.
Jakość wód obniżała się od lat 70. Najgorszy wynik był w 1992 roku. I w tym roku pod względem wskaźników biologicznych ten stan był najgorszy. Potem powolna odbudowa jakości, kosztem wód pozaklasowych. W wodach o 1 klasie czystości większych zmian nie zaobserwowano, a jak były to nie były korzystne.
W 1995 roku pod względem miana Coli było najwięcej pozaklasowych.
Stan czystości rzek objętych monitoringiem podstawowym
Lata/ rzeka |
1990 |
2003 |
Stan czystości rzek według parametrów obligatoryjnych w latach 2004-2007
Lata | Klasy czystości wód w % długości kontrolowanych odcinków |
---|---|
I | |
2004 | - |
2005 | - |
2007 | 0,2 |
Stan jednolitych części wód rzek w latach 2007-2009
Wyszczególnienie | Monitoring diagnostyczny |
---|---|
Liczba części wód w dorzeczu | |
Dobrym | |
Ogółem | 100% |
Stan czystości jezior w latach 1989-2006r, w %
Lata | Ogółem | Wody o klasie czystości |
---|---|---|
I | ||
Ze względu na liczbę jezior | ||
1989-1990 | 100 | 4,8 |
2006 | 100 | 7,4 |
Ze względu na objętość jezior | ||
1989-1990 | 100 | 8,3 |
2006 | 100 | 6,0 |
Stan czystości jezior w latach 2007-2008, w %
Lata | Ogółem | Wody o klasie czystości | |
---|---|---|---|
I | II | ||
Ze względu na liczbę jezior | |||
2007 | 100 | 20,4 | 30,6 |
2998 | 100 | 10,9 | 32,7 |
Ze względu na objętość jezior | |||
2007 | 100 | 19 | 31,5 |
2008 | 100 | 5,4 | 20,5 |
Ocena stanu czystości jezior badanych w 2006 roku w poszczególnych województwach (liczba jezior)
Województwo warmińsko – mazurskie
I kl.-5
II kl. – 10
p.k. – 3
Podatność jezior na degradację w Polsce – trend niekorzystny
Ćw. 8 15.04.2013
Jeziora – obniżenie stężeń związków fosforu i azotu w wodachw wyniku:
Znaczącego zmniejszenia ilości ścieków odprowadzanych do wód
Zwiększenia udziału ścieków oczyszczanych biologicznie wraz z chemicznym strącaniem fosforu
Zmniejszania zużycia nawozów naturalnych i sztucznych
Na niezmienionym poziomie pozostaje:
Zawartość chlorofilu
Przezroczystość wód
Liczebność glonów planktonowych
Poprawiają się wskaźniki sanitarne.
Bserwowana jest stopniowa poprawa jakości wód Morza Bałtyckiego:
Uległy zmniejszeniu ilości zrzucanych si M. Bałtyckiego:
BZT5 (-36%) i stężenia chlorków (-8%), fosforanów (-53%), ChZT-Cr (-61%), azotu amonowego (-70%), fenoli lotnych (-96%), w odróżnieniu od Mg (+20%), siarczanów (+8%), Ca (+29%), Nog. (+29%), azotanów V (+84% od 1990r)
Wystąpiła poprawa stanu sanitarnego (substancji odpowiedzialnych za zakwity glonów) w wodach morskich
Nastąpiło zmniejszenie ładunków metali ciężkich: Cu (-88%), ZN, Pb i Cr (-96-97%), Cd, Fe i Mn (-100%) zrzucanych do Bałtyku z wodami rzecznymi w porównaniu z 1990 r.
Jakość wód Morza Bałtyckiego :
Występują głębokie deficyty tlenowe w głębinach: Bornholmskiej, Gotlandzkiej i Gdańskiej pogłębiane przez braki wlewów wód oceanicznych do Bałtyku wód morskich
W Głębi Gdańskiej bytowanie i rozwój najbardziej odpornych na deficyty tlenowe gatunków makrozoobentosu jest niemożliwy
Jakość średnich i dużych ujęć wód podziemnych wiąże się z :
Wyższymi od dopuszczalnych dla wód pitnych stężeniami Fe i Mn
Małymi zawartościami związków azotowych – azotanów (V) i azotanów (III)
Stwierdza się wysokie zawartości Sr i Ca oraz dużą twardość i mineralizację w wodach wgłębnych
Duże zawartości K, fosforanów, Fe i Mn w wodach gruntowych
Wody gruntowe ze studni kopalnych wykazują niezmiennie średnią lub niską jakość.
Klasy czystości wód odziemnych 1991-2011
2011 rok
Ogółem 395 punktów
I kl. – 0 %
II kl. – 6%
III kl. – 54,2%
IV kl. – 27,6%
V kl. – 11,6%
Azotany
2011
Ogółem 395 punktów
I – 76%
II – 6,8%
III – 10,7%
…
Ćwiczenia 06.05.2013
MONITORING ZAWARTOŚCI METALI CIĘŻKICH I INNYCH WSKAŹNIKÓW W GLEBACH POLSKI
Odczyn gleb Polski
2006-2011
Największy problem stanowią gleby kwaśne i bardzo kwaśne, przeważają gleby kwaśne. Tylko 23% to są gleby o odczynie obojętnym lub zasadowym. Zasadowych jest ok. 8%, obojętny 15% reszta to kwaśne. 17% bardzo kwaśne, 29% kwaśne, 31% lekko kwaśne
Zwiększyła się ilość gleb zasadowych
Wyniki są wiarygodne ze względu na dużą ilość próbek
Słabe wyniki w województwie podkarpackim, podlaskim
Najlepszy wynik ma województwo kujawsko – pomorskie
Potrzebę wapnowania określa się za pomocą kwasowości hydrolitycznej
Stopnie (poziomy) zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi
0° - gleby niezanieczyszczone, o naturalnych zawartościach metali ciężkich, na glebach tych można uprawiać wszystkie rośliny przeznaczone do spożycia
I° - gleby o podwyższonych zawartościach metali ciężkich nadające się pod uprawy wszystkich roślin, z wyjątkiem warzyw przeznaczonych na przetwory dla niemowląt i małych dzieci
II° - gleby słabo zanieczyszczone metalami ciężkimi, na glebach tych nie można uprawiać niektóre warzywa, np. sałaty, szpinaku i kalafiorów
III° - gleby średnio zanieczyszczone, zaleca się uprawę roślin przemysłowych i wyłącznie z produkcji roślin z przeznaczeniem przez ludzi i na paszę
IV° - gleby silnie zanieczyszczone metalami ciężkimi zaleca się wyłączenie z produkcji rolniczej
V° - gleby bardzo silnie zanieczyszczone, zaleca się wyłącznie z produkcji rolniczej
Wartości dopuszczane stężeń w glebie lub ziemi
Grupa A od Pauli!!!!
Nieruchomości gruntowe wchodzące w skład obszaru poddanego
Grupa C - tereny przemysłowe, użytki kopalne, tereny komunikacyjne
Ocena zawartości metali ciężkich w 0-20 cm warstwie gleb użytków rolnych Polski wg 6 stopniowej skali IUNG, w %
Metal | Zawartość w mg/kg gleby | Udział gleb w stopniach zanieczyszczenia (%) |
---|---|---|
2010 | 2010 | |
0-I | ||
Kadm | 0,56 | 98,6 |
Nikiel | 9,54 | 99,5 |
Ołów | 25,0 | 98,6 |
Cynk | 79,8 | 98,6 |
miedź | 10,1 | 99,1 |
POLSKA | 96,8 |
Przekroczenia NDZ dlametali ciężkich i WWA w 0-20 cm warstwie gleb użytków rolnych Polski wg Rozp. Min. Środ w %
Lata | Przekroczenia NDZ w % | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
Cd | Ni | Pb | Zn | Cu | WWA | |
1995 | 4,6 | 1,8 | 2,8 | 19,9 | 1,8 | 5,1 |
2000 | 4,2 | 2,8 | 3,2 | 21,3 | 1,8 | 5,1 |
2005 | 4,2 | 2,3 | 9,2 | 18,1 | 2,3 | 7,4 |
2010 | 0,9 | 0 | 1,9 | 0,9 | 0,4 | 6,5 |
Zanieczyszczenia cynkiem jest względnie korzysta. Najwięcej punktów w 1 stopniu zanieczyszczenia (mazowieckie, śląskie, dolnośląskie)
Nadmierna zawartość siarki
Stopnie zanieczyszczenia gleb WWA decydujące o sposobie ich użytkowania
0° - gleby nie zanieczyszczone – dopuszcza się uprawę wszystkich roślin, bez obawy o zanieczyszczenia ziemiopłodów WWA (<0,2 mg*kg-1)
1° - gleby o zawartości podwyższonej – dopuszcza się uprawę wszystkich roślin, bez obawy o zanieczyszczenia ziemiopłodów WWA (0,2-0,6 mg*kg-1)
2° - gleby mało zanieczyszczone – ograniczyć uprawę roślin do produkcji żywności dla dzieci (0,6-1 mg*kg-1)
3° - gleby zanieczyszczone ograniczyć uprawę warzyw korzeniowych i liściastych, wypas zwierząt na użytkach zielonych (1 – 5 mg*kg-1)
4° - gleby silnie zanieczyszczone – ograniczyć uprawę warzyw korzeniowych i liściastych, wypas zwierząt na użytkach zielonych (5 – 10 mg*kg-1)
5° - gleby bardzo silnie zanieczyszczone – wyłączyć z produkcji rolniczej (>10 mg*kg-1)
Zanieczszczenia gleb Polki WWA w 1995 i 2010 roku
Zawartość WWA
Naftalen
Antracen
Fluoren
Fenantren
Fluoranten
Chrysen
Piren
Benzo(a) antracen
Benzo(b)fluoranten
Benzo(k)fluoranten
Benzo(a)piren
Dibenzo(a,h)antracen
Ideno(1,2,3 – cd)piren
Benzo(g,h,i)perylen
Niska 0° –23,1% (1995 – 36,1%)
Podwyższona (I°) – 52,3% (1995 –43,1%)
Zanieczyszczenie słabe (II°) – 16,2% (1995 –13,0%)
Zanieczyszczenie średnie (III°) – 8,3% (1995 –7,4%)
Zanieczyszczenia wysokie (IC°) – 0% 1995 – (0,5%)
Z uwzględnieniem dozwolonych częstotliwości przekroczeń określonych w rozporządzeniu MŚ w sprawie poziomów niektórych substancji w powietrzu↩