Zanieczyszczenie wód ropą naftową i jej pochodnymi

Pochodne ropy naftowej występują w wodach powierzchniowych głównie wskutek dopływu ścieków z miast oraz zakładów przemysłowych używających lub produkujących oleje; stanowią one główną substancję zanieczyszczającą spośród pochodnych ropy naftowej; statki i łodzie motorowe mogą również być istotnym źródłem tych zanieczyszczeń; podobnie spływy z dróg i terenów miejskich; oleje mogą występować w postaci rozpuszczonej, emulsji oraz zawiesiny; rozpuszczalność olejów maleje ze wzrostem masy cząsteczkowej, a rośnie ze wzrostem zanieczyszczenia (im więcej jest w wodzie innych związków organicznych); oleje doprowadzane do wód bardzo często występują na powierzchni wody, tworząc cienką warstwę świadczącą o znacznym zanieczyszczeniu zbiornika wodnego; uniemożliwia ona przenikanie tlenu z atmosfery do wody; olej mineralne w wodach ulegają różnym procesom fizycznym, chemicznym i biochemicznym, prowadzącym do stopniowej, ale powolnej biodegradacji; mają tendencję do oblepiania przedmiotów zanurzonych w wodzie oraz cząstek znajdujących się w wodzie tworząc większe aglomeracje i opadając na dno; w warstwach dennych następuje biodegradacja olejów; przemiany olejów mineralnych w wodach w dużym stopniu zależą od temperatury; oleje powodują zmiany organoleptyczne wody; wpływają na smak mięsa ryb;

Zanieczyszczenie wód syntetycznymi związkami organicznymi

Związki powierzchniowo czynne - mogą w znaczymy stopniu zmieniać właściwości powierzchniowe cieczy, w której są rozpuszczone; należą do nich: mydła, saponiny i syntetyczne związki powierzchniowo czynne; posiadają one cząsteczki o budowie asymetrycznej; tenzydy anionowe – dysocjują na anion powierzchniowo czynny i nieaktywny kation, mydła; tenzydy kationowe – dysocjują na kation powierzchniowo czynny i nieaktywny anion; tenzydy amfolityczne – zawierają jednocześnie dwie grupy hydrofilowe: kwasową i zasadową, które nadają cząsteczce charakter amfoteryczny, zachowują się one jak anionowo lub kationowo czynne w zależności od pH środowiska; tenzydy niejonowe – nie tworzą jonów w roztworze, a ich rozpuszczalność jest spowodowana obecnościa jednej lub większej liczby grup polarnych w cząsteczce, rozpuszczone w wodzie ulegają hydratacji, dzięki dobrym właściwościom powierzchniowo czynnym oraz ich niewrażliwości na pH środowiska znacznie rozszerzyło się icha zastosowanie w przemyśle i gospodarstwie domowym; zwiększenie produkcji mydła i zużycia syntetycznych środków powierzchniowo czynnych zarówno w gospodarstwach domowych jak i w przemyśle oraz rolnictwie powoduje przedostanie się tych substancji do ścieków i wód naturalnych, zwłaszcza powierzchniowych; związki te w ściekach i wodach naturalnych są przyczyną powstawania piany; tworzą emulsje tłuszczów i olejów oraz wspomagają rozpuszczanie rakotwórczych węglowodorów wielopierścieniowych, działają toksycznie na organizmy wodne, utrudniają mechaniczne i biologiczne oczyszczanie; uwzględniając podatność na biodegradację, tenzydy można podzielić na łatwo i trudno rozkładalne, czyli tenzydy „miękkie” i „twarde”; podczas procesu biodegradacji związki powierzchniowo czynne mogą przekształcać się w szkodliwe produkty pośrednie;

Pestycydy i chlorowane związki organiczne - są to substancje służące do zwalczania szkodników roślinnych i zwierzęcych; zaliczamy do nich: insektycydy, fungicydy i herbicydy; jako pestycydy stosuje się:

- węglowodory polichlorowane, np. DDT, które są bardzo odporne chemicznie i biochemicznie;

- związki fosforoorganiczne, np. trichlorfan;

- alkilo lub amylopochodne kwasów fenokarboksylowych;

- pochodne tirazyny;

- nitrofenole;

- pochodne mocznika, tiomocznika, fenolu, terpenów, i inne;

Wiele pestycydów jest źle rozpuszczalna w wodzie, dlatego dodaje się do nich emulgatory i rozpuszczalniki; do wód dostają się przez: spływ z pól, przenoszone z wiatrem podczas rozpylania ich na obszarach leśnych, ze ścieków przemysłowych fabryk wytwarzających pestycydy, z mycia aparatury i naczyń w tych zakładach; są także wprowadzane podczas bezpośredniego zwalczania chwastów wodnych, bezwartościowych ryb i insektów wodnych; w wodach mogą znajdować się w postaci rozpuszczonej lub nie rozpuszczonej; najwięcej pestycydów zawierają wody powierzchniowe i stężenia te mają na całym świecie tendencje wzrostowe; do wód podziemnych pestycydy przenikają w niewielkich ilościach, gdyż są sorbowane w poszczególnych warstwach gleby; wody podziemne zawierają więcej pestycydów w przypadku małych zdolności sorpcyjnych gleby; rozpuszczalność pestycydów zależy od ich struktury; źle rozpuszczalne są pochodne chlorowcowe węglowodorów; w wodach naturalnych mogą ulegać rozkładowi chemicznemu, fotochemicznemu lub biologicznemu; jednak pochodne chlorowcowe są oporne na rozkład biochemiczny; zmniejszenie stężenia pestycydów w wodzie może być spowodowane ich rozkładem, absorpcją w osadach lub akumulacją w niektórych organizmach wodnej fauny i flory; szkodliwy wpływ pestycydów na wody powierzchniowe polega na zakłóceniu równowagi biologicznej przez toksyczne działanie na biocenozę, na zakłóceniu samooczyszczania się wód i pogarszaniu ich właściwości organoleptycznych; pestycydy działają także szkodliwie na proces biochemicznego oczyszczania ścieków;

Fenole i chlorowane związki organiczne - są syntetyzowane przez żywe organizmy, zwłaszcza roślinne, oraz produkowane sztucznie na potrzeby przemysłowe; w wodach naturalnych mogą być pochodzenia naturalnego lub pochodzić ze ścieków miejskich, a zwłaszcza przemysłowych; w wodach naturalnych zwykle występuje zazwyczaj mieszanina różnych związków fenolowych; w jej skład mogą wchodzić zarówno pochodne jedno- i wielowodorotlenowe, jaki jedno- lub wielopierścieniowe; w ilościach normalnie spotykanych wodach naturalnych nie jest szkodliwy dla zdrowia, jednakże woda taka poddana chlorowaniu podczas dezynfekcji ma odrażający zapach na skutek tworzenia się chloropochodnych fenoli, które mogą być jadno- (chlorofenol), dwu- (2,4-dwuchlorofenol) lub trójchlorofenole (2,4,6-trójchlorofenol); zapach chlorofenoli powstaje już przy znikomej zawartości fenolu w wodzie; ich obecność powoduje nieprzyjemny smak wody; usuwanie zapachu i smaku wody spowodowanego obecnością chlorofenoli stwarza dodatkowe problemy podczas uzdatniania wody; fenole ulegają biochemicznemu rozkładowi w wodach powierzchniowych, jednak ich rozkład zależny jest od pory roku i w okresie zimowym jest prawie całkowicie zahamowany; kumulują się one w mięsie ryb; nadają im nieprzyjemny smak, a w większych stężeniach są dla nich szkodliwe;

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne - są zbudowane z co najmniej dwu pierścieni benzenowych połączonych za pomocą dwu atomów węgla wspólnych dla obu pierścieni; mają układ pierścieni skondensowanych; są one w mniejszym lub większym stopniu rakotwórcze; dzieli się je na: nieaktywne, słabo aktywne, średnio aktywne, silnie i bardzo silnie aktywne; do najbardziej radioaktywnych należą: 3,4-benzopiren, 1,2-benzoantracen, 1,12-benzoperylen i inne; ich obecność stwierdzono w smole węgla kamiennego, w ropie naftowej, dymach przemysłowych, spalinach silników Diesla i benzynowych, w gumie, dymie papierosowym itp.; powstają na ogół podczas niepełnego spalania substancji organicznych i paliw; są na ogół słabo rozpuszczalne w wodzie, jednak mogą z wodą tworzyć emulsje; są trwałe pod względem chemicznym, nie ulegają łatwo rozkładowi; zanieczyszczają wody powierzchniowe w sposób trwalszy niż inne związki organiczne; gromadzą się w osadach dennych co zmniejsza ich degradację; są one kumulowane w organizmach zwierzęcych żyjących w wodzie, kumulują się w ich tłuszczu; w wodach powierzchniowych mogą być pochodzenia naturalnego lub sztucznego; wody atmosferyczne i powierzchniowe zawierające te związki mogą być przyczyną zanieczyszczeń wód gruntowych, szczególnie gdy warstwa filtracyjna nie jest zbyt zwarta; w tych warunkach węglowodory ciekłe łatwo wsiąkają w glebę i przenikają w głąb gruntu; są one niezwykle trwałe w wodach podziemnych.

Promieniotwórcze zanieczyszczenie wód

Radioaktywność jest definiowana jako zjawisko samorzutnego przekształcenia się nietrwałych izotopów jednego pierwiastka w izotopy innego pierwiastka z towarzyszącą emisją promieniowania jądrowego; pierwiastki radioaktywne są rozpowszechnione w skałach i stamtąd przedostają się do wód naturalnych powodując ich radoczynność; radioaktywność naturalna: Ra, Ru, U, Th, Pb, K oraz przechodzące do wód izotopy H i C; nabyta radioaktywność: Sr, Y, I, Cs, Ce, P; wody z naturalną radioaktywnością dzieli się na dwie grupy: wody zawierające radon i tylko emanację radonu (większość wód uzdrowiskowych), wody radonowe o znacznej ilości radu (wody głębinowe); radionuklidy mogą występować w wodach w postaci rozpuszczonej, jako jony lub kompleksy, bądź w postaci nierozpuszczonej; W środowisku kwaśnym: UO²⁺₂, Th⁴⁺ , Ra²⁺; w wodach zawierających wodorowęglany występują kompleksy: [UO₂(CO₃)₂]^2-, [UO₂(CO₃)₃]^4-, [Th(HCO₃)₄]^-(4-n) lub kompleksy siarczanowe: [UO₂(SO₄)₂]^2- lub [UO₂(SO₄)₃]^4-; część substancji radioaktywnych kumuluje się w organizmach żywych; do najpospolitszych izotopów występujących w wodach naturalnych należą: radon, uran i rad; najbardziej szkodliwe są substancje o długim półokresie rozpadu; do najbardziej toksycznych należą: ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra, ²³⁸U.