OCHRONA ŚRODOWISKA wykład 1 z Hałupką

Zasoby wody i ochrona wód

80 krajów ( 40% światowej populacji) dotknięte skutkami suszy

33% populacji – niedostatek wody pitnej

Prognozy : (2025)

67% populacji – niedostater wody pitnej

Globalny wzrost zużycia wody o 40%

Spadek „podaży” wody w środowisku – efekt cieplarniany, zanieczyszczenia, wyczerpanie zasobów(niszczenie)

Zasoby na głowę : 17 000 m3(1950)

7300 m3 (1995)

Nierównomierne rozmieszczenie

Odsalanie wód – bardzo drogie tylko w krajach arabskich, bogatych oraz w krajach o niedoborze wody pitnej( hiszpania, chiny)

Ile jest wody na ziemi, źródła wody :

Oceany – 96,5 % na planecie wody słone, kształtuje klimat bierze udział w krążeniu pierwiastków, 250 000 gatunków

Pozostałe – 3,5 % , 26,8% - słonawe wody podziemne, woda słodka 35 029 000 km2

Większość to woda zamarznięta , wody podziemne to ok 1/3 i 1,2 % to lód podziemny, jeziora, gleba, atmosfera, bagna, rzeki i organizmy

Woda słodka w jeziorach i rzekach – zasoby nadające się potencjalnie do zagospodarowania są bardzo ograniczone.( 0, 00007%)

Krążenie wody w biosferze – 33,6% wszystkich opadów z nad morza

Krążąca woda – 0,008% wszystkiej – podtrzymuje życie na ziemi i zapewnia transport pierwiastków i odpływ do morza

Kryzys hydrologiczny : w krajach okołozwrotnikowych, w Europie może się to odbić na cenie wody bieżącej np. Polska.

Wpływ człowieka na kryzys :

-nadmierna eksploatacja zasobów

- nadmierne lub niewłaściwe nawadnianie upraw

-wylesianie

-globalne ocieplenie: powodzie, susza …

-ubytek zasobów wodnych na skutek propagacji zanieczyszczeń

Nadmierna eksploatacja zasobów wody:

-dysproporcje w zużyciu wody do celów bytowych : 150 litrów vs. 2-5 litrów na głowę dziennie. Największy wpływ ma rolnictwo – 70%, przemysł – 20% i 10% na resztę potrzeb.

Cała produkcja żywności bazuje na uprawach nawadnianych, np. ryż.

Przykłady :

Chiny – yangcy w 1972 roku – 15 dni bez wody, w 1997 – 226 dni. Poziom wód podziemnych pod Pekinem – 59 m w ciągu 35 lat. Zużycie wody w 2010 : 206 mld3/ rok – nil 84 mld3/ rok

Morze arabskie jako relikt geograficzny -90% wody. Poziom wody : -14m, powierzchnia: -50%, objętość : 60%, pozostały 4 gatunki ryb, rybołówstwo zanikło, burze solne i piaskowe (300 km)

Jezioro Czad – jak morze Aralskie. Obecna powierzchnia – 5% stanu lat 50’

- nawadnianie i salinizacja gleby

35% upraw na świecie jest nawadniane

Wzrost wydajności – 2 – 3x

Salinizacja: ok. 50% nawadnianych obszarów już obniżyło produktywność, tendencja wzrostowa, to dlatego upadła cywilizacja Sumerów – cywilizacja rolniczo – przemysłowa. Ten proces jest trudny do uniknięcia. Gdy nawadniamy to salinizacja zawsze jest.

Woda używana do nawadniania zawiera mało soli woda w nawodnionej glebie jest pobierana przez rośliny ( transpiracja) i paruje, sól pozostaje w glebie plony maleją, potrzeba więcej wody, żeby wypłukać i rozcieńczyć sól w glebie degradacja gleby, zaniechanie upraw.

Np. w Izraelu robia tak, że roślinie dostarcza się dokładnie tyle wody ile ona potrzebuje ( wkrapla się). Chodzi o to by nie lać bezmyślnie wody

-wylesianie i regulacja rzek – przyspieszenie spływu wody i transportu pierwiastków biogennych przez wylesianie.

Eksperyment w Hubbart Brook – badali wpływ wylesiania stoków na bilans wodny gospodarki przestrzennej: losowano 1 potok z 2 gdzie wkoło wycinano drzewa – nastąpiło gwałtowne przyspieszenie spływu wody. 1 rok – 43%, 2 rok- 28%, 3 rok – 25%. Drzewa przy strumyku znacząco zwalniają przepływ wody, Przyspieszenie spływu wody jako skutek degradacji gleby: analizowano skład i ilość, wyszło że w potoku kontrolnym nie zaszły zmiany lecz w potoku zmienionym na początku są jeszcze korzenie, one się rozkładają i po pół roku gwałtownie wzrasta związek azotu. W przypadku zw. Wapnia było podobnie

Pogłebianie i prostowanie koryta rzeki:

-plusy: uprawa żeglugi i transportu ścieków, zapobiega powodziom, daje dodatkową powierzchnię i pracę.

- minusy: przyśpiesza spływ ( gorsza retencja ) i transport ścieków, sprzyja suszy ( gdy opady są niewielkie), zwiększa prawdopodobieństwo NAPRAWDĘ DUŻYCH powodzi, ułatwia erozję.

Globalne ocieplenie : powodzie, susza, zmniejszenie zasobów wody pitnej.

- utrata części wód głębinowych – synergiczny efekt nadmiernej eksploatacji wody i podwyższenie poziomu morza.

- zmiany klimatyczne ( emisja gazów cieplarnianych + wylesienie) trudno stwierdzić efekt

- Egipt : następne 60 lat – utrata 19% nadającego się do zasiedlenia obszaru, 16% populacji przeniesie się w inne miejsca.

- wzrostilości opadów o 2 % w stosunku do początku XX wieku. Nie wiadomo gdzie to się stanie i prawdopodobnie koncentracje efektów na mniejszym niż obecnie obszarze niż teraz.

Utrata zasobów wody przez zanieczyszczenie

-może się samooczyścić lecz trwa długo i nie wszystkie mogą byś usunięte. Tylko w wodach płynących i w wodach stojących tylko wiosną i jesienią gdy woda się miesza.

Lepiej generują się wody płynące niż jeziora.

Bakterie żyjące w wodzie ze związkami nierozpuszczalnymi mineralizują tę wodę i oczyszczają ją.

Biodegradacja : rozkład zanieczyszczeń w wyniku działania drobnoustrojów. Warunki konieczne: obecność odpowiednich drobnoustrojów, odpowiednia temp., (tlen), brak związków toksycznych.

Samooczyszczanie wody: wywołane przez mikroorganizmy, które powodują utlenianie i mineralizację zanieczyszczeń. Np. jako osad lub wbudowanie w tkanki. Roślinność szuwarowa także ma wpływ na samooczyszczanie wód.

Eutrofizacja: użyźnianie zbiornika wodnego przez dostęp zw, odżywczych głównie fosforu i azotu; ma wpływ na bilans tlenowy

Nadmierna eutrofizacja: zbyt duży dopływ co zmienia przebieg procesów ekologicznych zbiornika.

Zakwit wody powoduje brak tlenu i obumarcie organizmów i rozkład beztlenowy: siarkowodór i inne toksyny. Ale na pewno zmieni biocenozę ( zapoczątkuje sukcesję). Eutrofizacja zwiększa produktywność.

Żyzność jezior:

-oligotroficzne – czysta woda – okrzemki, ryby, raki, kiełże

-eutroficzne – trzcina, zielenice, sinice, karpiowate – woda nie nadaje się do picia, lecz lepiej podtrzymuje życie: jest więcej ryb, zbiornik jest żyźniejszy.

Głównym źródłem azotu w wodzie są ścieki opadowe pochodzące z pól uprawnych, który spływa do rowów i dalej do rzek i jezior.

Fosfor jest ważniejszy od azotu – sinice maja zdolność asymilacji azotu z powietrza.

Klasyfikacja zanieczyszczenia wód – wszystko co z naszego punktu widzenia nie powinno się znajdować w wodzie

Podzodzenie naturalne albo sztuczne:

-naturalne: drobnoustroje i ich metabolity, intruzje mineralne z wód podziemnych i słonych, kw. Hunusowe

-sztuczne: tworzące przez człowieka

-ścieki : mieszanina wodym zwykle o podwyższonej temperaturze i zanieczyszczeń ( gazowe, stałe i płynne)

Komunalne : z bezpośredniego otoczenia ludzi, zawierają zanieczyszczenia, związki organiczne, detergenty, chlorki. Powodują przyśpieszoną eutrofizację wod.

Przemysłowe: uboczny produkt procesów technologicznych

Opadowe : spływy opadowe, pestycydy, chlorki ( kanalizacji deszczowej) i eutrofizacja

Ścieki przemysłowe : przmysł nawozów sztucznych: węglany, fosforany, siarczany, fenole, siarkowodór

-paliwowy : detergenty i węglowodory

-chemiczny: różne, zależy od branży

-papierniczy: chlorki sodu, wapnia

-spożywczy

-tekstylny

-metalirgiczny

Metody oceny jakości wody:

-organoleptyczne : smak, zapach, mętność (wg, opisanych kryteriów, szkoleń osób zajmujących się tym)

-fizyczne: temperatura, promieniowanie

-chemiczne: odczyn, twardość, zasolenie, zawartość jonów metali itp.

Metody oceny oparte o analizę utlenialności wody wi BZT5

- miareczkowanie nadmanganianem potasu lub dwuchromianem potasu : określa ilość związków ulegających utlenieniu

- BZT5 – ilość tlenu zużyta przez mikroorganizmy w ciągu 5 dób

Dobra woda ma dużo tlenu – wskaźnik czystości

Zła woda ma mało tlenu – silnie zanieczyszczona , poniżej 4 mg/l

Metody oceny jakości biologiczne:

- miano Coli ( minimalna ilość wody zawierająca pojedyńczą bakterię E. coli)

- indeksy saprofobowości: na podstawie analizy składu planktonu lub zespołów organizmów bytujących w osadach przydennych ( glany, pierwotniaki, robaki)

Mechaniczne metody

-usuwanie zanieczyszczeń nierozpuszczalnych

- filtrowanie

-sedymentacja

-floratacja

Metody hemiczne

-sorpcja na węglu aktywnym

- inicjowanie reakcji chemicznych sprzyjających wytrącaniu związków w wodzie rozpuszczalnych ( zależy od składu ścieków)

Metody biologiczne:

Mineralizacja zanieczyszczeń w

-osadach czynnych - tlenowe

-złożach biologicznych - tlenowe

-komorach fermentacyjnych – beztlenowe

Przydomowa oczyszczalnia ścieków – w żwirku są bakterie tlenowe, które oczyszczają zanieczyszczoną wodę.