Ochrona środowiska Dr hab. Alina Kucińska
"Podstawy ochrony środowiska" Głowiak B., Kępa E., Winnicki T.
"Ochrona środowiska" Karaczun Z., Indeka C., 1996
"Ochrona i rekultywacja środowiska" Maciak F., 1996
"Podstawy toksykologii środowiska" Sigmunt f., Zakrzewski, 1995
"Gleboznawstwo"
Temat: Podstawowe pojęcia w przedmiocie ochrony środowiska.
Środowisko to zespół warunków przyrodniczych ukształtowanych w wyniku naturalnych procesów panujących w danym rejonie świata, kraju, strefie klimatycznej, geograficznej lub na całym globie. Jest przekształcane w wyniku działalności człowieka:
Eksploatacji dóbr naturalnych,
Przekształcania powierzchni ziemi (industrializacja, urbanizacja),
Zanieczyszczenia.
Ochrona środowiska - działania mające na celu zapobiegać tym procesom; realizuje się poprzez działania w sferze nauki, techniki, administracji, prawa, gospodarki, polityki i in. Skuteczna ochrona środowiska jest działaniem interdyscyplinarnym. Podstawą ochrony środowiska jest monitoring środowiska.
Sezologia - obejmuje wszystkie dziedziny zanieczyszczeń i oddziaływań człowiek - środowisko.
Ekologia - organizm a środowisko oraz organizm - organizm.
Zasoby środowiska - elementy, które są wykorzystywane w stanie naturalnym przez człowieka. Zaliczamy do nich zasoby przyrody ożywionej i nieożywionej. Często funkcjonuje też podział na:
Wyczerpalne (eksploatacja nieodwracalnie je niszczy),
Niewyczerpalne (wiatr, światło słoneczne, prądy morskie).
Wśród wyczerpalnych zasobów środowiska rozróżniamy:
Odnawialne (rośliny, zwierzęta, woda, gleba, powietrze atmosferyczne; ich odnawialność jest uzależniona od działalności człowieka),
Nieodnawialne (kopaliny, rośliny i zwierzęta w sensie gatunkowym).
Antropopresja - oddziaływanie człowieka na środowisko, prowadzące do degradacji zasobów naturalnych, skażenia gleb, wód i powietrza, niszczenia szaty roślinnej, osłabienia ekosystemów, przyspieszenia erozji gleb i skał, zmian klimatycznych, pogorszenia stanu zdrowia społeczeństw.
1969 - raport ONZ o stanie środowiska:
Gwałtowny wzrost ludności,
Niepokojący stan środowiska,
Duże zużycie kopalin.
1972 - międzynarodowa konferencja w Sztokholmie "Środowisko życia człowieka" (140 państw).
1976 - w Polsce pierwsze ministerstwo: Administracji, Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska. Również światowy program środowiskowy ONZ: UNEP - główny organ kontrolujący działania na rzecz ochrony środowiska.
1969 - raport Klubu Rzymskiego "Granice wzrostu". Klub Rzymski to organizacja międzynarodowa polityków, naukowców i biznesmenów; opracowali model przyszłości świata na podstawie 5 zmiennych:
Przyrost ludności,
Produkcja żywności,
Wielkość zasobów naturalnych,
Produkcja przemysłowa,
Zanieczyszczenie środowiska.
Na ich podstawie opracowano wnioski:
Jeśli te 5 zmiennych pozostanie na obecnym poziomie to za 100 lat dojdziemy do granicy wzrostu, tzn. nagłego, nieopanowanego spadku zaludnienia, spadku znaczenia rolnictwa, zmniejszenia przemysłu;
Trendy te można zmienić wdrażając mechanizmy aktywności w dziedzinie ochrony środowiska.
1987 - konferencja ONZ "Nasza wspólna przyszłość" - koncepcja trwałego i zrównoważonego rozwoju opartego o zasady:
Niezbywalne prawo człowieka do korzystania ze środowiska i jego zasobów;
Ochrona środowiska dla przyszłych pokoleń;
Obowiązek ochrony ekosystemów i różnorodności biologicznej przez każde państwo;
Obowiązek wprowadzenia krajowych i międzynarodowych norm środowiskowych oraz monitoringu środowiska (WHO);
Obowiązek prowadzenia ocen środowiskowych zamierzonych działań gospodarczych;
Udzielanie wzajemnej pomocy w rozwiązywaniu problemów świata;
Wymiana informacji w zakresie ochrony środowiska i w zakresie racjonalnego korzystania z jego zasobów.
1992 - Rio de Janeiro - "Szczyt Ziemi" (polska również) podpisano dokumenty:
Deklaracja z Rio - obejmuje 27 różnych zasad, praw i obowiązków państw w zakresie ochrony środowiska;
Globalny Program Działań - tzw. "Agenda 21" (21 różnych programów);
Deklaracja o Ochronie Lasów;
Ramowa konwencja ONZ w sprawi ochrony klimatu;
Konwencja o Różnorodności Biologicznej;
Globalny Fundusz (GEF), z którego finansuje się działania w zakresie Konwencji Klimatycznej.
W Polsce Komitet do Spraw Rozwoju - koordynacja różnych resortów, aby działanie powyższych resortów mogły być realizowane.
Globalne problemy środowiska na Ziemi:
Wzrost zaludnienia, a co za ty idzie wyczerpywanie się zasobów planety;
Nierównomierny rozkład biedy i bogactwa (bogaci - produkcja, gromadzenie odpadów, biedni - eksploatacja zasobów);
Rezerwy węgla oceniane na 200 lat, ropy - 50 lat;
Problem ochrony lasów tropikalnych;
Przełowienie mórz i oceanów.
Ochrona środowiska wiąże się ściśle z ekonomią. Działania na rzecz ochrony środowiska są drogie (spalarnie, oczyszczalnie).
Polska podpisała:
Międzynarodowa konwencja o zapobieganiu zanieczyszczaniu morza olejami (Londyńska 1954)
Konwencja o obszarach wodno-błotnych mających znaczenie międzynarodowe, zwłaszcza jako środowisko życiowe ptactwa wodnego (Ramarska 1971)
Konwencja o ochronie środowiska morskiego obszaru Morza Bałtyckiego (Helsińska 1974 i 1992)
Konwencja o rybołówstwie i ochronie żywych zasobów w Morzy Bałtyckim i Bełtach (Gdańska 1970)
Konwencja w sprawie transgranicznego zanieczyszczania powietrza na dalekie odległości (Genewska 1979) + protokoły: odnośnie długofalowego finansowania wspólnego programu monitoringu i oceny przenoszenia zanieczyszczeń powietrza na dalekie odległości w Europie EMEP (protokół Genewski 1984)
Konwencja o międzynarodowym handlu gatunkami dzikich roślin i zwierząt zagrożonych wyginięciem (Waszyngtońska 1973)
Konwencja o zapobieganiu zanieczyszczaniu mórz przez zatapianie odpadów i in. substancji (Londyńska 1972)
Konwencja o ochronie wędrownych gatunków dzikich zwierząt (Bońska 1979): nietoperzy w Europie (Londyn 1991) oraz porozumienie o ochronie małych waleni w Bałtyku i Morzu Północnym (Nowy Jork 1992)
Konwencja o ochronie gatunków dzikiej fauny i flory europejskiej oraz siedlisk naturalnych (Berneńska 19979)
Konwencja o ochronie warstwy ozonowej (Wiedeńska 1985) oraz Protokół w sprawie substancji zubożającej warstwę ozonowej (Protokół Montrealski 1987)
Konwencja o ocenach oddziaływania środowiska w kontekście transgranicznym (z Espoo 1991)
Konwencja o kontroli transgranicznego przemieszczania i usuwania odpadów niebezpiecznych (Bazylejska 1992)
Konwencja w sprawie transgranicznych skutków awarii przemysłowych (Helsińska 1992)
Konwencja o ochronie i użytkowaniu transgranicznych cieków wodnych i jezior międzynarodowych (Helsińska 1992) i protokół "Woda i zdrowie" (Londyn 1999)
Ramowa konwencja ONZ w sprawie zmian klimatu (Rio de Janeiro 1992), a także Protokół z Kioto dotyczący ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (1997)
Konwencja o różnorodności biologicznej (Rio 1992). W Rio w 1992 przyjęto dokumenty o potrzebie ochrony środowiska, przyszłego rozwoju świata: Deklaracja z Rio w sprawie środowiska i rozwoju; Agenda 21 - zbiór zaleceń dla rządów i organizacji międzynarodowych w sprawie działań na rzecz ekorozwoju mających wprowadzić ludność w Xxi wiek, jak również generalny program takich działań; Deklaracja o ochronie lasów.
Polska jest członkiem wielu międzynarodowych organizacji zajmujących się ochroną środowiska w skali regionalnej i globalnej, m. in.:
Europejska Komisja Gospodarcza ONZ (EKG);
Program środowiska Narodów Zjednoczonych (UNEP);
Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO);
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO);
Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Oświaty, Nauki i Kultury (UNESCO);
Międzynarodowa Organizacja Pracy (MOP);
Rada Europy;
Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA);
Globalny System Monitoringu (GEMS).
Temat: Zanieczyszczenia wód - źródła i efekty.
75% powierzchni Ziemi stanowi woda. 3-5% to wody słodkie, z czego 1' występuje w postaci lodowców i śniegu. W organizmie człowieka woda stanowi 65-70% składu. 97,2% - morza i oceany; 0,017% - jeziora; 0,0001% - rzeki.
Wody naturalne to takie, które krążą w kołowym obiegu wody w przyrodzie. Według pochodzenia dzieli się je na:
Opadowe
Powierzchniowe
Podziemne.
Jeżeli woda w swej wędrówce styka się ze szkodliwymi substancjami staje się zanieczyszczoną (chemicznie, fizycznie, biologicznie). Zanieczyszczone są głównie wody słone oceanów.
Wody opadowe opadają w postaci deszczu, śniegu, rosy. Jej skład zależy od czystości atmosfery. Zwykle ok. 25 cm3 w 1 dm3 stanowią gazy. Zawartość związków mineralnych (chlorków, azotanów, soli wapnia, magnezy i manganu) na terenach czystych nie przekracza 10 mg/cm3; pH ok. 6 (rozpuszczone CO2). Ponadto sadze, pyłki roślin, mikroorganizmy, cząstki gleby (od kilkunastu do kilkuset g/dm3). W związku z awariami elektrowni jądrowych i wybuchów wulkanów wody opadowe zanieczyszczone są również radioaktywnie. Wody opadowe przesiąkają do gruntu lub spływają do zbiorników wodnych.
Wody powierzchniowe:
Stojące (jeziora, okresowe wody stojące, błota, stawy, baseny, oczka),
Płynące:
Duży przepływ (wodospady),
Słaby przepływ (kanały, rowy melioracyjne).
Wody powierzchniowe są zasilane przez wody opadowe. Ścieki przemysłowe to główne źródło zanieczyszczeń. Następnie wody ulegają destrukcji, zmiany są powolne. Przez 50-60 lat zniknęły jesiotry, giną łososie, trocie. Samooczyszczeniu ulegają dzięki obecności mikroflory, przez utlenianie związków organicznych ścieków do prostych związków mineralnych (czyli proces mineralizacji przez florę saprofityczną).
Wody podziemne powstają przez przesiąkanie wód opadowych, które po dojściu do warstwy gruntu nieprzepuszczalnego wypełniają przestrzenie w piasku tworząc warstwę wodonośną Dzielimy na;
Zaskórne (przypowierzchniowe),
Gruntowe,
Wgłębne.
Wody zaskórne znajdują się nad pierwszą warstwą nieprzepuszczalną, od kilkudziesięciu cm do kilku m. Związane są z opadami i klimatem na powierzchni globu. Wiosną zwierciadło podnosi się. Latem obniża się lub w ogóle wysycha. Pobierane są przez rośliny, a część przesiąka w głąb. Zawierają dużo związków mineralnych i organicznych, często bardzo zażelazione. Zawierają rozpuszczalne związki pokładów humusowych. Zanieczyszczone również bakteriologicznie. Nie nadają się do picia, celów komunalnych i budowlanych (kwaśne).
Wody gruntowe pod pierwszą warstwą nieprzepuszczalną na głębokości 6- 10m. Stan sanitarny na ogół dobry. Główne znaczenie w zaopatrywaniu wsi (wody studzienne). W mniejszym stopniu reagują na czynniki zewnętrzne, jeśli są prawidłowo zabezpieczone (cembrowina betonowa, przykryta, stałe wiadro, którego nie stawiamy na ziemi, nie za blisko zabudowań gospodarczych, daleko od szamba i obornika). Najczęściej zanieczyszczone Esherihia coli (odchody ludzkie i zwierzęce). Studnie płytkie będą miały wahliwe lustro wody (wiosną wysokie, latem opada), ale inaczej niż wód zaskórnych. Zatrucie azotanami na skutek dostania się do wód ścieków organicznych, blokują hemoglobinę (methemoglobina) i niedotlenienie. Amoniak → azotyny → azotany.
Wody wgłębne pod kilkoma warstwami nieprzepuszczalnymi. Ich związek z powierzchnią ziemi jest bardzo słaby. Stały skład chemiczny w dłuższych okresach czasu. Poddają się wpływom geologicznym, w mniejszym stopniu klimatycznym. Ich zasilanie odbywa się przez infiltrację wód opadowych na tzw. wychodniach warstw wodonośnych (obszary zasilania wód wgłębnych), a także przez przesiąk z dna zbiornika wodnego przez okna geologiczne. Wody opadowe przebywając długą drogę pozbywają się zanieczyszczeń. Wody wgłębne mogą być wzbogacone w Fe i Mn. W różnym stopniu zmineralizowane (zależy od skał, przez które przesiąkają).
Gospodarka wodna w Polsce
Bilans wody w RP |
|||
Przychód w km3 |
Rozchód w km3 |
||
Z opadów |
187,2 |
Odpływ powierzchniowy do morza |
24,6 |
Z rzek płynących |
5,2 |
Odpływ gruntowy |
32,7 |
Z zagranicy |
Ze zrzutów wody pompowanej |
1,3 |
|
|
Zużycie na transpirację, parowanie i potrzeby gospodarcze |
133,8 |
|
Razem |
192,4 |
Razem |
192,4 |
Polska jest krajem hydrologicznie zamkniętym. Z zachodu na wschód maleją opady, a rośnie parowanie. Deficyt występuje na Nizinie Wielkopolsko-Kujawskiej, mazowiecko-Podlaskiej, Wyżynie Małopolskiej i Śląsku, 25% miast. Zużycie wody: 4,9 m3 osoba/dobę. Mamy ok. 150 zbiorników retencyjnych, które mogą zmagazynować zaledwie 5% rocznego przepływu (2,5 km3 wody). Większość zbiorników znajduje się w rejonach podgórskich.
Nazwa |
Rzeka |
Pojemność w km3 |
Powierzchnia w km2 |
Wysokość w m. |
Solina |
San |
472,1 |
21,1 |
82 |
Włocławek |
Wisła |
408,0 |
70,4 |
19 |
Czorsztyn |
Dunajec |
231,9 |
12,2 |
56 |
Jeziorsko |
Warta |
202,8 |
42,3 |
12 |
Rożnów |
Dunajec |
168,3 |
16,0 |
49 |
Goczałkowice |
Wisła |
166,8 |
32,0 |
17 |
Dobczyce |
Raba |
125,0 |
10,7 |
32 |
Otmuchów |
Nysa Kłodzka |
124,5 |
19,8 |
17 |
Nysa |
Nysa Kłodzka |
113,6 |
20,4 |
16 |
Turawa |
Mała Panew |
106,2 |
20,8 |
13 |
Tresna |
Soła |
100,0 |
10,0 |
38 |
Dębe |
Narew |
94,3 |
33,0 |
16 |
Dzierżno Duże |
Kłodnica |
94,0 |
6,2 |
9 |
Sulejów |
Pilica |
88,2 |
24,5 |
17 |
Koronowo |
Brda |
80,6 |
16,5 |
23 |
Siemianówka |
Narew |
79,5 |
32,5 |
|
Mietków |
Bystrzyca |
70,0 |
9,2 |
17 |
Substancje zanieczyszczające wody pochodzą przede wszystkim ze ścieków przemysłowych i komunalnych. Zanieczyszczenia dostają się do wód także ze spływami powierzchniowymi z dróg i pól, z opadami atmosferycznymi. Przy uzdatnianiu wody również dochodzi do zanieczyszczeń.
Zanieczyszczenia dzielimy na:
Komunalne,
Przemysłowe,
Rolnicze.
Komunalne to ścieki miejskie powstające w skutek działalności bytowej człowieka. Mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, wydzieliny ludzkie i zwierzęce, odpady z pralni, szpitali. Mają zróżnicowany skład w ciągu doby, roku i w zależności od miejsca pochodzenia (nasilenia gospodarki, kultury, możliwości zaopatrzenia w wodę).
Znaczna ilość zanieczyszczeń organicznych, a także biologicznych i b~1:eriologicznych. Związki organiczne są rozpuszczone albo w formie zawiesiny; ulegają rozkładowi przez bakterie (głównie białka), co powoduje nieprzyjemny zapach. Ponadto dużo detergentów (zabójcze dla organizmów wodnych, a także utrudniają procesy uzdatniania wody). 150-170 litrów ścieków wytwarza człowiek w ciągu doby:
WC-44,8 l;
Kąpiele 54,4 l;
Pranie 16,8 l;
Zmywanie 8,4 l;
Ogród 5,61;
Samochód 2,8 l;
Picie i gotowanie 2,8 l.
Szczególnym rodzajem zanieczyszczeń ścieków komunalnych są drobnoustroje: bakterie saprofityczne, drobnoustroje chorobotwórcze (tyfus brzuszny, wirus Heinego Medyna) i ich przetrwalniki.
Zanieczyszczenia przemysłowe są bogate w metale ciężkie, kwasy, zasady, cyjanki, oleje, smary, rozpuszczalniki, związki organiczne (pochodne ropy naftowej, węglowodory aromatyczne, tłuszcze). Z przemysłu spirytusowego, spożywczego, mleczami.
Zanieczyszczenia rolnicze z wymywania i spłukiwania z pól. Pestycydy, środki ochrony roślin, gnojowica Gej nitryfikacja powoduje powstawanie dużych ilości azotanów, których spłukiwanie do wód powierzchniowych sprzyja eutrofizacji).
Inny podział:
Fizyczne
Chemiczne:
Organiczne,
Mineralne.
Zanieczyszczenia fizyczne to m. in. kurz, cząstki gleby, pył, koloidy, zanieczyszczenia mineralne.
Zanieczyszczenia chemiczne stanowią związki organiczne i mineralne w różnym stopniu rozpuszczalne.
Mogą być toksyczne, kancyrogenne, mutagenne.
Pochodne ropy naftowej. Ropa to mieszanina węglowodorów do 90 atomów węgla w cząsteczce. Węglowodory alifatyczne, karbocykliczne i heterocykliczne. Obecne tam węglowodory należą do naftenów. W czasie rafinacji ropy wydzielają się różne substancje: oleje, benzyna (od C1 do C10), nafta (C10 - C15), smary (C20 - C35), parafina i asfalt (powyżej 30 do 65).
Chemiczna przeróbka ropy: kwasy organiczne, estry, alkohole, aldehydy, aminy, fenole, aceton.
Oleje uniemożliwiają dostęp tlenu do wody. Rozpuszczalność ropopochodnych jest bardzo mała; oblepiają organizmy wodne.
Związki te można ekstrahować z wody eterem naftowym. SE - substancje ekstrahujące się, rozpuszczalniki organiczne.
W ściekach miejskich
W ściekach petrochemicznych 8 mg/dm3
W wodach powierzchniowych kilka mg/dm3.
SPC - substancje powierzchniowo czynne. Stosowane jako środki piorące, pieniące, emulgujące. Mają zdolność gromadzenia się przy powierzchni cieczy, zmieniając jej napięcie powierzchniowe. Cząsteczka SPC ma budowę asymetryczną: część hydrofobowa i hydrofilowa. Dzięki takiej budowie SPC rozpuszczają się częściowo w związkach organicznych. Powszechnie stosowanym SPC jest mydło. Jako sole słabych kwasów i mocnych zasad hydrolizują w wodzie, a wodach słonych się nie rozpuszczają, więc wymyślono syntetyczne mydła SPC - anionowe, kationowe, amfoteryczne i niejonowe. Produkuje się głównie SPC anionowe (60%), kationowe i amfoteryczne (10%) reszta to niejonowe. W środku piorącym występują:
Fosforany 45%,
Barwniki, środki zapachowe 15%,
SPC40%.
Fosforany to głównie sulfoniany. Czyli sulfonowane węglowodory alifatyczne i aromatyczne. W wodzie dysocjują na anionowe. Mogą być kationowe (kationem jest czwartorzędowy jon amonowy, łatwo rozpuszczalny w wodzie). Zdarzają się niejonowe (nie dysocjują w wodzie, w większości łańcuchowe, zawierają atomy azotu).
Obniżenie napięcia powierzchniowego powoduje zmiany skórne i nabłonka, ułatwia wnikanie drobnoustrojów.
RP - rozjaśniacze fluorescencyjne stosowane dla poprawy barwy prania, pochłaniają światło w nadfiolecie, emitują światło niebieskie. To produkty sprzęgania kwasu sulfaminostilbenowego z chlorkiem cyjanianu:
Stężenie RP w wodach powierzchniowych do 2 µg/dm3
Stężenie SPC w ścianach komórkowych do 20 mg/dm3
Stężenie SPC w wodach powierzchniowych - setne części mg/dm3.
Pestycydy - substancje naturalne i sztuczne: środki ochrony roślin, insektycydy, fungicydy, herbicydy, defolianty (niszczenie zielonych części roślin). Pestycydy mogą być organiczne i nieorganiczne (siarka, arsenian ołowiu, fluorek sodu, związki boraksu, chloran sodu, ciecz bordowska).
Organiczne pestycydy to:
Związki chloroorganiczne - chlorowane węglowodory, najczęściej aromatyczne) np. DDD, DDI, DDE;
Kumulują się w tkankach ryb i człowieka, głównie tłuszczowej i nerwowej, mogą być rakotwórcze, mutagenne;
Silne trucizny, obecnie oficjalnie niestosowane;
Fosfoorganiczne - np. malation, tri chloran, paration, diazynon, tionazin, disulfon; rozpuszczalność w wodzie większa niż chloroorganicznych, więc łatwo degradują;
Karbaminiany - np. karbanyl, karbofuran, aldikarb,; dość szybko degradują;
Pochodne kwasu fenoksyoctowego - np. 2,4D, 2,4DB, MCPA; również łatwo rozpuszczalne, średnio i mało trwałe;
Pestycydy mocznikowe - np. monuron, fenuron, limuron;
Pochodne triazvny - np. symazyna, atrazyna.
Ze względu na trwałość wyróżniamy pestycydy:
Słabo rozkładalne (<2 tygodni) np. kaptan, karbanyl,
Mało trwałe (2-6 tygodni) np. chloramben, chlorprafam, dalapon, diazynon, disulfoton, fenuron, MCPA, metoksychlor;
Średnio trwałe (6 tygodni - 6 miesięcy) np. karbofuran, karboksyn, chlordan, chlorfenwinfos, chloroksuron, dimetoat, difenomid, diuron;
Trwałe (>6 miesięcy) np. DDT, aldryna, dieldryna, heptachlor, izodrin, monokrofos, benomyl, gumna HCH.
Pestycydy dzieli się w zależności od ich stopnia toksyczności w stosunku do zwierząt ciepłokrwistych na 5 klas wg wartości LC-50 (24h), wyrażonej wg mg/kg masy ciała (stężenie substancji, przy którym 50% organizmów ginie po 24h). I i II klasa to trucizny, III i IV - szkodliwe, V - nieszkodliwe.
Klasy toksyczności pestycydów w stosunku do ssaków:
Klasa |
LC-50 |
I |
Do 50 |
II |
51-150 |
III |
151 - 500 |
IV |
501-5000 |
V |
>5000 |
Klasy toksyczności pestycydów w stosunku do ryb:
Klasa |
LC-50 [mg/dm3] |
I |
Do 0,5 |
II |
0,5-5 |
III |
5 -50 |
IV |
>50 |
Halogenowe węglowodory alifatyczne są produktami reakcji halogenków z węglowodorami. Najczęściej chlorowane, ale też brom i fluor:
Niskocząsteczkowe - niepolarne, często łatwo lotne; np. chlorek metylu, 'chloroform (CHCI3), 'tetrachlorek (CCI4), chlorek etylu (C2H5CI), bromodwuchlorometan (CHCl2Br), dwubromochlorometan (CHClBr2), 'bromoform (CHBr3).
Wysoko cząsteczkowe - np. chlorowane ligniny, chlorowane substancje humusowe.
Związki te mogą pochodzić z przemysłu chemicznego, a także pojawiają się w wodzie w czasie jej chlorowania. Zdarza się, że w wodzie pitnej jest więcej chloroformu niż w wodach powierzchniowych.
THM - trihalometan: CHCI3, CHBr3.
Toksyczność węglowodorów halogenowanych dla ryb:
Substancja |
LC-50 [mg/dm3] |
CH3CI |
700 |
CHCB |
28 |
CCI4 |
50 |
Chlorek winylu |
Ok. 3000 |
Trichloroetylen |
16 |
Tetrachloroetylen |
5 |
Dopuszczalne stężenie tych związków w wodzie pitnej zalecane przez Światową Organizację Zdrowia (WHO):
Tetrachlorek węgla - 3 µg/dm3
1,1-dichloroetylen - 3 µg/dm3
Tetrachloroetylen - 10 µg/dm3
Chloroform - 30 µg/dm3
Trichloroetylen - 30 µg/dm3.
Polichlorowane bifenyle (PCB) to chlorowane związki aromatyczne. W wodzie zidentyfikowano ok. 60. Również bromowane i jodowane bifenyle. Całkowitą produkcję tych związków na świecie ocenia się na ok. 1 mln ton, z czego 40% dostaje się do środowiska. Niejonowe i nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych. Rozkładają się bardzo wolno. Okres półtrwania 10-15 lat. Mogą się absorbować na związkach organicznych, na zawiesinach, bakteriach, planktonie, substancjach humusowych. Kumulują się w łańcuchu pokarmowym. Dopuszczalna obecność PCB w USA w organizmie ryb (w sensie spożywczym) to 5 µg/kg masy ciała.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WW A). Zawierają w cząsteczce kilka pierścieni aromatycznych. Powstają w czasie przeróbki paliw (węgla i ropy). Ścieki petrochemiczne, spływy z ulic. WW A rozkładają się bardzo powoli. Mała rozpuszczalność, wzrasta w wodach zanieczyszczonych detergentami. Substancje humusowe również przyczyniają się do zwiększenia ich rozpuszczalności. Ilość WW A w wodach ocenia się w ng/dm3:
Mało zanieczyszczone 50-200 ng/dm3
Silnie zanieczyszczone> 1000 ng/dm3;
W wodzie pitnej do 0,1 µg/litr
W I klasie wód powierzchniowych 0,01 µg/litr,
W V klasie wód powierzchniowych > µg/litr.
WWA są szkodliwe dla ludzkiego organizmu, rakotwórcze (benzo(b)fluoranten, benzo(j)fluoranten, benzo(a)antracen, benzo(e)piren, chryzen).
Fenole: fenol, pirokatechina, rezorcyna, krezol, pirogallol. W wodach powierzchniowych występują w niewielkich ilościach do kilku mg/dm3. Pochodzą ze ścieków z koksowni, gazowni, zakładów przeróbki ropy naftowej, przy produkcji pestycydów, mogą być w moczu, wydzielane przez rośliny wodne, rozkład ligniny w środowisku wodnym. W wodzie łatwo ulegają biodegradacji. Fenol może reagować ze związkami nieorganicznymi tworząc chloro lub nitropochodne, które tworzą się w procesie chlorowania wody. Zawartość nitropochodnych:
W wodach powierzchniowych I klasy 0,01 mg/litr,
W wodach powierzchniowych V klasy 0,05 ng/litr,
W ściekach do kilku mg/litr,
W wodzie pitnej nie powinny występować.
Substancje humusowe tworzą się w glebach, ściółce leśnej, w czasie kompostowania. Są to związki organiczne wielkocząsteczkowe, koloidalne. Masa cząsteczkowa 1000-800000. Zabarwiają wodę na żółto do lekko brunatnego. Dzielą się na frakcje. Frakcje rozpuszczalne w wodzie to kwasy fulwowe, kwasy huminowe rozpuszczalne w H2O o odczynie alkalicznym. Związki te mogą migrować w środowisku. Mają zdolności sorpcyjne do kationów, mogą sorbować znacznie więcej kationów zasadowych niż minerały ilaste (do 120 cmoli/kg). Pierścienie fenolowe połączone łańcuchami alifatycznymi. Zawierają grupy fenolowe, karboksylowe, karbonylowe, estrowe, eterowe. Do wód dostają się ze spływów. Przyczyniają się do transportu związków mineralnych. Sorbują pestycydy i związki organiczne, zatrzymują je w środowisku, ale owe związki nie włączają się do łańcucha pokarmowego, (lecz niektóre bakterie zaczynają od związków humusowych). Znajdują się także w osadach dennych. Pozostałości tych związków po uzdatnieniu wody mogą tworzyć trichlorowęglany. W wodach powierzchniowych od kilku do kilkunastu mg/dm3.
Zanieczyszczenia mineralne.
Metale ciężkie: ołów, kadm, rtęć. Ołów dostaje się do wód jako opad pyłu zmywany opadami. Do 300 mg/litr wody w okolicach dużego ruchu drogowego.
I klasa wód powierzchniowych - 0,01 mg/litr,
V klasa wód powierzchniowych - >0,05 mg/litr.
Roczny transport metali ciężkich z Polski do Bałtyku:
Ołów - 450 ton,
Kadm - 70 ton,
Rtęć - 90 ton.
Wody podgrzewane.
Czynniki biogenne: fosfor i azot. W dużym stopniu zanieczyszczają wody. Azot głównie ze ściekami w związkach organicznych, które rozpadają się do amoniaku. Ten w procesie nitryfikacji utlenia się do azotanów i azotynów. Do wód głównie w formie azotanów.
Związki fosforu wprowadzane z detergentami (proszki, odkamieniacze). Głównie fosforany, ale także inne związki, również organiczne (te ze ściekami).
Związki azotu i fosforu mogą prowadzić do wtórnego zanieczyszczenia zbiorników wodnych. Tzn., gdy jest ich dużo namnażają się organizmy fotosyntetyzujące (głównie glony) "zakwitanie wód". Komórki obumierają i ulegają rozkładowi na dnie, przez co zużywa się tlen na te procesy. Konsekwencje dla innych żywych organizmów. Z braku tlenu zaczynają przeważać procesy gnilne (ich produktami są metan, H2S itp.)
Zanieczyszczenie Bałtyku czynnikami biogennych liczone jest w dziesiątkach ton transportowanych rocznie do morza.
Temat: Wskaźniki jakości wody. Klasy wód.
Na podstawie rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 roku wydziela się 5 klas jakości wód. Klasy wód określają ich przydatność do określonych celów. O jakości decydują rodzaj i ilość zawartych w wodzie substancji. Zakres badania wody zależy od jej przeznaczenia. Wskaźniki, które są badane możemy podzielić na kilka grup:
Dla wód powierzchniowych:
Wskaźniki fizyczne - służą do określania tzw. właściwości organoleptycznych wody:
Temperatura wody -zależy od pochodzenia wody (temperatura wód podziemnych jest bardziej stała, powierzchniowych - zmienna), woda do picia powinna mieć temperaturę od 7 - 12 °C.
Zapach wody - zależy od gazów i substancji w niej rozpuszczonych, wyróżniamy zapachy pochodzenia naturalnego (od organizmów) i sztucznego (ze ścieków),
Barwa wody - zależy od rozpuszczonych lub zanieczyszczających ją substancje, związki Fe2+ - żółtawy, Fe3+zielonkawy, związki organiczne lekko żółtawy, barwę bada się na podstawie wzorców (chloroplatynian potasu i chlorek kobaltowy miesza się w pewnych proporcjach i otrzymuje się wzorzec),
Zawiesiny ogólne - spowodowane są nierozpuszczalnymi cząstkami zawieszonymi: węglany, minerały ilaste, komórki organizmów, resztki organiczne, plankton,
Odczyn;
Wskaźniki tlenowe:
Tlen rozpuszczony - umowny wskaźnik, wskazuje zawartość tlenu w l litrze wody,
BZT5 (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen) - cyfra 5 oznacza, że proces jest wykonywany po pięciu dobach (pięć dób, bo po takim czasie ponad 85% związków organicznych ulegnie rozkładowi), wskaźnik ten określa sumaryczną ilość tlenu, który został zużyty na rozkład związków organicznych, pierwsze dwa dni to utlenianie węgla (powstaje C02 i amoniak), kolejne dni to nitryfikacja (amoniak do azotynów),
ChZT-Mn (chemiczne zapotrzebowanie na tlen - metoda manganometryczna) - ile manganu zostało zużyte na utlenienie związków organicznych i mineralnych, im wyższa wartość tym większa ilość utlenionych związków,
ChZT-Cr (chemiczne zapotrzebowanie na tlen - chromianowe) - podobnie jak w poprzednim,
Ogólny węgiel organiczny - oznaczany metodą spalania w wysokiej temperaturze lub metodą badania w podczerwieni;
Wskaźniki biogenne:
Amoniak,
Azot metodą Kjeldahla,
Aztotany,
Azotyny,
Azot ogólny (mineralny i organiczny)
Fosforany,
Fosfor ogólny;
Wskaźniki zasolenia:
Przewodność w 20 °C - metoda fizykochemiczna, odwrotność oporu,
Substancje rozpuszczone - odsącza się zawiesiny, a przesącz odparowujemy, pozostałości na dnie ważymy po wysuszeniu,
Zasadowość ogólna wody,
Siarczany,
Chlorki,
Wapń - decyduje o twardości wody,
Magnez - decyduje o twardości wody,
Fluorki;
Metale, w tym metale ciężkie:
Arsen,
Bar,
Bor,
Chrom ogólny,
Chrom (VI),
Cynk,
Glin,
Kadm - najgorszy,
Magnez,
Miedź,
Nikiel,
Ołów - najgorszy,
Rtęć - najgorsza,
Selen,
Żelazo;
Wskaźniki zanieczyszczeń przemysłowych:
Cyjanki wolne,
Fenole (indeks fenolowy),
Pestycydy - suma linanu i dieldryny,
Substancje powierzchniowo czynne anionowe,
Oleje mineralne (indeks oleju mineralnego),
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne - suma benzo(b)fluorantenu, benzo(k)fluorantenu, benzo(a)pirenu, dibenzo(a, h)antracenu, Benzo(g, h, i)perylenu, indeno(1, 2, 3-cd)pirenu;
Wskaźniki biologiczne:
Saprobowość fitoplanktonu,
Saprobowość peryfitonu,
Makrobezkręgowce bentosowe, indeksy: bioróżnorodności i biotyczny,
Chlorofil a,
Wskaźniki mikrobiologiczne:
Liczba bakterii grupy coli typu kałowego,
Liczba bakterii grupy coli.
WARTOŚCI GRANICZNE WSKAŹNIKÓW JAKOŚCI WODY W KLASACH JAKOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH
Lp. |
Wskaźnik jakości wody |
Jednostka |
Wartości graniczne w klasach I-V |
||||
|
|
|
I |
II |
III |
IV |
V |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Wskaźniki fizyczne |
|||||||
1 |
Temperatura wody |
°C |
22 |
24 |
26 |
28 |
>28 |
2 |
Zapach |
krotność |
1 |
3 |
10 |
20 |
>20 |
3 |
Barwa |
mg Pt/l |
5 |
10 |
20 |
50 |
>50 |
4 |
Zawiesiny ogólne |
mg/l |
15 |
25 |
50 |
100 |
>100 |
5 |
Odczyn |
pH |
6,5-8,5 |
6,0-8,5 |
6,0-9,0 |
5,5-9,0 |
<5,5 lub >9,0 |
Wskaźniki tlenowe |
|||||||
6 |
Tlen rozpuszczony |
mg 02/1 |
7 |
6 |
5 |
4 |
<4 |
7 |
BZTs |
mg O2/l |
2 |
3 |
6 |
12 |
>12 |
8 |
ChZT-Mn |
mg O2/l |
3 |
6 |
12 |
24 |
>24 |
9 |
ChZT-Cr |
mg 02/l |
10 |
20 |
30 |
60 |
>60 |
10 |
Ogólny węgiel organiczny |
mg C/l |
5 |
10 |
15 |
20 |
>20 |
Wskaźniki biogenne |
|||||||
11 |
Amoniak |
Mg NH4/l |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
>4 |
12 |
Azot Kjeldahla |
mg N/l |
0,5 |
1 |
2 |
4 |
>4 |
13 |
Azotany |
mg N03/1 |
5 |
15 |
25 |
50 |
>50 |
14 |
Azotyny |
mg NO2/I |
0,03 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
>1,0 |
15 |
Azot ogólny |
mg N/l |
2,5 |
5 |
10 |
20 |
>20 |
16 |
Fosforany |
mgP04/l |
0,2 |
0,4 |
0,7 |
1,0 |
>1,0 |
17 |
Fosfor ogólny |
mg P/l |
0,2 |
0,4 |
0,7 |
1,0 |
>1,0 |
Wskaźniki zasolenia |
|||||||
18 |
Przewodność w 20 °C |
µS/cm |
500 |
1.000 |
1.500 |
2.000 |
>2.000 |
19 |
Substancje rozpuszczone |
Mg/l |
300 |
500 |
800 |
1.200 |
>1.200 |
20 |
Zasadowość ogólna |
mg CaCO3/l |
>200 |
100 |
20 |
10 |
<10 |
21 |
Siarczany |
Mg SO4/l |
100 |
150 |
250 |
300 |
>300 |
22 |
Chlorki |
Mg Cl/l |
100 |
200 |
300 |
400 |
>400 |
23 |
Wapń |
mg Ca/l |
50 |
100 |
200 |
400 |
>400 |
24 |
Magnez |
mg Mg/l |
25 |
50 |
100 |
200 |
>200 |
25 |
Fluorki |
mg F/l |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
1,7 |
>1,7 |
Metale, w tym metale ciężkie 1) |
|||||||
26 |
Arsen |
mg As/I |
0,01 |
0,01 |
0,05 |
0,100 |
>0,100 |
27 |
Bar |
mg Ba/l |
0,1 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
>1,0 |
28 |
Bor |
mg B/l |
0,5 |
1,0 |
2,0 |
4,0 |
>4,0 |
29 |
Chrom ogólny |
mg Cr/l |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,10 |
>0,10 |
30 |
Chrom (VI) |
mg Cr/l |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,04 |
>0,04 |
31 |
Cynk |
mgZn/l |
0,3 |
0,5 |
l |
2 |
>2 |
32 |
Glin |
mg Al/l |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,8 |
>0,8 |
33 |
Kadm |
mg Cd/l |
0,0005 |
0,001 |
0,001 |
0,005 |
>0,005 |
34 |
Mangan |
mgMn/1 |
0,05 |
0,1 |
0,5 |
1,0 |
>1,0 |
35 |
Miedź |
mg Cu/l |
0,02 |
0,04 |
0,06 |
0,100 |
>0,100 |
36 |
Nikiel |
mg Ni/l |
0,01 |
0,02 |
0,05 |
0,2 |
>0,2 |
37 |
Ołów |
mgPb/1 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,05 |
>0,05 |
38 |
Rtęć |
mgHg/I |
0,0005 |
0,001 |
0,001 |
0,005 |
>0,005 |
39 |
Selen |
mg Se/l |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,04 |
>0,04 |
40 |
Żelazo |
mg Fe/l |
0,1 |
0,3 |
1,0 |
2,0 |
>2,0 |
Wskaźniki zanieczyszczeń przemysłowych |
|||||||
41 |
Cyjanki wolne. |
mgCN/l |
0,02 |
0,02 |
0,05 |
0,05 |
>0,05 |
42 |
Fenole (indeks fenolowy) |
mg/l |
0,001 |
0,005 |
0,01 |
0,05 |
>0,05 |
43 |
Pestycydy 2) |
µg/l |
0,1 |
1,0 |
2,5 |
5,0 |
>5 |
44 |
Substancje powierzchniowo czynne anionowe |
mg/l |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
>1,0 |
45 |
Oleje mineralne (indeks oleju mineralnego) |
mg/l |
0,01 |
0,05 |
0,20 |
0,5 |
>0,5 |
46 |
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne 3) |
µg/l |
0,01 |
0,05 |
0,2 |
1,0 |
>1,0 |
Wskaźniki biologiczne |
|||||||
47 |
Saprobowość fitoplanktonu |
Indeks saprobowości |
1,0 |
1,5 |
2,5 |
3,5 |
>3,5 |
48 |
Saprobowość peryfitonu |
|
1,0 |
1,5 |
2,5 |
3,5 |
>3,5 |
49 |
Makrobezkręgowce bentosowe, indeksy |
Indeks biotyczny |
100 |
70 |
40 |
10 |
<10 |
|
|
Indeks bioróżnorodności |
5,5 |
4,0 |
2,5 |
1,0 |
<1,0 |
50 |
Chlorofil "a" |
µg/l |
10 |
25 |
50 |
100 |
>100 |
Wskaźniki mikrobiologiczne |
|||||||
51 |
Liczba bakterii grupy coli typu kałowego |
w 100 ml |
20 |
200 |
2.000 |
20.000 |
>20.000 |
52 |
Liczba bakterii grupy coli |
w 100 ml |
50 |
500 |
5.000 |
50.000 |
>50.000 |
l) Podane wartości graniczne odnoszą się do formy rozpuszczonej metali.
2) Pestycydy obejmują sumę: lindanu, dieldryny.
3) Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne obejmują sumę: benzo(b )fluorantenu, benzo(k)fluorantenu, benzo( a )pirenu, dibenzo( a,h )antracenu, benzo(g,h,i )perylenu, indeno(1,2,3-cd)pirenu.
Wymagania odnośnie wód pitnych:
WYMAGANIA FIZYKOCHEMICZNE, JAKIM POWINNA ODPOWIADAĆ WODA PRZEZNACZONA DO SPOŻYCIA PRZEZ LUDZI
Lp. |
Parametry i wskaźniki |
Dopuszczalne zakresy wartości x) |
Wskaźniki fizyczne |
||
1 |
Barwa |
15 |
2 |
Mętność [ NTU ] |
1 |
3 |
pH |
6,5 - 9,5 l) |
4 |
Przewodność [ µS/cm w 20°C] |
2500 l) |
5 |
Smak |
akceptowalny |
6 |
Zapach |
akceptowalny |
Substancje nieorganiczne w mg/l |
||
7 |
Amoniak |
0,5 1), 2) |
8 |
Antymon |
0,005 |
9 |
Arsen |
0,01 |
10 |
Azotany |
50 1) |
11 |
Azotyny |
0,5 |
12 |
Bor |
1,0 |
13 |
Chlor wolny Y) |
0,1 - 0,3 |
14 |
Chlorki |
250 l) |
15 |
Chrom |
0,05 |
16 |
Cyjanki |
0,05 |
17 |
Fluorki |
1,5 |
18 |
Glin |
0,2 |
19 |
Kadm |
0,003 |
20 |
Magnez |
30 3) - 125 3') |
21 |
Mangan |
0,05 |
22 |
Miedź |
2,0 1) ,4) |
23 |
Nikiel |
0,02 |
24 |
Ołów |
0,05 |
24a |
Ołów |
0,025 5) |
24b |
Ołów |
0,01 5) |
25 |
Rtęć |
0,001 |
26 |
Selen |
0,01 |
27 |
Siarczany |
250 l) |
28 |
Sód 200 |
|
29 |
Twardość |
60 1),3) -500 1) |
30 |
Żelazo |
0,2 |
Substancje organiczne w µg/I |
||
31 |
Akryloamid |
0,10 6) |
32 |
Benzen |
1,0 |
33 |
Benzo( a )piren |
0,01 |
34 |
Chlorek winylu |
0,50 6) |
35 |
1,2-dichloroetan |
3,0 |
36 |
Epichlorohydryna |
0,10 6) |
37 |
Ftalan dibutylu . |
20 |
38 |
Mikrocystyna - LR |
1,0 Z) |
39 |
Pestycydy |
0,10 7) |
40 |
Σ pestycydów |
0,50 8) |
41 |
(anionowe) Substancje powierzchniowo czynne |
200 |
42 |
Σ trichlorobenzenów |
20 |
43 |
Σ trichloroetenu i tetrachloroetenu |
10 |
44 |
Σ wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych |
0,100 9) |
45 |
Utlenialność z KMnO4 |
5.000 |
Uboczne produkty dezynfekcji w µ/l |
||
46 |
Bromiany |
25 |
46a |
Bromiany |
10 5) |
47 |
Bromodichlorometan |
15 |
48 |
Chloraminy |
500 |
49 |
Chlorany |
200 |
50 |
Chloryny |
200 |
51 |
Formaldehyd |
50 |
52 |
Tetrachlorometan (czterochlorek węgla) |
2 |
53 |
Trichloroaldehyd octowy (wodzian chloralu) |
10 |
54 |
Trichlorometan (chloroform) |
30 |
55 |
2,4,6-trichlorofenol |
200 |
56 |
Σ THM |
50 |
56a |
Σ THM |
100 5) |
Radionuklidy |
||
57 |
Całkowita dopuszczalna dawka [mSv/r] |
0,10 |
58 |
Tryt [Bq/l] |
100 |
1) Wartość powinna być uwzględniana przy ocenie agresywności korozyjnej.
2) Wody podziemne niechlorowane - 1,5 mg/l.
3) Wartość zalecana ze względów zdrowotnych.
3') Nie więcej niż 30 mg/l magnezu, jeżeli stężenie siarczanów jest równe lub większe od 250 mg/l. Przy niższej zawartości siarczanów dopuszczalne stężenie magnezu wynosi 125 mg/l.
4) Wartość dopuszczalna, jeżeli nie powoduje zmiany barwy wody spowodowanej jej agresywnością korozyjną.
5) Zakresy wartości stosuje się zgodnie z § 12 rozporządzenia.
6) Dotyczy stężenia niezwiązanego monomeru w polimerze, który przenika do wody.
7)Termin "pestycydy" obejmuje: organiczne insektycydy, organiczne herbicydy, organiczne fungicydy, nematocydy, akarycydy, algicydy, rodentycydy, sliroicydy, pochodne produkty, m.in. regulatory wzrostu oraz ich pochodne metabolity, a także produkty ich rozkładu i reakcji.
Podana wartość odnosi się do każdego pestycydu.
W przypadku aldryny, dieldryny, heptachloru i epoksyheptachloru NDS wynosi 0,03 µg/l.
8) Wartość oznacza sumę stężeń wszystkich pestycydów oznaczonych ilościowo.
9) Wartość oznacza sumę stężeń wyszczególnionych związków:
benzeno(b)f1uoranten,
benzeno(k)f1uoranten,
benzeno(gbi)perylen,
indeno(1,2,3 - c, d) piren.
X) W przypadku podania jednej wartości dolna wartość zakresu wynosi zero.
Y) Wartość oznaczana w punkcie czerpalnym u konsumenta.
Z) Dotyczy wód powierzchniowych.
Badania mogą być skrócone (właściwości fizyczne i twardość - dla wód przemysłowych), pełne (właściwości fizyczne i chemiczne - wody pitne) oraz rozszerzone.
Kategorie wód pitnych
Ustala się trzy kategorie jakości wód pitnych, w zależności od wymaganych procesów uzdatniania oraz wartości granicznych wskaźników jakości wody, które z uwagi na ich zanieczyszczenie muszą być poddane standardowym procesom uzdatniania, w celu uzyskania wody przeznaczonej do spożycia:
kategoria Al - woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego, w szczególności filtracji oraz dezynfekcji;
kategoria A2 - woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego);
kategoria A3 - woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym, dezynfekcji (ozonowania, chlorowania końcowego).
Klasy wód powierzchniowych
klasa I - wody o bardzo dobrej jakości:
Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii Al, wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływania antropogeniczne;
klasa II - wody dobrej jakości:
Spełniają w odniesieniu do większości wskaźników jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, · wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują niewielki wpływ oddziaływań antropogenicznych;
klasa III - wody zadowalającej jakości:
Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, · wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują umiarkowany wpływ oddziaływań antropogenicznych;
klasa IV - wody niezadowalającej jakości:
Spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A3, · wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych;
klasa V - wody złej jakości:
Nie spełniają wymagań dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, · wartości biologicznych wskaźników jakości wody wykazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.
Klasy wód podziemnych
klasa I - wody o bardzo dobrej jakości:
Wartości wskaźników jakości wody są kształtowane jedynie w efekcie naturalnych procesów zachodzących w warstwie wodonośnej, · żaden ze wskaźników jakości wody nie przekracza wartości dopuszczalnych jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi;
klasa II - wody dobrej jakości:
Wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na oddziaływania antropogeniczne, · wskaźniki jakości wody, z wyjątkiem żelaza i manganu, nie przekraczają wartości dopuszczalnych jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi;
klasa III - wody zadowalającej jakości:
Wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów lub słabego oddziaływania antropogenicznego, · mniejsza część wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi;
klasa IV - wody niezadowalającej jakości:
Wartości wskaźników jakości wody są podwyższone w wyniku naturalnych procesów oraz słabego oddziaływania antropogenicznego, · większość wskaźników jakości wody przekracza wartości dopuszczalne jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi;
klasa V - wody złej jakości:
Wartości wskaźników jakości wody potwierdzają oddziaływania antropogeniczne, · woda nie spełnia wymagań określonych dla wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.
Stan jakości wód powierzchniowych określa się na podstawie monitoringu. W monitoringu diagnostycznym badania wskaźników jakości wody prowadzi się z częstotliwością:
jeden raz na miesiąc - w odniesieniu do wskaźników fizycznych, wskaźników tlenowych, wskaźników biogennych, wskaźników zasolenia i wskaźników mikrobiologicznych;
jeden raz na kwartał - w odniesieniu do wskaźników biologicznych oraz metali, w tym metali ciężkich;
jeden raz na rok - w odniesieniu do wskaźników zanieczyszczeń przemysłowych oraz wskaźników biologicznych - makro bezkręgowców bentosowych.
Wody głębinowe bada się w różnych odstępach czasu w zależności od rodzaju monitoringu. Monitoring diagnostyczny prowadzi się, co:
3 lata dla wód podziemnych swobodnych,
6 lat dla wód podziemnych napływowych.
Temat: Ochrona wód.
Jest zagadnieniem trudnym, bo wody powierzchniowe są odbiornikiem ścieków, a zarazem ujęciem wody do picia. Główne działania w dziedzinie ochrony wód obejmują:
racjonalne i oszczędne gospodarowanie wodą,
budowanie oczyszczalni ścieków,
ulepszanie sposobów oczyszczania,
stosowanie obiegów zamkniętych wody w zakładach przemysłowych (elektrownie, petrochemie),
wielokrotne używanie wody technologicznej i chłodniczej,
utrzymywania procesu samooczyszczania wód na najwyższym poziomie, (z czym wiąże się obciążenie ściekami danego zbiorowiska),
nie dopuszczanie do zatrucia wód powierzchniowych,
dążenie do poprawy stanu sanitarnego środowiska,
ulepszanie sposobów uzdatniania wody,
oczyszczanie atmosfery,
przestrzeganie przepisów prawnych w zakresie gospodarki wodno-ściekowej.
Oczyszczalnie ścieków.
Ścieki - wody zużyte z gospodarstwa domowego lub zakładów przemysłowych oraz wody opadowe spłukujące powierzchnię terenów miejskich i rolniczych. Na ścieki składają się:
zawiesiny opadające i nieopadające,
koloidy,
substancje rozpuszczone,
wirusy,
bakterie,
promieniowce,
grzyby niższe,
jaja robaków pasożytniczych.
Surowe ścieki są mętne, brudno-szare, fekalny fetor (ścieki bytowo-gospodarcze) lub specyficzny zapach (ścieki przemysłowe). Ścieki zagniłe mają barwę prawie czarną i są cuchnące od produktów powstałych w czasie gnicia. Ścieki bytowo-gospodarcze zawierają fekalia, mocznik, środki piorące i myjące, detergenty. W 1m3 posiada 1300g zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych. Ilość ta jest zmienna w ciągu doby i zależy od warunków bytowych i stopnia higieny osobistej. Zanieczyszczenia organiczne to białka, węglowodory, tłuszcze. Substancje te są łatwo dostępne dla bakterii heterotroficznych. Ścieki gospodarcze zawierają ogromną ilość drobnoustrojów. Ścieki przemysłowe - ich jakość i skład zależy od rodzaju przemysłu.
Do oczyszczania ścieków stosuje się procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne;
I stopień oczyszczania - oczyszczanie mechaniczne: sedymentacja i filtracja, na tym etapie ścieki są uwalniane także z bakterii, które osiadają razem z substancjami sedymentującymi i filtrowanymi;
II stopień - oczyszczanie biologiczne i chemiczne: usuwa się substancje organiczne rozpuszczone w wodzie dzięki działalności mikroorganizmów heterotroficznych, w ponad 90% (do 95%) zanieczyszczeń organicznych jest usuwana;
III stopień - usuwanie nadmiaru składników biogennych (N i P);
IV stopień - "odnowa wody"; usuwanie resztek zanieczyszczeń w postaci tzw. związków refrakcyjnych.
Oczyszczanie biologiczne można podzielić na dwie grupy:
metody naturalne: nawadnianie pól, łąk, lasów ściekami lub wodami po ściekowymi, stawy ściekowe, oczyszczanie na polach filtracyjnych i filtrach gruntowych;
metody sztuczne: złoża biologiczne, technika osadu czynnego.
Metody te wykorzystują procesy biochemiczne do jakich zdolne są organizmy, głównie bakterie i grzyby niższe, glony, pierwotniaki żyjące w wodzie i glebie.
Nawadnianie pól, łąk i lasów wodami pościekowymi lub ściekami odbywa się przez kierowanie ścieków na te tereny. Oczyszczane są głównie z czynników biogennych przez co podnoszona jest produkcja na tych terenach.
Przed nawadnianiem ścieki muszą zostać poddane oczyszczaniu mechanicznemu. Na nawadnianych terenach obecna jest błona biologiczna (mikroorganizmy). Warunkiem aby procesy rozkładu przez mikroorganizmy zachodziły prawidłowo jest odpowiednie natlenianie środowiska (więc nawadnianie musi odbywać się na glebach lekkich i przepuszczalnych). Końcowe produkty rozkładu są wykorzystywane przez rośliny i mikroorganizmy, które namnażając się odtwarzają błonę biologiczną. Oczyszczone ścieki z pól można odprowadzić drenami. Zawierają one do 1 % zanieczyszczeń organicznych w porównaniu ze stanem przed oczyszczaniem. Błona biologiczna - śluzowaty nalot na ziarnach gleby zbudowany z czynnych mikroorganizmów mających zdolność mineralizacji (rozkładu) związków organicznych: bakterie, grzyby, pierwotniaki, wiciowce, orzęski, ameby, wrotki, nicienie, larwy much.
Pola irygowane - działki gruntu zdrenowane na głębokość ok. 1m co 10m odstępu. Celem ich jest utrzymanie niskiego poziomu naturalnych wód gruntowych (żeby nie mieszały się ze ściekami). Można je nawadniać okresowo lub w sposób ciągły ściekami systemem zalewowym, stokowym, bruzdowym lub przez deszczowanie porcją ścieków nawet w ilości od 200 mieszkańców/ha/dobę. Dobrze funkcjonujące pola irygowane oczyszczają ścieki w 95%. Tu również funkcjonuje błona biologiczna. Powinny posiadać pola zrzutowe, które będą pełnić funkcje zabezpieczeń.
Pola filtracyjne - zdrenowane poletka, obwarowane groblami, o powierzchni 0,4 ha. Służą wyłącznie do oczyszczania ścieków. Mogą być obciążone znacznie większą ilością ścieków równą 5000 mieszkańców lha/dobę.
Poletka zalewa się na głębokość ok. 5cm w różnych odstępach czasowych (od co 12h do co 4 dni), im cięższy grunt tym rzadziej. Ścieki przesączają się przez zdrenowaną glebę i odpływają oczyszczone drenami. Gdy pory glebowe będą zatkane przez substancje organiczne zaprzestaje się oczyszczania, suszy pole, a następnie zdejmuje się wierzchni muł. Wody pościekowe są klarowne, nie mają odoru. Krochmalnie, browary, drożdżownie, gorzelnie. Na 1ha przepuszczalnego gruntu można oczyścić nawet 750m3 ścieków.
Stawy biologiczne - naturalne lub sztuczne zagłębienia terenu, dość płytkie, tak, że światło dochodzi do dna. Wyróżnia się stawy stabilizacyjne i fakultatywne. Oczyszczanie z zanieczyszczeń odbywa się w sposób naturalny. Ścieki pozostają w stawie przez kilkadziesiąt dni. Po stawie fakultatywnym mogą być kierowane do kolejnych stawów, na koniec do wód powierzchniowych.
Dioksyny - chlorowane węglowodory powstające przy spalaniu ropy w temperaturze poniżej 1100°C, a także przy spalaniu śmieci miejskich.
Zanieczyszczenia biologiczne:
wirusy,
bakterie,
grzyby,
pyłki roślin.
W powietrzu występują w postaci aerozoli i nazywają się aerozole biologiczne. Odgrywają one znaczącą rolę przy powstawaniu chorób zakaźnych, alergicznych, przyczyniają się do procesu psucia żywności, skażają leki, kosmetyki, materiały budowlane.
Aerozole biologiczne to drobne kropelki płynu lub drobne cząstki materii stałej, które zawierają zarodniki grzybów, bakterie, wirusy, czy też oddzielne mikroorganizmy, pyłki roślin i znajdują się w stanie dyspersji w powietrzu.
Wydziela się aerozole:
saprofityczne,
patogenne (zakaźne),
mieszane.
Aerozole saprofityczne - tworzą się podczas kichania, kaszlu, silnego wydechu, głośnej rozmowy. Przy kichaniu wyrzucamy kilkadziesiąt tys cząstek (95% są mniejsze od 100 mikronów), przy kaszlu do 1000, w czasie mówienia..
Bakterie czy wirusy są wydalane razem ze śliną, wydzieliną, pociną. Na mikroorganizmach tworzy się otoczka. Są bardzo małe od 0,4-10 mikronów (bez otoczki), wirusy w mikromikronach. Cysty pierwotniaków i jajeczka owadów od kilku do kilkuset mikronów i są znacznie cięższe, dlatego najszybciej opadają.
Właściwości aerozoli: układ nietrwały (trwałość zależy od wielkości, ładunku powierzchniowego, właściwości mikroorganizmów i ich koncentracji, ciśnienia, temperatury i wilgotności; najbardziej trwałe są te z otoczką białkową, najmniej z otoczką z wody), cząstki aerozolu ulegają w atmosferze wysychaniu.
Aerozole biologiczne charakteryzują się aktywnością biologiczną (im drobniejsze tym aktywność biologiczna jest większa). Zakażenie droga powietrznąjest bardziej aktywne niż drogą pokarmową.
Każdy mikroorganizm chorobotwórczy posiada tzw. wrota. Największe wrota posiadają te, które zakażają droga oddechową.
dynamiczna projekcja kropel,
prądy konwekcyjne powietrza.
Warszawa 1963: na wysokości 120cm = 813l komórek/m3, max = 29302, min = 964.
Dopuszczalne wartości:
powietrze zewnętrzne atmosferyczne do 3000, sala wykładowa 1500,
sala operacyjna 100, sala do ćwiczeń 2000,
sala opatrunkowa 150, sala gimnastyczna 3000,
sala z chorymi 1000, przemysł spożywczy 600,
kuchnia i jadalnia 2000, mięsny 500,
salon 15000, fermentacyjny 600,
sypialnia 1000, obory 150000,
pomieszczenie dla cieląt 50000, pomieszczenie dla prosiąt 50000,
stajnie 50000, kurnik 100000
chlewnie 200000,
Max ilość organizmów w atmosferze w ciągu doby występuje w godzinach 7-11 oraz 14-18. Min w nocy (szczególnie nad ranem). W domu o powierzchni ISO-200m2 wytwarza i zbiera się ok. 20kg kurzy rocznie.
Typowe schorzenia przenoszone droga powietrzną:
wirusowe: mononukleosa, półpasiec, różyczka, ospa zwykła, wietrzna, świnka;
wirusowe i bakteryjne: nieżyty nosa i gardła, zapalenie oskrzeli i płuc;
bakteryjne: błonica, gruźlica płuc, krztusiec, płonica;
grzyby: gruźlica, grzybica opłucnej, grzybiczne zapalenie płuc, grzybica oskrzeli, promienica płuc, nakardioza płuc, bielnica płuc, monosperioza płuc, geotrychoza płuc, mukormykoza płuc, grzybniak kropidlakowy;
alergie: katar sienny, dychawica oskrzelowa, pokrzywka.
Temat: Źródła degradacji gleb.
Gleby są szczególnie zagrożone rozwojem cywilizacji. Należy je traktować jako żywy organizm, bo na powierzchni lha w warstwie do 30cm żyje ogromna liczba mikro-, mazo- i makrofauny (10t mikro-, 4t dżdżownice, owady w kg, glony, 300-400kg pierwotniaków). Dżdżownice żywią się mineralnymi i organicznymi składnikami urozmaicając je w koprolitach o m.in. związki azotu. Przemieszczają składniki pokarmowe razem z glebą, co czynią również inne organizmy glebowe. Gleba stanowi środowisko fizyczne (ciepło, wilgoć, masa) i chemiczne (pokarm) dla roślin.
Gleba zmęczona - może być bogata w pokarm, ale jest nieaktywna biologicznie.
W wierzchniej warstwie gleby odbywa się najintensywniejsza wymiana energii i materii. Między roślinami a glebą zachodzi zrównoważony obieg materii.
Główne funkcje gleby w środowisku:
Zdolność do podtrzymywania życia roślin,
Rezerwuar wody w przyrodzie (gleba jest porowata),
Właściwości sorpcyjne, więc spełnia rolę naturalnego filtra - zatrzymuje substancje na zasadzie sorpcji chemicznej i fizycznej.
Funkcja sanitarna a za sprawą reducentów (mikroorganizmy rozkładające materie organiczną), przyczyniając się do krążenia pierwiastków w przyrodzie.