1. Ekologia

Ekologia- to nauka o wzajemnym oddziaływaniu pomiędzy organizmem żywym a środowiskiem życia tych organizmów oraz pomiędzy samymi organizmami.

Zajmuje się więc nieożywioną i ożywioną (biotyczną).

Jest ściśle związana z ochroną środowiska a ta z inżynierią środowiska.

2. Warstwy atmosfery

TROPOSFERA- warstwa położona najbliżej ziemi, zawiera w sobie większą część masy atmosfery, temperatura zmienia się co 100m około 0,6^oC, osiągając w górnych warstwach

-50^oC. Zawiera prawie całkowita ilość wody zawartą w atmosferze. W warstwie tej przebiegają wszystkie zjawiska związane z pogodą. W górnych warstwach występuje tropopauza będąca obszarem nieciągłości troposfery. Występują tam strumieniowe prądy powietrza poruszającego się z prędkością 200km/h.

STRATOSFERA- warstwa ta jest powyżej tropopauzy około 50-55km, temp. gwałtownie rośnie -50⁰C do 0⁰C jest to spowodowane obecnością w tej warstwie około 25km n.p.m. warstwy ozonu (ozonosfera).

MEZOSFERA- temp. dochodzi do -80⁰C na wysokości około 80-85km związane jest to z brakiem ozonu. Co ciekawe w warstwie tej stosunek tlenu do azotu jest taki sam jak n.p.m.

TERMOSFERA- temp. gwałtownie wzrasta co wynika z absorpcji wysoko energetycznego promieniowania UV jony gazów absorbują (zorza polarna). Szczególne znaczenie ma warstwa na wysokości 120km charakteryzująca się przewagą jonów dodatnich oraz na wysokości 200km z przewagą jonów ujemnych. Dzięki temu warstwy te odbijają fale radiowe w zakresie fal krótkich.

3. Źródła zanieczyszczenia atmosfery

- źródła naturalne- wybuchy wulkanów, pożary lasów

- źródła antropogeniczne

- przemysł- energetyczny, hutniczy, chemiczny, ceramiczny, petrochemiczny,

wydobywczy

- transport- drogowy, morski, lotniczy

- gospodarka komunalna- kominy palenisk domowych

4. Podstawowe zanieczyszczenia atmosfery-

- tlenek i dwutlenek węgla CO, CO₂

- tlenki siarki SO₂, SO₃

- tlenki azotu N₂O, N₂O₃, NO, NO₂

- pyły- metale ciężkie Pb, Cd, azbest

- fluorowce F₂, Cl₂

- węglowodory alifatyczne i aromatyczne

5. wpływ dwutlenku węgla na środowisko naturalne

Gaz cieplarniany- Nadmierne ilości skutkują zwiększeniu globalnej temperatury powietrza. Skutkiem tego jest topnienie się lodowców co spowoduje globalny wzrost poziomu mórz i oceanów

6. Skutki zapylenia atmosfery- źródłem jest przemysł

- pył zmniejsza przepuszczalność atmosfery dla promieni optycznych czego skutkiem jest

mniejsza fotosynteza

- opadający na powierzchnię liści pył utrudnia roślinie oddychanie

- opadły pył do zbiorników wodnych zanieczyszcza je substancjami ze sobą niesionymi

- pył powoduje podrażnienie dróg oddechowych organizmów żyjących prowadzi to do

nieżytu dróg oddechowych.

Wyróżniamy pył: zawieszony, opadający, opadły

7. Jakimi parametrami opisuje się zanieczyszczenia atmosfery?

Zanieczyszczenia atmosfery określa się nie tylko sumaryczną wielkością emisji lecz przede wszystkim ich stężeniem (imisją) w warstwie przyziemnej powietrza oraz rozkładem czasowym i przestrzennym.

emisja jest opisywana strumieniem masy np. kg/h

imisja wynika z emisji (stężenie) wyrażona mg/Nm³

8. Skład chemiczny atmosfery. Opisać

To cienka otoczka gazów okalająca ziemię a utrzymywana przy powierzchni przez siły grawitacji.

- azot 78,09%

- tlen 20,95%

- argon 0,93%

- dw. węgl. 0,03%

inne: woda, neon, hel, metan, wodór

9. Podział urządzeń oczyszczających gazy odlotowe

-urządzenia odpylające-odpylacze

- urządzenia do oddzielania kropel cieczy (mgieł) od gazów odlotowych

- urządzenia do oddzielenia gazów i gazów odlotowych

Podział ze względu na stosowane zjawiska fizyko-chemiczne stosowane w tych procesach

- urządzenia wykorzystujące siły grawitacji

- urządzenia wykorzystujące siły bezwładności

- urządzenia wykorzystujące siły odśrodkowe

- urządzenia wykorzystujące zjawiska elektrostatyczne

- urządzenia wykorzystujące proces filtracji

Urządzenia odpylające dzielimy na dwie grupy, urządzenia do odpylania suchego i mokrego

Zasada działania odpylacza elektrostatycznego

Dzięki wysokiemu polu elektrycznemu pył jest przyciągany przez elektrody zbiorcze, po odłączeniu napięcia załączane są strzepywacze po czym pył spada do części stożkowej zbiorczej. Wysoka sprawność, wydajność, niskie koszty,

Wady: wysokie koszty inwestycyjne, duże gabaryty, niebezpieczeństwo wybuchu pyłów

10. Fazy skupienia wody

- gazowa- para wodna

- ciekła - zbiorniki wodne , cieki wodne, wody głębinowe, zaskórne, opad atm, aerozol

kropelek wody w powietrzu (chmury)

- stała- lodowce, śnieg, chmury wysokie

11. Klasy czystości wody

1 klasa- woda nadająca się na cele konsumpcyjne, w produkcji przemysłu spożywczego, oraz

do hodowli ryb łososiowatych

2 klasa- nadaje się do hodowli pozostałych gatunków ryb, do hodowli zwierząt

gospodarskich, na cele kąpielisk itp.

3 klasa- na potrzeby przemysłu oraz nawadnianiu upraw

12. Podział wód.

Naturalne wody słodkie dzielimy na trzy grupy

1. wody opadowe- wody zanieczyszczone

2. wody powierzchniowe- główne źródło zapotrzebowania, naturalne lub sztuczne

3. wody podziemne

Wody podziemne dzielimy na:

1.wody zaskórne- są na niewielkich głębokościach i nie są przykryte nieprzepuszczalną

warstwą geologiczną.

2. wody gruntowe- leżą na głębokości kilku do kilkudziesięciu metrów pod powierzchnią

gruntu i są przykryte co najmniej jedną nie przepuszczalną warstwą geologiczną.

Cechuje je: stabilność składu chemicznego i temp, niewielki lub całkowity brak zasolenia,

brak zanieczyszczeń mikroorganizmami i substancjami organicznymi

3. wody głębinowe- stabilny skład, małe zasolenie, są to wody najwyższej jakości jednak

drogie w pozyskaniu.

13. Co wytwarzają bakterie na dnie morza

Jony metali ciężkich są truciznami dla mikroorganizmów czyli tych dobrych baterii, które nie są w stanie z nimi poradzić.

Aktualnie ilość zanieczyszczeń odprowadzanych przez człowieka do wód przekracza możliwości samooczyszczenia się większości zbiorników. Spowodowało to że większość wód jest bardzo zanieczyszczona. W morzu Bałtyckim stężenie jonów zwiększyło się 8-krotnie, niż powinno być, a azotanów jest 4 razy więcej do stanu naturalnego. Stwierdzono że 25% dna Bałtyku to Pustynia Bentonitowa na której niema życia biologicznego. Jest tyle osadów, które opadły na dno i uniemożliwiły istnienie życia biologicznego.

14. Rodzaje zanieczyszczenia wód?

1. naturalne

- wtargnięcia wód morskich do słodkich

- zasalanie wód podziemnych przez wymywanie złóż soli mineralnych

- spływ części ilastych, humus i związków żelaza ze zlewni do rzeki

2. sztuczne-wywołane przez człowieka

- ścieki płynne które dzielimy na: miejskie, przemysłowe, sanitarne, rolne,

- substancje wymywane z wysypisk, zwałowisk, hałd, składowisk

Źródła przypadkowe- np. nieszczelne rurociągi i zbiorniki, odpady po ruchu turystycznym, rzemieślnicy.

Substancje zanieczyszczające wodę- przez człowieka

- detergenty

- chlorowce, węglowodory aromatyczne

- fenole

- cyjanki

- aminy

- metale ciężkie

- azotany

- fosforany

- chlorki

a w wodach słonych: ropa naftowa i oleje opałowe,

15. Fizykochemiczne zanieczyszczenia wód.

- zanieczyszczenia mechaniczne-są to ciała stałe które pływają po powierzchni, są wleczone

po dnie bądź w postaci zawiesiny znajdują się w środowisku wodnym

- zanieczyszczenia koloidalne-organiczne i nieorganiczne, koloidami są najczęściej

substancje humusowe,

- zanieczyszczenia rozproszone w wodzie

O₂ i CO₂- poprawiają jakość wody na cele konsumpcyjne , obniżające jakość wody- siarkowodór, metan, amoniak, tlenek węgla.

16. Najważniejsze zanieczyszczenia wód-detergenty i węglowodory alifatyczno-aromat.

Detergenty- powodują tworzenie piany na powierzchni wód, co utrudnia dostęp światła oraz tlenu niezbędnego dla fauny i flory wodnej. Działają bardzo toksycznie na ryby , skorupiaki, plankton, wywołują uczulenia u ludzi.

Chlorowce i węglowodany aromatyczne. Związki te tworzą się w wodzie np. podczas procesu chlorowania (jeden z etapów uzdatniania wody) zanieczyszczonej węglowodorami alifatycznymi i aromatycznymi. W tych warunkach tworzą się związki z grupy THM które wywołują choroby nowotworowe układu pokarmowego.

17. pH wody- jest to ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych.

Dla roztworu obojętnego wynosi 7, dla silnych zasad zbliża się do 14,

dla silnych kwasów do 1, pH= - log [H], na podstawie pH określamy odczyn środowiska jaki mierzymy. Przy pH poniżej 5 następuje zahamowanie życia biologicznego, drobnoustrojów, planktonu oraz ryb, a następuje silny rozwój glonów.

18. detergenty- najważniejsze zanieczyszczenia człowiekotwórcze. Są one trudno degradowane przez środowisko. Powodują tworzenie się piany na powierzchni wód co utrudnia dostęp światła oraz tlenu niezbędnego dla fauny i flory wodnej. Działają bardzo toksycznie na skorupiaki, ryby, plankton. Wywołują uczulenia u ludzi. Źródłami detergentów są gospodarstwa domowe.

19. Pojęcie BZT₅- jest definiowane jako ilość mg tlenu jaka jest niezbędna dla zachodzących procesów biochemicznych w wodzie w odniesieniu do 1 litra i pierwszych 5 dni.

Wskaźnik ten mówi nam o stopniu zanieczyszczenia wody substancją organiczną.

Proces ten przebiega w dwóch fazach:

- faza pierwsza zasadnicza trwa około 5 dni i następują tutaj procesy hydrolitycznego

rozkładu węglowodorów, białek, tłuszczy z wydzieleniem wody, CO2, amoniaku.

- w fazie drugiej następuje utlenienie amoniaku do azotanów a proces kończy się po około 20

min.

W pierwszych dniach procesu następuje zużycie tlenu w około 70%

20. Wymień i omów czynniki mające wpływ na samooczyszczenie się zbiorników

wodnych.

Samooczyszczenie się zbiornika wodnego polega na rozkładzie rozmaitych zanieczyszczeń

organicznych przy udziale bakterii do prostych związków chemicznych

- zbyt wysoka temp. 35 st. C/za mało tlenu/

- zbyt niska temp. /zahamowanie przemian enzymatycznych/

- brak należytego dostępu światła- warstwa lodu i plamy oleju

- oraz najniebezpieczniejszy: występowanie jonów metali ciężkich- obniża wydajność

procesu samooczyszczenia się wód

Do najbardziej istotnych procesów składających się na samooczyszczenie należy:

- rozcieńczenie ścieków w zbiornikach

- sedymentacja zawiesin- opadanie na dno

- procesy adsorpcji- przyłączanie do osadów dennych

- proces chemicznego utlenia zanieczyszczeń

- mineralizacja substancji organicznej na drodze biochemicznej

- decydującym procesem jest mineralizacja substancji przy udziale drobnoustrojów (bakterie saprofityczne, grzyby, pierwotniaki, glony) dla których zanieczyszczenie zbiornika to źródło energii i materiał budulcowy.

Najważniejsze zaś jest utrzymywanie w zbiornikach wodnych odpowiedniej równowagi biologicznej. Przejawem tej równowagi są: wystarczająca ilość tlenu, brak w wodzie substancji toksycznych, odpowiednie pH wody, odpowiednia temp wody.

21. Schemat oczyszczalni ścieków

22. Ścieki przemysłowe - podział na 3 grupy

- 1 grupa- zbliżone swym składem chemicznym do ścieków komunalnych-ścieki przemysły

spożywczego,

- 2 grupa- ścieki które są podatne na biodegradacje dopiero po wstępnym oczyszczeniu

metodą fizykochemiczną, do tej grupy zaliczamy: ścieki za zakładów koksochemicznych,

petrochemicznych, i przemysłu papierniczo-celulozowego,

- 3 grupa- ścieki przemysłowe które nie poddają się biodegradacji które można oczyścić

jedynie metodami fizykochemicznymi. Do tych należą silnie kwaśne bądź silnie zasadowe

zawierające metale ciężkie, sole mineralne (np. wody kopalniane)

23. Do stosowanych metod fizyko-chemicznych oczyszczania ścieków przemysłowych zaliczamy:

- neutralizację - proces zobojętniania kawasów lub zasad

- wymianę jonową- oczyszczanie wody na cele energetyczne- oczyszczanie z soli

- redukcję

- chemiczne strącanie osadów

- sedymentacja

- filtracja

- flotacja- oddzielenie np. miedzi od skały płonnej (oddzielenie zanieczyszczeń)

- destylacja

- odparowanie

- chlorowanie

- spalanie

- adsorpcja

- ekstrakcja- zbiornik z cieczą która nie łączy się z wodą

24. Stosowane metody oczyszczania ścieków komunalnych

1 etap- oczyszczanie fizyko-mechaniczne- oddzielanie od środków zanieczyszczeń

mechanicznych które są wyłapywane na tzw. kratownicach w następnym etapie oddzielane

są od zanieczyszczeń oleje i substancje organiczne pływające po powierzchni ścieków na

filtrach piaskowych. Sedymentacja odbywa się w tzw. podstolnikach wstępnych- na tym

etapie z ścieków odseparowane są cząstki ciała stałego zawieszonych ściekach, pod

wpływem sił grawitacji cząstki te opadają na dno zbiornika.

2 etap- oczyszczanie biologiczne, proces jest realizowany w zbiornikach z tzw. aktywnym

złożem biologicznym którego zasadniczym składnikiem są bakterie saprofityczne przy

pomocy których następuje utlenienie zawartej w ściekach substancji organicznej.

proces ten może być prowadzony w dwojaki sposób:

- sposób 1- utlenianie z dostateczną ilością tlenu, w tej metodzie końcowymi produktami

przemiany zanieczyszczeń organicznych są: siarczany, azotany, dwutlenek węgla, woda

jednak w procesie tym występuje duży przyrost biomasy

- sposób 2- proces beztlenowej fermentacji w tej metodzie końcowymi produktami utleniania

substancji organicznej są: kwasy organiczne, aldehydy, alkohole, metan

W procesie beztlenowym przyrost biomasy jest znacznie mniejszy a jeden z produktów

fermentacji - metan może być używany jako paliwo

25. Degradacja gleby przez przemysł

-górniczy-nadkład, skała płonna, solanki

- hutniczy- popioły, żużle

- budowlany- roboty ziemne, gruz

- chemiczny - silnie kwaśne bądź zasadowe

dodatkowo opady atmosferyczne o niskim pH

Do głównych odpadów przemysłowych zaliczamy: wszelkiego rodzaju odpady poprodukcyjne, oleje, smary, opakowania popiół, nadkłady, gruz budowlany, osady ściekowe,

Szczególne odpady to: ścieki i osady z hut (zawierają jony metali ciężkich), azbest

26. Czynniki mające wpływ na degradację gleby

- wypalanie gleb na skutek pożarów

- zmiany fizyko-chemiczne gleb

- zanieczyszczenia metalami ciężkimi

- zanieczyszczenia substancjami chemicznymi (nawozy i pestycydy)

- osadzanie się pyłów przemysłowych

- wpływ niewłaściwej gospodarki lesnej

- erozja wodna i powietrzna

- wyjałowienie gleb

- zasolenie gleb

27. Układ trójfazowy gleby

- faza stała- są to cząsteczki ciała stałego o różnej średnicy zlepione z sobą koloidem

- faza ciekła- którą stanowią roztwory wodne związków chemicznych

- faza gazowa- jest to powietrze glebowe w swym składzie zbliżone do atmosferycznego,

zawiera więcej pary wodnej, CO2, amoniak, SO4, CH4.

28. Formy degradacji gleby-

Degradacja gleby może mieć podłoże naturalne bądź wywołane działalnością człowieka.

Naturalne to erozja powietrzna - stałe wywiewanie z gleby humusu a nawiewanie piasku

lub wodna- polega na ciągłym wymywaniu z gleby wartościowych jej składników

Degradacja wywołana przez człowieka-

- geotechniczne - górnictwo, budownictwo

- chemiczna- alkalizacja bądź zakwaszenie-przemysł energetyczny, chemiczny, hutniczy,

rolniczy (nawozy sztuczne oraz pestycydy)

- fizyczne- nadmierne zagęszczenie gleby np. przez jej zbytnie odwodnienie

- biologiczne- działanie pośrednie, zniszczenie świata roślinnego o zwierzęcego.

29. Edafonia- zespół organizmów zamieszkujących wierzchnią warstwę gleby

W sklad edafonu wchodzą mikroorganizmy takie jak: bakterie, pierwotniaki, glony, grzyby, porosty.

Zwierzęta wyższe takie jak: obleńce, pierścienice, dżdżownice, wazonkowce, mięczaki, stawonogi, gryzonie.

Świat roślin wyższych -organizmy te występują w warstwie gleby na głębokościach od 2-3cm do 1m.

Ich ilość i skład gatunkowy jest zróżnicowany i zależy od typu gleby.

30. Proces samooczyszczenia się gleby

- proces ten polega na przemianie substancji organicznych zawartych w glebie przy udziale drobnoustrojów do prostych związków nieorganicznych.

Procesy te wymagają odpowiedniej ilości tlenu. W zależności od ilości tlenu w glebie wyróżniamy dwa typy procesów.

a) aerobowy (tlenowy)- produkty końcowe azotany, siarczany, fosforany, CO2, H2O

b) anaerobowy (beztlenowy)- prod. końc. Amoniak azot, siarkowodór, CH4

31. erozja- jest to naturalny proces pogarszający jej jakość

- powietrzna - stałe wywiewanie z gleby humusu a nawiewanie piasku

- wodna- polega na ciągłym wymywaniu z gleby wartościowych jej składników

32. Sposoby utylizacji odpadów przemysłowych.

Pierwszy sposób to kompostowanie, dla którego muszą być spełnione następujące warunki:

- temp. do 65^oC

- duża wilgotność

- pH 4,5 do 9,5

- stosunek węgla do azotu 16:20

Drugi sposób to: spalanie odpadów, warunek: daleko posunięta segregacja odpadów

33. Metody ograniczenia uciążliwości odpadów

- wprowadzenie technologii produkcji minimalizującej ilość odpadów

- wykorzystanie odpadów poprodukcyjnych do powtórnego ich przetworzenia jako surowce

wtórne

- utylizacja odpadu poprodukcyjnego

- zabezpieczenie migracji tych odpadów w środowisku

1

ŚCIEKI MIEJSKIE

CH₄

DO ZBIORNIKA

SUCHE OSADY

POLETKA OSUSZAJĄCE

KOMORY FERMENTACYJNE

CHLOROWANIE

OSADNIKI WTÓRNE

OCZYSZCZANIE BIOLOGICZNE

OSADNIK WSTĘPNY

SEPARATORY MECHANICZNEE

---