WODA W ŻYCIU CZŁOWIEKA

Woda jest substancją niezbędną do życia. Zawartość wody w cytoplazmie roślin wynosi około 75%, a u niektórych zwierząt dochodzi nawet do 90%. Woda jest najbardziej rozpowszechnionym w przyrodzie związkiem chemicznym i odgrywa ważną rolę jako rozpuszczalnik wielu substancji. Przez ludzi jest używana do spożycia, do celów higienicznych i w gospodarstwie domowym. W większości procesów przemysłowych zużywane są duże ilości wody. Poza tym używa się jej do przenoszenia ciepła zarówno w chłodnictwie, jak i w ogrzewnictwie. Dzięki wodzie zamienia się energia cieplna, poprzez parę wodną , w energię mechaniczną .

Nie wszystkie wody kuli ziemskiej są wodami obiegowymi. Część ich jest zmagazynowana w lodowcach, wiecznych śniegach i na dużych głębokościach w Ziemi, w postaci wód głębinowych. Człowiek wykorzystuje głównie wody słodkie, które stanowią około 6% całych zasobów wodnych. Wody słodkie dzieli się na opadowe, powierzchniowe i podziemne. Nie wszystkie one są dostępne dla człowieka. Ze względu na olbrzymią powierzchnię mórz i oceanów większość wód opadowych spada do nich, stając się wodami zasolonymi . Do wód powierzchniowych zalicza się wody stojące ( jeziora, stawy ) i płynące ( rzeki , strumienie ). Do tych ostatnich należą wody spływające po powierzchni gleb lub w warstwie gleby. Wody podziemne występujące do 3 metrów głębokości, noszą nazwę wód zaskórnych, a występujące poniżej 3 m określa się jako wody gruntowe.

Przeciętny bilans wodny ziem Polski ( czyli zestawienia ilościowego przychodu i rozchodu wody w ciągu roku ), obliczone na podstawie wieloletnich danych, przedstawia poniższe zestawienie:

1. Przychód wody z opadów atmosferycznych i rzek

płynących z zagranicy +191,4 km³

2. Powrót do atmosfery przez parowanie powierzchni

ziemi i transpiracji roślin -132,8 km³

3. Odpływ powierzchniowy i podziemnych +58,6 km³

4. Nie dający się pozyskać odpływ wezbraniowy

i konieczny odpływ biologiczno-sanitarny -36,6 km³

5. Możliwy do pozyskania zasób dyspozycyjny +22,0 km³

Zasób dyspozycyjny wód w Polsce nie jest duży. Na jednego mieszkańca przypada _średnio 1700 m³ wody, co odpowiada 4,5 m³ na dobę. Stawia to nasz kraj na 22 miejscu wśród państw europejskich. W związku z dewastacją przyrody i niszczeniem naturalnych zbiorników retencyjnych w przyszłości woda stanie się_ najbardziej deficytowym surowcem w Polsce. Obecnie największym odbiorcą_ w Polsce są zakłady produkcyjne , dysponujące własnymi ujęciami wody ( 67% ). Na drugim miejscu znajduje się gospodarka komunalna (21%), a na trzecim - rolnictwo i leśnictwo (12%). Zasoby wodne w Polsce charakteryzują się bardzo nierównomiernym rozmieszczeniem.

RODZAJE ZANIECZYSZCZENIA WÓD

Woda jest podstawowym elementem utrzymania równowagi w _środowisku przyrodniczym.Zanieczyszczenie wód wpływa niekorzystnie na równowagę_ _środowiska przyrodniczego a także pozbawia człowieka zasobów dyspozycyjnych. Niemal wszystkie zanieczyszczenia atmosfery i gleb poprzez spływ powierzchniowy trafiają w końcu do jezior, rzek a następnie mórz i oceanów, powodując w nich różnorodne niekorzystne zmiany. W morzach i oceanach z powodu ich olbrzymiej pojemności liczącej około 1370 mln km³ przejawy zanieczyszczenia długo nie były widoczne, traktowano je długo jako światowy śmietnik mogący pomieścić wszystkie odpady. Gromadzące się przez lata odpady dały się zauważyć dopiero w połowie dwudziestego wieku.

Zanieczyszczenia wód w zależności od ich pochodzenia i sposobu dziabania dzielimy na:

1. Zanieczyszczenia komunalne- są to przede wszystkim ścieki miejskie, powstające na skutek działalności człowieka ,oraz ścieki przemysłu spożywczego. Charakteryzuje je wysokie BZT₅ (pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie na tlen), jak równie duża liczba bakterii i wirusów często chorobotwórczych. Wysoka zawartość biogenów jak wnoszą, powodować mogą eutrofizację wód przybrzeżnych .Zawierają także detergenty, które są zabójcze dla organizmów żywych.

2. Zanieczyszczenia przemysłowe- mogą dostawać się do wód bezpośrednio, w postaci ścieków przemysłowych, lub z atmosfery, jako zanieczyszczenia powietrza. Są to różnego rodzaju pyły oraz związki chemiczne organiczne i nieorganiczne. Do nieorganicznych zanieczyszczeń rozpuszczalnych należą sole mineralne. Jednym z głównych źródeł zasolenia wód są emisje dwutlenku siarki do atmosfery, skąd wraca w postaci tzw.. kwaśnych deszczów. Inne sole pochodzą z przemysłu chemicznego i górnictwa, są to sole metali ciężkich: ołowiu, miedzi, rtęci które działają zabójczo na organizm ludzki. Zanieczyszczenia organiczne to głównie węglowodory ( głównie ropa naftowa i jej pochodne), fenole ( substancje silnie toksyczne i wywołujące oparzenia skóry).

3. Zanieczyszczenia rolne- są to z jednej strony nawozy naturalne i _środki ochrony roślin które przez wody opadowe są spłukiwane do zbiorników wodnych (nawozy azotowe, fosforowe, potasowe które przyspieszają wzrost i rozwój roślin wodnych oraz pestycydy działające toksycznie), z drugiej strony- ścieki z intensywnej hodowli zwierząt.

4. Zanieczyszczenia wojskowe- najczęściej nieznany jest rodzaj odpadów i miejsce ich zrzutu. Często charakteryzują się one dużą toksycznością.

5. Zanieczyszczenia stałe- np: wraki samochodów, statków. Te zanieczyszczenia utrudniają żeglugę oraz rybołówstwo.

6. Zanieczyszczenia termiczne- są związane ze spuszczaniem do zbiorników wodnych wód ciepłych lub gorących. Powoduje to podniesienie temperatury w zbiornikach wodnych i prowadzi do poważnych zmian we florze i faunie.

7. Substancje bagrowane i osadowe- wydobywanie minerów z dna morskiego powoduje tworzenie się osadów zmieniających charakter dna.

OCHRONA WÓD

Woda należy do zasobów niewyczerpywalnych. Można wprawdzie spowodować, że określone zasoby wodne stają się w wyniku zanieczyszczenia nieprzydatne dla człowieka lub nawet szkodliwe, ale zarówno w procesach naturalnych, jak i sztucznych możliwe jest oczyszczenie tej wody i powtórne jej użycie. Procesy samooczyszczania się wód zachodzą w przyrodzie stale. Polegają one na sedymentacji, czyli opadaniu na dno zawiesin. Cząstki organiczne są następnie rozkładane przy udziale mikroorganizmów. Końcowym produktem takiego rozkładu są związki nieorganiczne które w postaci soli mogą być pobierane przez rośliny- jest to mineralizacja. W przypadku kwasów i zasad następuje ich neutralizacja, czyli doprowadzenie do odczynów obojętnych, a w końcowym efekcie także mineralizacja. Dzięki tym procesom, im dalej od źródła zanieczyszczenia, tym bardziej woda jest czysta . Zanieczyszczone wody rzek ograniczają rozwój wielu organizmów, a w krańcowych wypadkach, przy bardzo dużej ilości ścieków lub wysokiej ich toksyczności dochodzi do zupełnego zaniku życia w rzece. Zanieczyszczone wody traktuje się jako ścieki i nieuwzględnia się w klasyfikacji czystości wód. Obecnie prawie 1/3 naszych rzek należy do tej kategorii.

Klasy czystości wód:

-wody III klasy nadają się do nawadniania pól oraz do użytku przemysłowego z wyjątkiem przemysłu spożywczego.

- wody II klasy nadają się na kąpieliska , sporty wodne oraz do hodowli ryb, z wyjątkiem ryb łososiowatych.

- wody I klasy to wody całkowicie czyste, które mogą być wykorzystywane jako wody pitne, dla przemysłu spożywczego oraz do hodowli wielu ryb.

Wskaźnik	Jednostka Miary	Klasa czystości
				pierwsza	druga	trzecia
Pięciodobowe biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZT5)	mg O2 / l	 4	 8	 12
Tlen rozpuszczony	mgO2 / l	≥ 6	≥ 5	≥ 4
Azot amonowy	mg NNH4 / l	 1	 3	 6
Fosforany rozpuszczalne	mg PO4/ l	 0,2	 0,6	 1
Rtęć	mg Hg/l	 0,001	 0,005	 0,01
Kadm	mg Cd/l	 0,005	 0,03	 0,1
Miano Coli		≥ 1	≥ 0,1	≥0,01

Normy czystości źródłowych wód powierzchniowych według rozporządzenia Ministra Ochrony środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 5 listopad 1991r.

Wody silnie zanieczyszczone tracą --> [Author:BA] --> [Author:BA] zdolności do samooczyszczania i wówczas część lub wszystkie nagromadzone w nich zanieczyszczenia docierają do mórz i oceanów. Powodują tam skażenia różnych organizmów, w tym morskich ryb będących ważnym źródłem wyżywienia ludzi. Pod tym względem w szczególnej sytuacji znajduje się Morze Bałtyckie. Jest ono niewielkie (ok. 420.000 km²) i niezbyt głębokie (średnio 55 m).Bardzo powoli występuje w nim wymiana wód (około 24 lata), a tym samym jego samooczyszczanie się.

Ochrona wód przed zanieczyszczeniem realizuje się różnymi sposobami. Jeden, to oszczędne gospodarowanie wody i zwiększenie jej zasobów dyspozycyjnych przez oczyszczanie ścieków i innych wód zanieczyszczonych. W tym względzie konieczna jest budowa oczyszczalni ścieków komunalnych i przemysłowych oraz wiejskich. W odniesieniu do ścieków bytowych pierwszym etapem jest zawsze oczyszczanie mechaniczne, czyli kraty i sita, które zatrzymują zanieczyszczenia stałe np: gałęzie, kawałki materiałów, kamienie. Ścieki mogą zawierać również zawiesiny nieorganiczne, od piasku poczynając, a kończąc na drobinach popiołu i rudy. Takie zawiesiny oddziela się w odkrytych zbiornikach zwanych osadnikami. Oczyszczanie ścieków bytowych jest naturalnym procesem biologicznym, który mógłby zachodzić samoczynnie w jeziorach, a jeszcze łatwiej w rzekach , gdyby nas było mniej. Ponieważ jednak jest nas dużo należy budować oczyszczalnie ścieków gdzie naturalne procesy zostaną wzmożone i podołają ilości wytwarzanych zanieczyszczeń. Oczyszczanie biologiczne polega na stworzeniu jak najlepszych warunków dla bogatego zespołu bakterii, pierwotniaków i grzybów, które mogą się rozmnażać i rozwijać, a przy tym rozkładają materię organiczną, zawartą w ściekach aż do substancji nieorganicznych: CO₂, H₂O, azotanów i fosforanów. Pierwszym z istotnych warunków jest stała dostępność tlenu (dla niektórych bakterii, związki azotu potrzebne są również warunki beztlenowe). Drugim ważnym warunkiem jest zapewnienie stałego podłoża aby organizmy dobrze się rozwijały, tworząc warstewkę grubości paru milimetrów, która nazywa się błoną biologiczną. Uzyskać możemy to przez odpowiednią konstrukcję , która zapewni stały kontakt bakterii ze ściekami i powietrzem. Zespół mikroorganizmów można też wyhodować bez podłoża. Ścieki muszą być wówczas starannie i nieustannie mieszane, powstają luźne kłaczki błony biologicznej (tzn..osad czynny), które są zawieszone w cieczy i w tej pozycji rozkładają zanieczyszczenia. Część materii organicznej zawartej w ściekach, zostaje rozłożona do związków nieorganicznych. Część wbudowana w ciała bakterii i innych organizmów zespołu. Część , wraz z szczątkami mikroorganizmów błony biologicznej, staje się osadem organicznym. Osad poddaje się fermentacji bakteryjnej i w temp. powyżej 50^oC zabija wszystkie niepożądane organizmy (wirusy, bakterie chorobotwórcze, jaja pasożytów). Po tym procesie osad jest odporny na dalszy rozkład i może być wykorzystany jako nawóz organiczny.

Schemat działania biologicznego oczyszczania ścieków.

Ścieki przemysłowe bywają bardzo trujące. Do oczyszczania ścieków, które zawierają agresywne chemikalia, trzeba używać innych, równie agresywnych substancji aby je zneutralizować .Weźmy jako przykład ścieki z galwanizerni, zakładu, w którym elektrolitycznie powleka się metal- zwykle żelazo warstewką ochronną innego metalu. Ścieki zawierają wiele cyjanków. Dla kręgowców są to jedne z najsilniejszych trucizn. Oczyszczanie polega na utlenianiu cyjanków chlorem albo podchlorynem sodowym, aż do dwutlenku węgla i wolnego azotu lub amoniaku. Proces ten przeprowadza się w środowisku bardzo zasadowym- optymalne jest pH 11 . Metale ciężkie- ołów, kadm, cynk, miedz- można wytrącać, tzn..przeprowadzać je w związki trudno rozpuszczalne. Dodawanie do ścieków węglanu sodowego albo skażeń z zawartością węglanu wapnia powoduje, że wytrącają się trudno rozpuszczalne węglany miedzi i ołowiu. W przypadku podobnych skażeń wielkie zalety ma metoda zamkniętego obiegu wody, oznacza to wykorzystanie tej samej wody wstępnie tylko oczyszczanej (ciągle jeszcze zawiera ona nieco ołowiu i kadmu). Ścieki z zakładów przemysłu spożywczego zawierają głównie materie organiczne, czyli można je oczyszczać tak samo jak ścieki bytowe.

W obecnej chwili stan wód w Polsce nie jest zbyt zadawalający. Jest to związane w dużym stopniu z brakiem inwestycji w tej dziedzinie w latach ubiegłych (oczyszczalnie, retencja wód), a także z brakiem _świadomości ekologicznej wśród ludzi. Naprawienie tych szkód wymaga w tej chwili dużych nakładów finansowych, nowoczesnych technologii, a także podniesienia wiedzy na tematy ekologiczne u zwykłych ludzi.

1

---