HIGIENA KOMUNALNA - na podstawie wykładów

12. MECHANIZMY WYMIANY CIEPŁA ORGANIZMU LUDZKIEGO Z OTOCZENIEM

Człowiek jako organizm stałocieplny, utrzymuje stałą temperaturę wewnętrzną ciała w wąskim zakresie, bliskim 37°C.

W celu zachowania tego stanu powinna być zachowana równowaga zysków i strat ciepła.

• ZYSKI CIEPŁA: Ciało zyskuje ciepło głównie z przemian metabolicznych oraz za pośrednictwem promieniowania cieplnego i konwekcji ze środowiska, gdy jest ono cieplejsze od średniej ważonej temperatury skóry.

• STRATY CIEPŁA: Utrata ciepła następuje głównie drogą promieniowania i konwekcji do środowiska chłodniejszego, niż średnia temperatura skóry, a także przez parowanie wody zarówno z dróg oddechowych, jak i potu na powierzchni skóry.

Jeżeli zostanie zakłócona równowaga między zyskami i stratami ciepła, ciało magazynuje ciepło lub ma jego niedobór, czego efektem jest zmiana temperatury ciała.

Komfortem cieplnym określamy stan, w którym człowiek nie czuje ani chłodu ani ciepła.

CZŁOWIEK
Zyski ciepła	Straty ciepła
Przemiany metaboliczne	Promieniowanie , konwekcja
Przemiany środowiska	Parowanie , przewodzenie

Pomiędzy człowiekiem a środowiskiem zewnętrznym zachodzi nieustająca wymiana ciepła na drodze przejmowania, przewodzenia oraz promieniowania, opisana równaniem równowagi termicznej organizmu (bilansu cieplnego):

Htot= ± H c± Hr + He ± Hs

Htot - metabolizm(metaboliczna) produkcji ciepła

Hc - wymiana ciepła przez przewodzenie (czyli bezpośredni kontakt ciała z przedmiotami) i konwekcję (zależna od różnicy między temperaturą otaczającego powietrza i temperaturą zewnętrznej powierzchni odzieży i nieokrytych części ciała)

Hr - wymiana cieplna przez promieniowanie

He - utrata ciepła przez parowanie

Hs - ciepło skumulowanie w organizmie

Temperatura wewnętrzna - wypadkowa równowagi pomiędzy pomiarem ciepłego zysku przez organizm a rozproszeniem do otoczenia

Równowaga cieplna - osiągalna przez regulacje biologiczną, która odbywa się na drodze fizjologicznej i behawioralnej

Termoregulacja behawioralna - stosowanie odpowiednio dobranej odzieży, wietrzenie i klimatyzowanie, ogrzewanie pomieszczeń

Regulacja fizjologiczna - zachodzi wówczas, gdy termoregulacja behawioralna jest nie wystarczająca, uruchomienie następuje odruchowo, automatycznie

Regulacja fizjologiczna organizmu może odbywać się drogami:

• regulacja chemiczna - sterowanie intensywnością procesów metabolicznych

• regulacja fizyczna - przemieszczanie krążącej krwi skutkiem rozszerzania lub zwężania naczyń krwionośnych skóry i wydzielania potu przez gruczoły potowe

PRZEWODZENIE

• zachodzi pomiędzy ciałami fizycznymi stykającymi się ze sobą niezależnie od ich stanu skupienia

• polega na bezpośrednim przekazywaniu energii cieplnej zawsze od ciała o wyższej temperaturze do ciała o niższej temperaturze

• najwyższe przewodzenie cieplne wykazują metale, a najniższe powietrze oraz futro zwierząt, pióra, tkaniny wełniane itp.

KONWEKCJA

• wymiana ciepła z cieczami i gazami przez ruchy mas w tych ośrodkach

• ułatwia ona utratę ciepła z ciała stałego

• zależy głównie od powierzchni zewnętrznej organizmu

• Rodzaje:

• Konwekcja swobodna (naturalna) - gdy przepływ mas powoduje różnica temp. ( różnica gęstości) pomiędzy stykającymi się ciałami

• Konwekcja wymuszona - gdy przepływ mas jest wymuszony stanami zewnętrznymi np. prądy powietrza, wodne, wiatraki

PRZEWODZENIE I KONWEKCJA

• utrata ciepła z organizmu człowieka poprzez przewodzenie i konwekcję sięga w spoczynku ok. 15 % całej utraty ciepła

• szybkość przenoszenia(przewodzenia) ciepła z wewnętrznych części ciała do skóry, zależy od przewodzenia cieplnego tkanek i od różnic temp. między wnętrzem ciała a powierzchnią skóry.

• Ze względu na ubiór - utrata ciepła na drodze przewodzenia jest znikoma -większą role odgrywa konwekcja - ruch powietrza kontaktującego się z powierzchnią ciała, który powoduje unoszenie się ogrzanych cząstek powietrza i w ich miejsce napływu nowych. Zwiększony ruch powietrza zwiększa wymianę ciepła.

PROMIENIOWANIE

• przepływ ciepła pomiędzy dwoma nie stykającymi się przedmiotami (ciałami)

• każde ciało powyżej temp. zera absolutnego (0ºK) emituje promieniowanie elektromagnetyczne

• utrata ciepła na drodze P człowieka w spoczynku sięga od 60% całej utraty ciepła

• utrata ciepła na tej drodze nie jest proporcjonalna do całej powierzchni ciała, a jedynie do powierzchni jego części wróconej do obiektów o niskiej temp.

• wymiana ciepła przez P zależy od temp. powierzchni wzajemnie na siebie promieniujących, nie zależy natomiast bezpośrednio od temp. pow. Znajdującego się między tymi powierzchniami.

PAROWANIE

• utrata ciepła z organizmu wraz z wodą, gdy temp. otoczenia jest wysoka

• zamiana 1grama wody w parę wodną w temp. pokojowej wymaga 584 kcal ciepła

• ilość ciepła powietrza konieczna do osiągnięcia przejścia fazowego od wody do pary nazywamy ciepłem parowania

• ciepło parowania pocącego się człowieka wynosi 580 cal

• przeciętnie na dobę człowiek produkuje 0,75-1 litra potu

• skuteczności parowania zależy od wilgotności powietrza - im niższa wilgotność im efektywniejsza jest utrata ciepła -w spoczynku w warunkach komfortu ciepła, człowiek traci na drodze P - ok. 25% całej ilości ciepła wydalanego z ustroju

• Utrata ciepła poprzez parowanie zachodzi dzięki:

• Parowaniu niewidocznemu - proces polega na nie regulowanym fizjologicznie procesie - woda paruje na drodze dyfuzji z powierzchnią naskórka, ujściu gruczołów potowych, pęcherzyków płucnych, błon śluzowych itp.

• Parowanie wydzielonego potu

• Parowanie jest jedyną drogą usuwania ciepła z ustroju w otoczeniu o temp. przeżywającej temp. skóry w którym nie ma obiektów o niższej temp.

Mechanizmy utraty ciepła:

• Utrata bierna to promieniowanie, przewodzenie i konwekcja

• Utarta czynna czyli parowanie

W temp. otoczenia 37ºC bierna utrata ciepła ust. właściwości ustaje. W takich warunkach jedynym mechanizmem zaangażowanym w oddawanie ciepła jest utrata czynna.

Jednakże wraz z e wzrostem wilgotności maleje również utrata czynna i w temp 37º i przy wilgotności względnej 100% zarówno utrata czynna i bierna ustaje całkowicie.

Drogi utraty ciepła z organizmu ludzkiego:

• Skóra 82%

• Układ oddechowy 12%

• Układ pokarmowy i moczowy 6%

15. ŚCIEKI - ZAGROŻENIA DLA ZDROWIA I METODY ICH UNIESZKODLIWANIA.

Ścieki:

Ściekami nazywamy wody wykorzystane w gospodarstwach domowych i różnych gałęziach produkcji przemysłowej oraz wody opadowe pochodzące z opadów deszczu i śniegu

Wg ustawy - ściekami nazywamy substancje ciekłe, które wprowadzone bezpośrednio lub za pośrednictwem urządzeń kanalizacyjnych do wód albo ziemi mogą ją zanieczyszczać, zmieniając ich stan fizyczny, chemiczny lub biologiczny albo działać niszcząco na świat rośliny lub zwierzęcy.

Ścieki nie są odpadami!

Rodzaje ścieków

W zależności od charakteru i pochodzenia ścieki dzielimy na:

• Ścieki bytowo-gospodarcze

• Wody pochodzące z gospodarstw domowych: z mycia, prania, utrzymywania higieny, a także urządzeń sanitarnych

• Świeże ścieki mają barwę żółto-szarą lub biało-szarą, a zagniwające - czarno-szarą lub czarną

• pH ścieków waha się miedzy 6,6 a 8,0

• Zawierają związki mineralne (np. Chlorki, siarczany, azotyny, azotany) oraz organiczne (białka, peptydy, aminokwasy oraz ich pochodne) a także węglowodany i tłuszcze

• Znajdują się w nich resztki pożywienia, kał, mocz, odpady kuchenne i inne

• Zawierają również duże ilości bakterii saprofitycznych i chorobotwórczych oraz wirusy i jaja robaków (miano coli wynosi od 10^-5 do 10^-8)

• Ścieki przemysłowe

• Wody wykorzystywane w różnych procesach technologicznych w wielu gałęziach przemysłu

• Ich skład jest bardzo różnorodny i zależy od rodzaju przemysłu, stosowanych surowców i technologii

• Do najbardziej uciążliwych ścieków należą ścieki petrochemiczne, koksochemiczne, farmaceutyczne, ciężkiej syntezy chemicznej, z produkcji celulozy

• Ścieki przemysłowe z browarów, mleczarni, garbarni, rzeźni, drożdżowni zawierają oprócz zanieczyszczeń organicznych i mineralnych znaczne ilości bakterii, wirusów i grzybów chorobotwórczych

• Wody infiltracyjne oraz przypadkowe

• Wody infiltracyjne - to wody pochodzenia gruntowego, przedostające się do kanalizacji poprzez różnego rodzaju nieszczelności w rurach

• Wody przypadkowe - to wody dostające się do kanalizacji w wyniku przyłączenia do niej odpływów z dachów, ulic lub przez nieszczelne włazy studzienek

• Wody te nie wnoszą do rur kanalizacyjnych zanieczyszczeń lecz wpływają na rozcieńczenie ścieków

• Wody opadowe

• Są to ścieki pochodzące z opadów deszczu i śniegu oraz wody z mycia i polewania ulic

• Mogą wprowadzać do kanalizacji takie zanieczyszczenia jak: oleje, smoły, azbest, WWA, metale ciężkie, czy różne rozpuszczone w wodzie gazy zanieczyszczające atmosferę

Wskaźniki stosowane przy analizie ścieków

• BZT₅ - biologiczne zapotrzebowanie na tlen - jest to standardowe oznaczenie ilości zanieczyszczeń organicznych w ściekach

• Jest to ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie zużyta przez bakterie aerobowe (tlenowe) (mg/dm3) w ciągu określonego czasu (5 dni)

• W celu kontroli procesu oczyszczanie ścieków parametr BZT₅ oznacza się na wlocie i wylocie z oczyszczalni

• ChZT - chemiczne zapotrzebowanie na tlen

• Obecność fenoli cyjanków, metali ciężkich, olejów, tłuszczy, detergentów

• Miano coli i ogólna liczba bakterii wyhodowana z 1ml ścieków

Metody usuwanie ścieków i nieczystości

Znane są dwie metody zbierania i usuwania ścieków

1. Centralna za pomocą kanalizacji

• Kanalizacja - zespół urządzeń sanitarnych i technicznych służących do zbierania i odprowadzania ścieków do odbiornika lub oczyszczalni ścieków

• Całość sieci kanalizacyjnej składa się z trzech części

• Wewnętrzne (kanalizacja domowa)

• Zewnętrznej (uliczna sieć kanalizacyjna)

• Oczyszczalno ścieków

• W zależności od sposobu zbierania ścieków wyróżniamy kanalizację:

• Ogólnospławną - gdy wszystkie rodzaje ścieków odpływają do oczyszczalni jednym przewodem kanalizacyjnym

• Rozdzielczą - ścieki opadowe odprowadza się osobnymi przewodami często bez oczyszczania - do rzeki

• Asenizacyjna

• Metoda ta polega ba usuwaniu i wywożeniu ścieków i nieczystości z miejsc nieskanalizowanych

• Zastąpienie tej metody przez kanalizację spowodowało wyeliminowanie niemal całkowite epidemii duru brzusznego, cholery czy innych chorób układu pokarmowego

• Z tą metodą wiąże się rozwiązanie trzech zagadnień:

• Gromadzenie i przechowywanie nieczystości i ścieków

• Transport (wywóz)

• Wybór miejsca i sposobu unieszkodliwiania

Oczyszczanie ścieków

Stopnie oczyszczania ścieków

1. Oczyszczanie I stopnia - wstępne (najczęściej fizyczne)

• Prowadzi do obniżenia poziomu zanieczyszczeń na drodze oczyszczania mechanicznego i procesów fizycznych

• Polegają one na usunięciu grubszych zawiesin organicznych i mineralnych oraz ciał pływających

• W oczyszczaniu ścieków za pomocą tej metody stosowane są takie urządzenia jak: kraty, sita, piaskowniki, odtłuszczacze i osadniki wstępne

• Kraty i sita są mechanicznymi przegrodami ustawionymi na drodze spływu ścieków. Osadzające się na nich zanieczyszczenia, zwane skratkami, usuwa się okresowo ręcznie lub mechaniczne

• Piaskowniki

• Zatrzymują cięższe zanieczyszczenia ziarniste takie jak piasek, mułu węglowe itp.

• Ziarna tych frakcji charakteryzują się dużym stopniem twardości. Nie oddzielenie ich powodowałoby szybkie zużycie urządzeń mechanicznych takich jak pompy, zawory itp. Pracujących w przepompowniach

• Piaskowniki płaskie mają kształt rynien o długości kilku metrów, w których zanieczyszczenia osadzają się na dnie wskutek działania siły ciężkości podczas przypływu ścieków z niewielką prędkością

• Odtłuszczacze (tłuszczowniki)

• Są to przepływowe osadniki służące do oddzielania zanieczyszczeń o gęstościach mniejszych od wody, co powoduje, że unoszą się na jej powierzchni

• Mają postać basenu flotacyjnego. Ścieki przepływają ze zmniejszoną prędkością umożliwiającą wypłynięcie tłuszczu na powierzchnię cieczy

• W celu ułatwienia wypływu wytwarza się w cieczy pęcherzyki powietrza, wdmuchując sprężone powietrze przez otwory w pobliżu dna tłuszczownika

• Pęcherzyki powietrza unosząc się ku powierzchni porywają cząstki tłuszczu

• Warstwa tłuszczów lub olejów zgarniana jest systemem przelewów lub czerpaków

• Osadniki

• Służą do usuwania ze ścieków zanieczyszczeń łatwo opadających

• Oczyszczanie ścieków odbywa się w sposób ciągły z wykorzystaniem sił grawitacyjnych

• W osadnikach można oddzielić cząstki stałe o średnicy ponad 0,03mm

• Ścieki oczyszczone w osadnikach mają wyraźnie zredukowaną wartość parametru BZT₅

• W osadnikach Imhoffa (dwukomorowych) poza rozdzieleniem osadów od ścieków następuje fermentacja z wydzieleniem metanu i dwutlenku węgla

• Otrzymany w ten sposób gaz może służyć do celów opałowych (metan 65-70%, CO₂ 25-30%)

• Czas oraz intensywność fermentacji zależą od temperatury (w temperaturze 10-15 całkowity rozkład osadu następuje po 2-4 miesiącach

• Osadniki te redukują BZT₅ o około 40% a zawiesiny o około 70%

• Efekt końcowy oczyszczania mechanicznego to

• Oddzielenie skratek i piasku

• Usunięcie zawiesiny łatwo opadającej w około 90%

• Zawiesiny ogólnej w 60-70%

• BZT₅ - 30%

• ChZT - 20-40%

• Azotu organicznego - 10-20%

• Fosforu ogólnego - 5-15%

• Jaj robaków - 70-85%

• Bakterii - 25-74%

• Oczyszczanie II stopnia - biologiczne lub równorzędne chemiczne

• Metody chemiczne służą głównie do oczyszczania ścieków przemysłowych

• Oparte są na następujących procesach

• Neutralizacji ścieków kwaśnych i zasadowych

• Utleniania chlorem, jego związkami i ozonem

• Strącania chemicznego i koagulacji

• Wymiany jonowej zanieczyszczeń mineralnych

• Ekstrakcji (głównie do usuwania fenoli)

• Sorpcji na węglu aktywnym lub innych sorbentach

• W zależności od składu ścieków można prowadzić oczyszczanie jedną lub kilkoma z podanych metod

• Wymienione wcześniej procesy mają zastosowanie

• Do podczyszczania ścieków przemysłowych przed ich odprowadzeniem do kanalizacji miejskiej

• Do końcowego lub pośredniego oczyszczania ścieków przemysłowych odprowadzanych do wód powierzchniowych lub użytkowanych powtórnie w zakładach przemysłowych

• W pierwszym etapie oczyszczania ścieków miejskich w oczyszczalni w celu wspomagania procesów odtłuszczania i sedymentacji lub przygotowania ścieków do oczyszczania biologicznego

• Podczas drugiego etapu oczyszczania w oczyszczalni miejskiej równocześnie z procesem biologicznym lub zamiast niego

• W końcowym etapie oczyszczania w oczyszczalni miejskiej w celu usunięcia ze ścieków substancji biogennych, pozostałych substancji organicznych i resztkowych zawiesin

• Metoda biologiczna oparta jest na wykorzystaniu właściwości fizjologicznych organizmów żywych, głównie bakterii do rozkładania i mineralizowania zanieczyszczeń organicznych zawartych w ściekach

• Mikroorganizmy zużywają związki zawarte w ściekach jako pokarm i podstawę przemiany materii

• Oczyszczanie biologiczne przebiega zarówno w warunkach tlenowych, niedotlenionych jak i beztlenowych

• Spadek BZT₅ w ściekach w pełni oczyszczonych tą metodą wynosi 90-95%

• Oczyszczanie biologiczne:

• Metody naturalne

• Pola gruntowe (bez rolniczego wykorzystania)

• Pola irygacyjne (częściowe rolnicze wykorzystanie)

• Pola nawadniane (pełne rolnicze wykorzystanie)

• Stawy stabilizacyjne

• Stawy napowietrzane

• Stawy rybne

• Metody sztuczne

• Złoże biologiczne

• Metoda ta jest oparta na intensyfikacji naturalnych procesów zachodzących w glebie

• Złoża biologiczne to zbiorniki o różnej wysokości z otworami u dołu, wypełnione luźno ułożonym materiałem (kruszywem) i napowietrzane sprężonym powietrzem od dołu

• Najczęściej stosowanym kruszywem jest żużel wielkopiecowy lub tłuczeń kamienny, a w nowoczesnych typach pakiety z mas plastycznych

• Ścieki są rozdeszczone na górne powierzchni złoża i spływając w dół następuje ich oczyszczenie przez obecne na powierzchni kruszywa bakterie i pierwotniaki

• Istotne jest równomiernie rozrzucenie cieczy na całą powierzchnię złoża

• Obecne na powierzchni kruszywa mikroorganizmy tworzą cieniutką błonę biologiczną

• Czas do wytworzenia takiej błony wynosi 4-6 tygodni i zachodzi dzięki stałemu przypływowi ścieków bytowo-gospodarczych zawierających substancje organiczne jako substrat odżywczy dla mikroorganizmów błony

• Grubość błony biologicznej zależy od obciążenia złoża

• Wzrost błony wynika głównie z ilości substratów pokarmowych doprowadzanych ze ściekami oraz zależy od szybkości przepływu ścieków

• Czynna w oczyszczaniu grubość błony biologicznej nie przekracza 2-3mm, gdyż powyżej tej grubości zaczynają się procesy beztlenowe

• Oczyszczanie na złożu polega na stałym doprowadzeniu ścieków, które już w górnej warstwie złoża dzielą się na krople spływające grawitacyjnie z jednego kawałka wypełniacza na drugi

• Im wolniej zachodzi spływanie ścieków, tym dłuższy pozostaje kontakt organizmów błony ze ściekami, w trakcie którego następuje rozkład i mineralizacja związków organicznych

• Z ogólnej ilości substratów dostarczanych ze ściekami, w procesach metabolizmu mikroorganizmów około 10-50% zużywanych jest na budowę nowych komórek, a około 45-80% ulega mineralizacji i jest wypłukiwanych ze złoża

• Rodzaje złóż biologicznych - w zależności od obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń oraz prędkości przepływu ścieków i efektu oczyszczania dzielimy na:

• Złoża zraszane - nisko obciążone (zazwyczaj odkryte)

• Złoża spłukiwane - wysoko obciążone

• Złoża wieżowe - bardzo wysoko obciążone

• Skład błony biologicznej oraz rola poszczególnych komponentów

• Większość bakterii zasiedlających błonę to względne tlenowce należące do rodzajów Pseudomonas, Alcaligenes, Flevobacterium i Micrococcus

• Z organizmów zwierzęcych dominują pierwotniaki:

• Wiciowce, np. Euglena viridans, Bodo

• Orzęski, np. Urostyla, Oxytrichia, Paramaecium, Uronema, Operularia

• W skład biocenozy złóż wchodzą również organizmy wyższe, wrotki, nicienie, skąposzczety i larwy muchówek - stanowią one tzw. faunę żerującą. Żywiąc się błoną przeciwdziałają zarastaniu złoża i ułatwiają w ten sposób przepływ ścieków i dostęp powietrza

• Praca złóż biologicznych charakteryzuje się wysokim stopniem oczyszczania

• BZT5 jest redukowane do 95%, zawiesiny do 92%, bakterie chorobotwórcze do 95%

• Wysoka skuteczność oczyszczania jest okupiona stosunkowo niewysoką wydajnością

• Dodatkowo w złożach wysoko obciążonych mineralizacja zanieczyszczeń nie zachodzi całkowicie. Powstają na nich duże ilości kłaczkowatej błony biologicznej, która jest częściowo unoszona przez odpływające ścieki

• Nadają się one w związku z tym do oczyszczania ścieków o niewielkim stężeniu. W przypadku ścieków stężonych należy stosować recyrkulację

• Osad czynny

• Zasadą metody jest intensyfikacja i naśladownictwo procesów samooczyszczania się wód powierzchniowych w warunkach naturalnych

• Oczyszczanie ścieków za pomocą osadu czynnego polega na wytworzeniu w objętości ścieków kłaczków o wymiarze 50-100mm o bardzo silnie rozwiniętej powierzchni

• Kłaczki zbudowane są z mineralnego jądra koloru brązowego lub beżowego, a na powierzchni w śluzowej otoczce zawierają liczne bakterie z grupy heterotrofów takich jak: Acinetebacterium, Pseudomonas, Zoogloea, Enterobactericeae, Aeromonas, Flavobacterium, Achromobacter i Micrococcus oraz pierwotniaki

• Zanieczyszczenia organiczne są absorbowane na powierzchni kłaczków i mineralizowane na skutek procesów metabolizmu zachodzących w mikroorganizmach

• Aby zapewnić prawidłowy przebieg procesu kłaczki powinny być równomiernie unoszone w masie ścieków przepływającej przez komorę napowietrzania

• Metoda osadu czynnego wymaga doprowadzenia tlenu jako substratu koniecznego do utleniania zanieczyszczeń organicznych

• Proces ten może być również stosowany do usuwania ze ścieków amoniaku, siarkowodoru i innych gazów w nich rozpuszczonych. Aktywizują wówczas bakterie z grupy autotrofów, takie jak: Nitrosomonas, Nitrosococcus i Nitrobacter oraz Beggiatoa, Thiotrix, Thioploca i Thiobacillus thioparus

• Powstawanie osadu czynnego w komorze napowietrzania wymaga czasu. Aby ten czas skrócić można stosować szczepienie osadu przez dodanie pewnej ilości ścieków wcześniej oczyszczonych

• Stałe utrzymanie kłaczków w stanie zawieszonym wymaga intensywnego mieszania zawartości reaktora. Stosuje się różne metody od mieszania mechanicznego po dysze napowietrzające, które łączą w działaniu funkcję mieszadeł i aeratorów (turbin napowietrzających) a także jedno i drugie razem

• Po zakończeniu procesu napowietrzania ścieki kierowane są do osadnika wtórnego, gdzie następuje oddzielenie osadu czynnego od cieczy

• Nadmiarowy osad poddawany jest odwodnieniu i suszeniu, ciecz zrzucana do odbiorników jakimi mogą być np. stawy rybne, a następnie odprowadzana do cieków naturalnych

• Zaletą oczyszczania za pomocą osadu czynnego jest duża skuteczność przy niewielkim zapotrzebowaniu na teren (BZT5 i zawiesiny do 95%, bakterie chorobotwórcze do 98%)

• Wadą - wrażliwość mikroorganizmów na związki toksyczne i inne czynniki wpływające na ich rozwój (np. temperatura)

• Metoda hydrobotaniczna

• Zasadą tego procesu jest przepływ mechanicznie oczyszczonych ścieków przez izolowane od podłoża tzw. złoże glebowe porośnięte trzciną, pałką wodną, sitowiem, wikliną

• Biodegradację związków organicznych zawartych w ściekach prowadzą mikroorganizmy strefy ryzosferowej roślin

• Powstałe z rozkładu związki biogenne wykorzystują rośliny do produkcji swej biomasy

• Technologia oczyszczania ścieków przy użyciu roślin jest stosunkowo młoda. Pierwsza tego typu oczyszczalnia powstała w latach 50 w Izraelu, a w Europie pierwsze prace badawcze zostały podjęte równolegle przez Instytut Maxa Planka w Plon oraz przez Instytut Gleboznawstwa Uniwersytetu w Getyndze w latach 60

• Laguna hydroponiczna - sztuczna rzeka - symuluje w zintensyfikowanej postaci procesy samoczynnego oczyszczania, jakie występują w rzekach naturalnych. Za pomocą zasiedlenia wybranymi roślinami wodnymi osiąga się taki efekt, że pozostałe jeszcze w wodzie zanieczyszczenia redukowane są dalej. Jeszcze bardziej zredukowany jest udział zawiesin…

• We wszystkich metodach biologicznego oczyszczania ścieków zachodzą następujące procesy:

• Rozkład substancji organicznych do CO₂, H₂O i NH₃

• Nitryfikacja, czyli utlenienie NH₃ za pomocą bakterii Nitrosomonas do azotynów, a następnie za pomocą bakterii Nitrobacter do azotanów

• Denitryfikacja, czyli przemiana azotanów do postaci azotu gazowego - N₂

• Oczyszczanie III stopnia - doczyszczanie ścieków z usuwaniem substancji biogennych

• Ma ono na celu usunięcie, z biologicznie czystych ścieków, substancji biogennych głównie azotanów i fosforanów, które stanowią wtórne źródło zanieczyszczenia wód powierzchniowych

• Do usuwania azotanów stosowany jest proces denitryfikacji

• W celu usunięcia fosforanów stosuje się albo metody chemiczne (koagulacja, strącanie) albo biologiczne (defosfatacja, czyli wykorzystanie naturalnych zdolności bakterii do akumulacji)

• Oczyszczanie IV stopnia - odnowa wody

• Polega na uzyskaniu z oczyszczonych ścieków wody o cechach naturalnych, a po dezynfekcji nawet wody nadającej się do picia

• W tym celu wykorzystuje się takie procesy jak: koagulacja, filtracja, adsorpcja na węglu aktywnym, wypienianie, elektrodializa, odwrócona osmoza, wymiana jonowa i chlorowanie albo ozonowanie

Związki refrakcyjne

• Pomimo stosowania oczyszczania wielostopniowego w ściekach mogą pozostać jednak pewne zanieczyszczenia nie ulegające rozkładowi.

• Te substancje zwykło się określać nazwą związków refrakcyjnych.

• Usuwanie ich odbywa się metodami innymi niż biologiczne, np. przez sorpcję na węglu aktywowanym.

• Jest to skuteczna, ale jednocześnie bardzo droga metoda.

• Przykłady związków sorbowanych przez węgiel aktywny

• Rozpuszczalniki aromatyczne (benzen, toluen, nitrobenzeny itp.)

• Chlorowane zwązki aromatyczne (PCB, chlorobenzeny, chloronaftalen)

• Fenol i chloro fenole

• WWA (acenaften, benzopireny itp.)

• Pestycydy i herbicydy (DDT, aldryna, Chloran, heptachlor itp.)

• Chlorowane, niearomatyczne (tetra chlorek węgla, chloro alkilowe etery, heksachlorobutadien itp.)

• Węglowodory o dużej masie cząsteczkowej (barwniki, aminy, związki humusowe, benzyna)

W 2004 roku ogółem w Polsce odprowadzono 9119,7hm3 ścieków przemysłowych i komunalnych.

Spośród 2134, 9hm3 ścieków wymagających oczyszczenia oczyszczono 1943,1hm3 (91%) z czego:

• 29% ścieków oczyszczono tylko mechanicznie

• 5,5% ścieków oczyszczono chemicznie

• 30% oczyszczono biologicznie

• 34% oczyszczono biologicznie wraz w podwyższonym usuwaniem miogenów

Dezynfekcja ścieków (chodzi o zaprzestanie rozprzestrzeniania się chorób wodo zależnych)

• Właściwa (dodatkowe procesy fizyczne i chemiczne)

• Procesy fizyczne

• Procesy chemiczne

• Naturalna (zachodzi podczas przeróbki i unieszkodliwiania osadów)

• Fermentacja metanowa

• Stabilizacja tlenowa

• Kompostowanie

Drogi rozprzestrzeniana się chorób pochodzenia wodnego:



ŚCIEKI

Woda Gleba






woda warzywa

Człowiek Człowiek

W praktyce eksploatacyjnej stosuje się dezynfekcję

• Ścieków i osadów ściekowych przed ich wykorzystaniem rolniczym

• Ścieków zależnych z zakładów lecznictwa zamkniętego

• Ścieków przemysłowych z garbarni, rzeźni, zakładów utylizacyjnych

• Ścieków miejskich wskutek zarządzenia władz sanitarnych m.in. w związku z wybuchem epidemii

• Ścieków miejskich w okresie awarii podstawowych obiektów oczyszczalni ścieków

• Ścieków miejskich w okresie zbyt niskich stanów wody w odbiorniku

• Skratek zatrzymanych na kratach i piasku usuwanego z piaskowników

Osad ściekowy

• Nowoczesne metody oczyszczania ścieków sprzyjają powstawaniu dużych ilości osadów ściekowych. Istnieje w związku z tym problem jego zagospodarowania

• Osady podobnie jak odpady stałe powinny być po przerobieniu wtórnie wykorzystane w jak największym zakresie

• Powstający w procesie oczyszczania osad wymaga wstępnej przeróbki pozwalającej na uzyskanie stabilnego i bezpiecznego produktu.

• Osad jest stabilizowany zwykle przez przedłużone napowietrzanie lub fermentację, następnie zmniejsza się jego objętość przez mechaniczne lub naturalne odwodnienie. Tak przygotowany osad może być przeznaczony do dalszego zagospodarowania

• Osady ustabilizowane tlenowo w oczyszczalniach biologicznych z przedłużonym napowietrzaniem osadu czynnego, jeśli nie są mieszane z osadami wstępnymi, nie wymagają dalszego unieszkodliwiania

• Osady takie mają kolor brązowy, są kłaczkowate i nie wydzielają przykrych zapachów

• Są w znaczniej części zmineralizowane, o dość dużej wartości nawozowej (brakuje zazwyczaj tylko potasu)

• Osady zawierają również części organiczne i białko

• Podobnie jak próchnica zawierają organiczne związki węgla i azotu

• Metody zagospodarowania ustabilizowanych osadów

• Przyrodnicze wykorzystanie osadów

• Nawożenie gleb i roślin

• Melioracyjne użyźnianie gleb

• Rekultywacja gleb zdegradowanych i bezglebowych gruntów

• Roślinne utrwalanie bezglebowych gruntów narażonych na erozyjne działanie wody i wiatru

• Produkcji kompostu (a potem na nim trawników darniowych)

• Rekultywacji zamkniętych wysypisk odpadów przemysłowych i komunalnych

• Kryteria przydatności osadów do przyrodniczego wykorzystania

• Poziom zawartości metali ciężkich

• Stan sanitarny osadów

• Nawozowe wartości osadów

• Dobór terenów, gleb, roślin i sposobu uprawy

• Składowanie na wysypiskach

• Spalenie - popiół po spaleniu składowany na wysypisku

Odcieki z wysypisk odpadów komunalnych

• Powstają głównie na skutek przeniknięcia do składowanych odpadów opadów atmosferycznych i wchłonięcia ich przez substancje powstałe w wyniki rozkładu odpadów

• Woda dostarczana wraz z odpadami oraz powstałą w wyniki rozkładu odpadów stanowi niewielką część odcieków

• Na ilość wód przeciekowych podstawowy wpływ ma wielkość opadów atmosferycznych występujących na danym terenie, a także możliwość parowania i spływu powierzchniowego

• Charakteryzują się dużą zawartością związków organicznych i mineralnych

• Są wielokrotnie bardziej zanieczyszczone niż ścieki miejskie

• Wykazują też dużą zmienność mikroflory bakteryjnej

• Ilość, skład, prędkość przepływu odcieków zależy m.in. od rodzaju i rozdrobnienia odpadów, wieku złoża i techniki składowania

• Odcieki powstałe w początkowym okresie składowania (do 5 lat) charakteryzują się wyraźnie kwaśnym odczynem (pH 3,7-6,4), w miarę starzenia się wysypiska pH rośnie (nawet 8,5 po 10 latach)

• Skład odcieków

• Składniki mineralne

• Metale ciężkie (Zn, Pb, Hg, Cr, Cd)

• Kationy alkaliczne (K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄⁺)

• Aniony (azotanowe, chlorkowe, siarczanowe, fosforanowe)

• Składniki organiczne

• Bakterie i grzyby - saprofityczne i chorobotwórcze

• Wirusy

• Metody oczyszczania odcieków

• Usuwanie do kanalizacji miejskiej

• Odciek - strącenie metali - oczyszczenie biologiczne (stawy napowietrzane, osad czynny) - komunalny system kanalizacyjny

• Oczyszczanie na wysypisku w lokalnej oczyszczalni (zalecana metoda biologiczna)

• Odciek - strącenie metali - oczyszczenie biologiczne (stawy napowietrzane, osad czynny) - filtracja wypływu - dezynfekcja

• Recyrkulacja na powierzchni wysypiska

Oczyszczanie odcieków w warunkach naturalnych

ŚCIEKI I „PŁYNĄCE” Z NIMI ZAGROŻENIA DLA ZDROWIA - znalezione w necie

Czynniki chemiczne:

Do czynników chemicznych zalicza się:

• Zanieczyszczenia nieorganiczne:

• metale ciężkie: kadm, chrom (III) i (VI), miedź, rtęć, nikiel, ołów, cynk.

• w ściekach miejskich pochodzą z gospodarstw domowych (baterie, farby), z zakładów produkcyjnych (przemysł elektrotechniczny, skórzany, produkcja farb, lakierów i tworzyw sztucznych, materiały budowlane), a także jako następstwo rozwijającej się motoryzacji.

• w procesie oczyszczania ścieków są wytrącane i deponowane w osadach. Wydajność tego procesu jest najwyższa dla ołowiu (80%), a najsłabsza dla niklu (40%).

• Zanieczyszczenia organiczne:

W ściekach surowych rozpoznano około 6000 związków organicznych, z czego znaczna część podlega łatwej biodegradacji w oczyszczalniach ścieków.

• Wśród nich znajdują się jednak grupy związków uznanych za szczególnie niebezpieczne dla zdrowia ludzi - trwałe związki organiczne - są to:

• wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA),

• polichlorowane bifenyle (PCB),

• ftalan di-2-etyloheksylu (DEHP)

• polichlorowane dibenzodioksyny i dibenzofurany (PCDD i PCDF),

Wyżej wymienione substancje powszechnie uważa się za bardzo silne trucizny, co znalazło odzwierciedlenie w proponowanych dopuszczalnych stężeniach w różnych elementach środowiska oraz produktach spożywczych. Przypisuje się im działanie rakotwórcze, mutagenne i układowe. Występowanie tych objawów jest zależne od drogi podania i wielkości dawki pobranej. Rozkład TZO w ściekach przebiega wolno, połowiczny rozkład w wodzie PCB, PCDF i PCDD wynosi kilka lat. Rozkład prostych WWA jest krótszy (ok. 80-600 godzin), ale i tak zbyt długi dla efektywnego wyeliminowania ich ze ścieków w procesach biologicznego oczyszczania. Często stosowanym sposobem usunięcia tych związków ze ścieków jest dodanie odpowiednich koagulantów np. siarczanu żelaza, czy węgla aktywnego, dzięki którym wytrącają się w postaci osadów.

• Ścieki transportowane zamkniętą siecią kanalizacyjną oraz kolektorami, dopływając do oczyszczalni ścieków uwalniają w otwartych zbiornikach zawarte w nich gazy: siarkowodór, lotne związki organiczne (LZO), amoniak oraz dwutlenek węgla. Ich obecność jest następstwem zachodzących procesów gnilnych i fermentacyjnych, przy ograniczonym dostępie tlenu i zwiększonej temperaturze. Przebywanie ludzi w miejscu, gdzie nagromadził się H2S może być przyczyną zatrucia ze skutkiem śmiertelnym.

Czynniki biologiczne:

Wśród czynników biologicznych wyróżnia się:

• bakterie,

• grzyby,

• wirusy,

• pierwotniaki

• aerozol zawieszony w powietrzu, w którym między innymi występują endotoksyny i glukany.




Bakterie:

Spośród różnych gatunków bakterii Gram-ujemnych na uwagę zasługuje Helicobacter pylori, odpowiedzialny, między

innymi, za chorobę wrzodową oraz raka żołądka. Horn i wsp. oraz Friis i wsp. stwierdzili zwiększoną liczbę zachorowań na raka żołądka u osób pracujących w oczyszczalniach ścieków w porównaniu do grup kontrolnych sugerując, iż przyczyną zachorowań może być obecność Helicobacter pylori.
Z obecnością bakterii Gram-ujemnych wiąże się występowanie endotoksyn - biologicznie aktywnych lipopolisacharydów (LPS) - zawartych w najbardziej zewnętrznej warstwie ściany komórkowej tych bakterii. Obecność endotoksyn w powietrzu została rozpoznana na różnych stanowiskach pracy: w rolnictwie (uprawa zbóż, hodowla zwierząt), przemyśle farmaceutycznym, drzewnym, papierniczym, włókienniczym, przy zagospodarowywaniu odpadów oraz oczyszczaniu ścieków.
Do najważniejszych skutków narażenia na endotoksyny należy zaliczyć: toksyczne zapalenie płuc (gorączka wziewna, syndrom toksyczny pyłu organicznego - ODTS), zapalenie dróg oddechowych, chroniczne zapalenie oskrzeli oraz alergiczne zapalenie płuc (astma alergiczna). O znaczeniu i roli endotoksyn może świadczyć fakt, że Komitet ds. Pyłu Organicznego ICOH w Criteria Document przedstawił uzasadnienie użycia stężenia endotoksyn jako miary narażenia zawodowego na pył pochodzenia organicznego.

Wirusy:

Szczególne zagrożenie stwarzają wirusy zapalenia wątroby typu A (HAV) i B (HBV). Odznaczają się one wysoką odpornością na czynniki fizyczne i chemiczne, a zarażenie następuje najczęściej przez skórę (rany, pęcherze). Wirus zapalenia wątroby typu C HCV) został również rozpoznany u osób pracujących przy ściekach. Jest to ważne doniesienie, gdyż wirus ten może wywoływać raka wątroby.

Grzyby:

Do zagrożeń biologicznych w oczyszczalniach ścieków należą także grzyby, a szczególnie stałe składniki ściany komórkowej grzybów, (1→3)-β-D-glukanów, których uwolnienie do organizmu może wywoływać choroby o charakterze przewlekłym, jak np. chroniczna bisynoza. Według Rylandera oddziaływanie (1→3)-β-D-glukanów ma miejsce przede wszystkim w pomieszczeniach zamkniętych i znacznie potęguje się w kombinacji z endotoksynami (działanie to wzrasta blisko 100-krotnie).

19. ZAGROŻENIA ŚRODOWISKOWE TRANSPORTEM -RODZAJE TRANSPORTU ORAZ ZAGROŻENIA ZDROWOTNE.

Główne rodzaje transportu:

drogowy, kolejowy, morski, śródlądowy, lotniczy, specjalny (rurociągowy)

Transport a przestrzeń:

• intensywnie rozwijający się transport i związana z nim infrastruktura potrzebuje coraz rozleglejszych obszarów gruntów rolnych, leśnych i innych (np. 1km magistrali kolejowej 3,2-5,5ha; lotnisko 300-500ha; port morski 1000-2000ha)

• najwięcej powierzchni pochłaniają szlaki komunikacji drogowej oraz związane z nimi parkingi, garaże itp. (w aglomeracji miejsko-przemysłowej tereny te zajmują 20-30% obszaru; w dzielnicach centralnych ok. 60%)

Budowa szlaków komunikacyjnych transportu drogowego, kolejowego i wodnego oraz obiektów im towarzyszących powoduje określone zmiany w rzeźbie terenu, powstały nowe antropogeniczne formy:

• wklęsłe - wykopy kolejowe i drogowe, kanały

• wypukłe - nasypy, mosty, wiadukty

• sztuczne wyrównywanie obszary przeznaczone na budowę dworców, lotnisk, parkingów itp.

Rodzaje transportu a ich ingerencja w środowisko:

• Transport kolejowy - najbardziej ingeruje w rzeźbę terenu, ze względu na konieczność prowadzenia go na jednej wysokości (np. w Polsce ponad połowa linii kolejowych przebiega na nasypach lub wykopach)

• Lotniska - wymagają największej niwelacji nierówności terenu

• Autostrady i drogi ekspresowe - najbardziej ingerują w środowisko przyrodnicze (odpowiednie profilowanie tras nie uwzględnia rzeźby terenu)

• Drogi lokalne - mniej ingerują w środowisko (zazwyczaj wykorzystują elementy istniejącego układu komunikacyjnego)

• Budownictwo transportowe często narusza strukturę geologiczną podłoża oraz powoduje zmiany geomorfologiczne w dalszym otoczeniu szlaków komunikacyjnych w wyniku konieczności przemieszczania olbrzymich ilości ziemi (1km autostrady wymaga robót ziemnych o kubaturze przeciętnie 100tys. m3)

• Metro - głębokie wykopy (9-15m) naruszają stosunki wodne i powodują obniżenie poziomu wód gruntowych, ponadto istnieje konieczność przemieszczenia wydobytego materiału skalnego w inne miejsce, co również zniekształca rzeźbę

• Trasowanie rurociągów - miejscowe naruszenie struktury geologicznej, zwłaszcza przy pokonywaniu przeszkód wodnych

Zmiany w ukształtowaniu powierzchni i strukturze geologicznej pociągają za sobą zmiany w innych elementach środowiska przyrodniczego, zwłaszcza w stosunkach wodnych, glebowych i roślinnych na terenach sąsiadujących ze szlakami komunikacyjnymi

Transport a zanieczyszczenia

• zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego to jedno z największych zagrożeń środowiska ze strony transportu

• skażone spalinami powietrze zatruwa inne elementy środowiska naturalnego naruszając równowagę ekologiczną

• żaden z transportu nie jest obojętny dla środowiska, ale stopień szkodliwości jest zróżnicowany

• ilość związków chemicznych emitowanych przez poszczególne środki transportu zależy od rodzaju stosowanych nośników energii oraz od jednostkowego zużycia:
  

Transport samochodowy - w największym stopniu odpowiedzialny za ilość substancji , jest źródłem emisji dużej liczby związków toksycznych, strefa emisji tych substancji najczęściej obejmuje do 100km od krawędzi drogi

• emisja pyłu - składają się na nią aerozole z silników spalinowych oraz pył powstający w wyniku ścierania się opon, okładzin ciernych, hamulców i sprzęgieł oraz nawierzchni dróg

• zanieczyszczenie powietrza w otoczeniu szlaków komunikacyjnych zależy od wielkości emisji, sposobu prowadzenia drogi w terenie, szybkości i płynności ruchów pojazdów, sposobu zagospodarowania otoczenia drogi, warunków klimatycznych

• emisja zanieczyszczeń ze środków transportu drogowego zależy także od rodzaju samochodu, składu chemicznego paliwa, typu silnika, stopnia zużycia i obciążenia silnika

Diesel emituje mniej toksycznych składników, głównie tlenku węgla, tlenków azotu i węglowodorów, w porównaniu z silnikiem benzynowym, ale obciąża je emisja cząstek stałych

• aglomeracje miejsko-przemysłowe - dużo zanieczyszczeń ze spalin ze względu na ograniczoną przestrzeń, duże natężenie ruchu i częste zatrzymywanie się pojazdów (w większych miastach w pojazdach samochodowych ma źródło 70-80% zanieczyszczeń powietrza, poza miastami 10-20%)

Ocena jakości powietrza atmosferycznego w pobliżu szlaków komunikacyjnych prowadzona jest w krajach OECD od kilkunastu lat, w PL dostępne są dane szacunkowe

• w 1991 pojazdy samochodowe w tych krajach były odpowiedzialne za: 78% całkowitej emisji tlenku węgla, 60% tlenków azotu, 50% węglowodorów, 4% dwutlenku węgla

W Polsce transport drogowy w mniejszym stopniu uczestniczy w całkowitej emisji z dwóch przyczyn: emisje tych zanieczyszczeń ze źródeł stacjonarnych są znacznie wyższe nić w Europie Zachodniej, mniej jest w Polsce samochodów i mniejszy ich przebieg

Ruch samochodowy jest przyczyną wzrostu stężenia ozonu przy powierzchni ziemi

W wyniku reakcji fotochemicznych tlenków azotu i węglowodorów w obecności promieniowania słonecznego powstaje silnie toksyczny smog utleniający, podczas którego stwierdza się duże stężenia ozonu

Azbest również emitowany jest z pojazdów silnikowych

- w PL w 1992 emisja wynosiła ok. 2250 ton, z czego 30-40% z powietrza w miastach, udział emisji z układu hamulcowego 85%, ze sprzęgieł 15%

Trakcja spalinowa transportu kolejowego - W PL znaczny udział zanieczyszczeń

• 1990 - w PKP 2268 lokomotyw spalinowych, spalających w ciągu doby 1500 ton oleju napędowego (ponad 550 tys. ton rocznie)

• powoduje to emisję ponad 30 tys. ton szkodliwych związków chemicznych rocznie

Zagrożenie atmosfery przez transport należy również rozpatrywać w odniesieniu do ogólnego zużycia powietrza przez silniki spalinowe - do spalenia 1l benzyny w silniku gaźnikowym zużywa się 13,5kg powietrza, tj. ok. 3kg (18m3) tlenu

Transport lotniczy

• problem zanieczyszczenia powietrza w przyziemnej warstwie atmosfery przez samoloty występuje wtedy, gdy liczba cykli start-lądowanie przekracza w ciągu doby 600

• przelot samolotu ponaddźwiękowego związany jest z emisją dużych ilości dwutlenku węgla i pary wodnej

• ocenia się, że w trakcie przelotu przez Atlantyk wydalane jest ok. 70 ton dwutlenku węgla

Wpływ transportu na:

• HAŁAS

• narażenie na hałas we współczesnym świecie jest coraz większe, każde dziesięciolecie zwiększa poziom hałasu o 1dB w skali światowej

• źródłem hałasu są środki transportu i ich mechaniczny ruch po drodze

• hałas jest generowany podczas: pracy silnika, układów mechanicznych, odprowadzania spalin, sygnałów dźwiękowych wydawanych przez pojazdy (często przekraczają 10dB)

• w ruchu drogowym, zwłaszcza ulicznym, dźwięki te nakładają się

• na terenach zurbanizowanych poziom hałasu zależy od: układu dróg przelotowych, wysokości i zwartości zabudowy, położenia budynków względem ulicy, kierunku ruchu, położenia i rodzaju stosowanych ekranów

• na hałas narażone jest ok. 54% populacji

• największe narażenie na hałas wywołują nisko przelatujące samoloty (do 120dB)

• w PL dopuszczalne poziomy hałasu w środowisku uzależniono od rodzaju i funkcji danego terenu, najwyższe ustalone dla centralnych dzielnic miasta z ulicami o natężeniu ruchu powyżej 2000 pojazdów/h wynosząL 65dB 6-22 i 55dB 22-6

• najczęściej stosowaną metodą ochrony przed hałasem komunikacyjnym jest budowa ekranów akustycznych, naturalne ekrany w postaci pasa zieleni mają niewielką skuteczność (0,03-0,35dB/1m szerokości pasa), najmniejszy naturalny ekran powinien mieć co najmniej 30m szerokości i 4,5m wysokości; ekrany budowane z paneli dźwiękochłonnych lepiej chronią przed hałasem (skuteczność ekranu o długości 105m i wysokości 3m wynosi ok. 10dB)

• w porze dziennej średni równoważny poziom hałasu w środowisku miejskim wynosi ok. 72dB

• hałasem drogowym w PL zagrożone jest ok. 9mln mieszkańców miast, 4,5mln terenów wiejskich, 1mln narażony na hałas kolejowy

• w krajach zachodnich w środowisku, w którym poziom hałasu przekracza 65dB mieszka 6% ludności Holandii, 1% UK i Szwajcarii, 23% Hiszpanii

• w PL, mimo mniejszego natężenia ruchu, narażenie na hałas wynika z rodzaju używanych samochodów i stanu technicznego dróg

• DRGANIA

• przenoszone są z pojazdu przez podłoże do budynków znajdujących się w sąsiedztwie drogi, zwykle są to drgania niskiej częstotliwości

• częstotliwość drgań podłoża pochodzących od przejeżdżających tramwajów lub pociągów zależy m.in. od ich prędkości, w pobliżu torów waha się 2-40Hz

• transport kolejowy ma szczególny wpływ na drgania podziemnych kondygnacji budowli przytorowych

• źródło wibracji w miastach: środki transportu zbiorowego, przejeżdżające po jezdniach i torach o niedostatecznej konserwacji, po zużytych rozjazdach i źle zamontowanych złączach

• tramwaje i trolejbusy mogą być również źródłem zakłóceń radioelektrycznych

• WODY ŚRÓDLĄDOWE

Wśród zanieczyszczeń występujących w wodach spływających z dróg i autostrad największe znaczenie mają zawiesiny ogólne, które są nośnikami substancji biogennych organicznych i nieorganicznych

• źródło związków biogennych: tlenki węgla i azotu zawarte w spalinach, związki fosforu dodawane dobenzyny

• związki biogenne mogą być przyczyną eutrofizacji wód powierzchniowych

• związki organiczne niekorzystnie wpływają na bilans tlenowy w wodach

• największe zagrożenie wśród związków nieorganicznych stanowią połączenia metali ciężkich (ołów, kadm, nikiel, cynk, miedź)

• wody spływające z dróg mogą być zanieczyszczone substancjami ropopochodnymi, zawierającymi różnorodne węglowodory, związki toksyczne dla środowiska i rakotwórcze dla człowieka

• wody spływające z dróg w okresie zimowym zawierają duże ilości chlorków (stosowana sól)

• zastosowanie filtrów zabezpieczających podczas budowy drogi zatrzymuje znaczną część zanieczyszczeń (we Francji układy filtracyjne obniżają ogólny poziom zawiesin w wodach spływowych o ok. 64%)

• WODY MORSKIE

Do zanieczyszczenia środowiska morskiego przyczynia się żegluga, a szczególnie rozlewane materiały pędne, smary, oleje, detergenty, wody balastowe

• przy katastrofach ekologicznych dochodzi do skażenia wód i wybrzeża (1989 u wybrzeży Alaski awaria zbiornikowca Exon Valctez, podczas której do morza wpłynęło ponad 41000m3 ropy, powodując skażenie 1700km wybrzeża)

• szacuje się, że 1m3 ropy pokrywa ok. 200ha powierzchni wody nieprzerwaną, cienką warstwą, w wyniku przesuwania się takiej plamy może ulec skażeniu nawet 120km2 akwenu

• wzrost tonażu floty handlowej przyczynia się do wzrostu zagrożenia środowiska morskiego, obecnie nie ma na świecie akwenu wolnego od zanieczyszczeń transportowych

• każda jednostka pływają i jej eksploatacja jest źródłem zanieczyszczenia, ze statku usuwa się ścieki, nieczystości, odpady, resztki ładunków wyrzucanych do morza w trakcie czyszczenia ładowni; praktyką eksploatacyjną na zbiornikowcach jest konieczność napełniania ich pustych w drodze powrotnej zbiorników (40-60% pojemności statku) wodą balastową, którą przed wejściem statku do portu zazwyczaj usuwa się do morza wraz z pozostałościami ładunku (ropa); ocenia się, że z tego powodu każdego roku spływa do mórz 5mln ton ropy

• wprowadzanie zanieczyszczeń do wody skutkuje spadkiem zawartości tlenu w wodzie, obecność tlenu w wodzie decyduje o zdolnościach do biologicznego samooczyszczania się wód oraz o jego tempie, a także o życiu flory i fauny morskiej

• zanieczyszczenia trafiające do wód o odpowiednim natlenieniu zostają unieszkodliwione w procesach biologicznych przy udziale bakterii, pierwotniaków, glonów

• przy braku tlenu, bakterie nie mają zdolności wszystkiego oczyścić, umierają więc organizmy.

• GLEBA

Transport poza zajmowaniem powierzchni gleby i jej niszczeniem przyczynia się do degradacji gleby przez zatruwanie związkami toksycznymi (szacuje się, że na 1 miliard tonokilometrów /ładunek 1 tony przewieziony 1km/ przedostaje się do gleby w transporcie kolejowym 1,9m3 oleju i innych płynów zanieczyszczających oraz 11,4m3 w samochodowym)


Największym zagrożeniem dla gleb otaczających szlaki komunikacyjne są metale ciężkie (najwięcej ok.25m od drogi)

• metale ciężkie kumulują się w glebie (w przypowierzchniowych warstwach profilu glebowego)

• stopień kumulacji metali zależy od rodzaju gleb i ich odczynu: najwięcej gromadzi się w glebach średnio ciężkich słabo kwaśnych oraz w glebach średnio ciężkich obojętnych, z gleb lekkich metale wymywane są szybciej


Największym zagrożeniem dla gleb jest ołów, transport samochodowy stanowi jedno z głównych źródeł emisji tego metalu, ponieważ związki ołowiu przez wiele lat dodawano do benzyny

• 70% ołowiu zawartego w etylinie dostaje się do atmosfery w postaci pyłu o średnicy poniżej 5um, który może być przenoszony na odległość kilkuset metrów od drogi

• pozostale większe cząstki opadają natychmiast na jezdne i tereny przylegające

• w odległości 25m od jezdni powierzchniowa warstwa gleby może zawierać czterokrotnie wyższe poziomy ołowiu w porównaniu z terenami odległymi

Równie szkodliwy jest kadm, cynk, nikiel, chrom i miedź

Stosowanie systemów filtrujących powoduje częściowe zahamowanie przenikania zanieczyszczeń do środowiska

Czynnikiem obciążającym gleby są tlenki azotu i siarki

• kwas azotowy powstający po reakcji dwutlenku azotu z wodą, zakwasza glebę oraz niszczy mikroorganizmy, powodując redukcję lub zanik jej aktywności biologicznej, podobne zjawiska występują pod wpływem dwutlenku siarki

Silnie toksyczne szczególnie sadze powstałe podczas niecałkowitego spalania paliwa

Zagrożeniem są chlorki stosowane do utrzymania dróg w zimie

Transport kolejowy przyczynia się do silnego skażenia ołowiem i kadmem (obecność tych pierwiastków w farbach antykorozyjnych i klockach hamulcowych, polichlorowane bifenyle w olejach smarowych, paliwach oraz impregnacja pokładów kolejowych, do której stosuje się policykliczne WWA)

Terenem wyjątkowo dużych skażeń badanymi substancjami okazały się długotrwałe użytkowane węzły kolejowe, w otoczeniu których poziom zanieczyszczeń jest porównywalny

• ROŚLINY

Zapotrzebowanie na przestrzeń związane z rozwojem transportu oraz budową sieci przemysłowych dotyczy zajmowania terenów leśnych

Każda przebudowa drogi polegająca na poszerzaniu prowadzi do wycięcia z jednej lub obu stron roślinności

Procesy modernizacji dróg w miastach powodują usuwanie zdrowych drzew i krzewów oraz ograniczają powierzchnie z zielenią darniową

Emisja toksycznych związków chemicznych powstających podczas spalania paliw powoduje zaburzenia w organizmach roślinnych, ich negatywne oddziaływanie dotyczy roślin rosnących w odległości do 150m od drogi

• najistotniejsze zanieczyszczenie stanowią metale ciężkie - kumulują się w roślinach i glebach (najwyższa kumulacja 20-40m od krawędzi jezdni)

• nadziemne części roślin (liście, owoce) są zanieczyszczane głównie przez opadający na nie pył, natomiast do korzeni przenikają z gleby

Transport ogranicza możliwość upraw, zanieczyszczenia (tlenki azotu, tlenki węgla, dwutlenek siarki) powodują zaburzenia w procesach fizjologicznych roślin - zahamowanie rozwoju lub zamieranie

• sadza i pył na liściach uniemożliwiają przenikanie światła słonecznego i co2 do tkanki

• środki chemiczne stosowane w celu utrzymania przejezdności dróg (sól uszkadza korę i pączki liści hamując wzrost, nadmiernie zasolony grunt zmienia swoją strukturę, obniża się zawartość wody, roślina usycha)

• rozdzielanie kompleksu roślinnego na mniejsze powierzchnie - przerwanie powiązań ekologicznych, zakłócenie stosunków wodnych, zwiększone zagrożenie pożarowe

• ZWIERZĘTA

• zabijanie zwierząt przez pojazdy samochodowe (na drogach ginie najwięcej drobnych zwierząt oraz saren i dzików)

• lotnictwo stanowi zagrożenie dla ptaków

• szlaki komunikacyjne rozdzielają roślinność, gdzie żyją zwierzęta (zamknięcie ścieżek wędrownych)

• hałas jest czynnikiem stresogennym dla zwierząt

• spożywanie roślinności skażonej stanowi zagrożenie dla fauny

• zwierzęta morskie giną podczas katastrof tankowców - do usuwania zanieczyszczeń petrochemicznych stosuje się emulgatory, które są szkodliwe dla środowiska

• CZŁOWIEK

• tlenek węgla, zawarty w spalinach, łączy się z hemoglobiną, ograniczając transport tlenu; powoduje to zawroty głowy, zaburzenia równowagi, choroby serca

• tlenki azotu powodują choroby alergiczne, astmę.

• ołów- hamuje, zaburza równowagę mózgu, uszkadza kod genetyczny, powoduje śmierć.

• substancje mutagenne - procesy nowotworowe

• hałas - nerwice, zmęczenie

• wraz z transportem przenoszone są drobnoustroje chorobotwórcze

• wraz z rozwojem transportu zniesione zostały czasowe i przestrzenne bariery komunikacyjne

• zostały poważnie zaburzone naturalne bariery biologiczne dla transmisji zakażeń

• rocznie ponad 500mln ludzi przekracza granice

• 23% europejskich turystów powracających z tropików są nosicielami chorób tropikalnych

• we wszystkich środków transportu komunikacji dalekobieżnej i lokalnej istnieją warunki do transmisji zakażeń wynikające z: czasu trwania podróży, warunków jej odbywania, higieny, stanu zdrowia i odporności, stopnia świadomości prozdrowotne

---