ATMOSFERA to gazowa powłoka otaczająca ciała niebieskie, a w szczególności Ziemię. Składa się ona z mieszaniny gazów zwanej powietrzem. Górna granica atmosfery nie jest wyraźnie zaznaczona. Występowanie zórz polarnych świadczy o jej zasięgu do wysokości 1000 - 1200 km, a z dokonanych ostatnio badań sztucznych satelitów Ziemi wynika, że ślady atmosfery można stwierdzić nawet na wysokości 2000 - 3000 km. W atmosferze zachodzą również procesy i zjawiska fizyczne, np.: kondensacja pary wodnej, pionowe i poziome ruchy powietrza, zjawiska cieplne, elektryczne i optyczne. W budowie atmosfery wyróżnia się szereg warstw. Główne z nich to troposfera, stratosfera, mezosfera, jonosfera, i egzosfera. Na szczególną ochronę zasługują dwie dolne warstwy atmosfery - troposfera i stratosfera, gdyż w nich gromadzi się większość zanieczyszczeń pochodzących z Ziemi. Najniższa warstwa atmosfery - troposfera - obejmuje 75% jej masy. W przeciętnych warunkach naturalnych górna granica troposfery sięga od około 8 km nad biegunem do około 16 km nad równikiem. Najbardziej uderzającą cechą troposfery jest zawartość w niej prawie całej pary wodnej oraz stały spadek temperatury powietrza wraz ze wzrostem wysokości. Wyższa warstwa atmosfery - stratosfera - sięga do około 40 km npm. Cechą charakterystyczną tej warstwy jest zawartość większości ozonu atmosferycznego. Do stratosfery docierają pyłowe zanieczyszczenia z Ziemi pochodzące z silnych wybuchów wulkanów lub eksplozji nuklearnych. zanieczyszczeNIA powietrza Terminem "zanieczyszczenie powietrza" określa się obecność w dolnej części atmosfery substancji stałych, ciekłych i gazowych w ilościach nie tylko uciążliwych dla człowieka lub wywierających ujemny wpływ na jego zdrowie, ale także szkodliwych dla roślin i zwierząt, a niekorzystnych dla klimatu, gleby i wody. Źródła zanieczyszczenia powietrza są bardzo liczne i różnorodne, a obecny rozwój i postęp naszej cywilizacji powoduje ciągły wzrost ich liczby. Ogólnie można je podzielić na naturalne, wynikające z procesów zachodzących w przyrodzie, i sztuczne, spowodowane działalnością człowieka. Do naturalnych źródeł zanieczyszczenia powietrza zalicza się: pyły kosmiczne pochodzące z meteorytów i komet; pożary lasów i stepów produkujące olbrzymie ilości dymu i popiołów; wyładowana elektryczne w czasie których powstają podtlenek azotu i ozon; procesy erozji gleby i wietrzenia górnych warstw litosfery, burze piaskowe i pyłowe, pyłki i zarodniki roślinne, bakterie, szczątki organizmów roślinnych i zwierzęcych; wyziewy z gorących źródeł i szczelin w ziemi oraz czynne wulkany wyrzucające duże ilości popiołu i gazów. Wymienione źródła zanieczyszczeń powietrza, aczkolwiek poważne, mają jednak na ogół charakter sporadyczny i nie stwarzają poważnego zagrożenia dla życia na naszej planecie. Zagrożenie wystąpiło z chwilą intensywnego rozwoju przemysłu. Gdy obecnie myślimy o problemie zanieczyszczenia powietrza, to źródła tych zanieczyszczeń wiążemy z działalnością człowieka bez względu na to, czy to palenisko domowe, zakład przemysłowy czy pojazdy mechaniczne. W ostatnim czasie wzrost zapylenia powietrza powoduje postępująca chemizacja rolnictwa. Pył powstający podczas rozpylania chemicznych środków ochrony roślin przedostaje się do atmosfery, a przy rozpylaniu z samolotu przenoszony jest na znaczne nieraz odległości. Do bardzo poważnych źródeł zanieczyszczających atmosferę należy zaliczyć eksplozje nuklearne, zakłady wytwarzające izotopy radioaktywne oraz zakłady energetyczne oparte na wykorzystywaniu energii jądrowej. Wymienione źródła wytwarzają różnego rodzaju zanieczyszczenia występujące w postaci pyłu lub cząstek sadzy, oparów np.: mgły kwasu siarkowego, gazów, zapachów i odorów. Każdy z tych rodzajów jest szkodliwy lub uciążliwy dla otoczenia ich źródła, ale tylko niektóre z nich występują powszechnie. Do takich należy zaliczyć przede wszystkim pyły, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, siarkowodór, fluor oraz zawarte w spalinach samochodowych - tlenek węgla, tlenki azotu, związki ołowiu i węglowodory aromatyczne. Pyły towarzyszą nieodłącznie prawie wszystkim procesom technologicznym w elektrociepłowniach oraz w hutach, szczególnie w hutach metali nieżelaznych. Dość duże ilości pyłu powstają w cementowniach i w podobnych zakładach, w których surowce muszą ulegać zmieleniu. Ogólna produkcja pyłów przemysłowych na świecie jest bardzo wysoka. Spalanie wielkich ilości paliw kopalnych powoduje, że codziennie wprowadza się do atmosfery tysiące ton dwutlenku węgla. Obecnie rośliny nie są w stanie przyswoić tyle węgla z powietrza poprzez fotosyntezę, ile wynosi jego emisja na świecie, zwłaszcza gdy się weźmie pod uwagę zniszczenie dużych kompleksów leśnych. Ponadto zmętnienie atmosfery spowodowane wzrostem zapylenia zmniejsza napromieniowanie powierzchni Ziemi i hamuje proces fotosyntezy. Głównym dostawcą dwutlenku siarki do atmosfery są odlotowe gazy przemysłowe, powstające w procesach spalania paliw stałych, ciekłych lub gazowych zawierających w swoim składzie chemicznym siarkę w różnych połączeniach. Ponadto źródłem emisji dwutlenku siarki są fabryki kwasy siarkowego z oddziałem prażenia pirytów oraz przemysł celulozowy. Ostatnio zwraca się szczególną uwagę na zanieczyszczenie powietrza benzopirenami występującymi głównie w spalinach samochodowych oraz w pyłach powstałych ze ścierania opon gumowych i nawierzchni asfaltowych. Badania wykazały, że zawartość benzopirenów w powietrzu w większych miastach jest bardzo wysoka. Od 1940 roku stosuje się na coraz to większą skalę środki ochrony roślin. Sporządza się je z soli metali ciężkich, siarki, ze związków arsenu, rtęci, selenu, chloru i fosforu, odznaczających się silną toksycznością. Mimo że stosowanie DDT jest zabronione, to jednak produkuje się go w dalszym ciągu i rozprowadza w krajach rozwijających się gospodarczo. |
OZON- trzyatomowa cząsteczka tlenu (03) - jest rzadką, alotropową jego odmianą. Obecność tego gazu jest wyczuwalna z powodu charakterystycznego zapachu. Van Marum z Haarlem odkrył ozon w 1785 roku, ale nazwę nadał temu gazowi Christian Friedrich Schönbein, chemik szwajcarski pochodzenia niemieckiego, profesor chemii uniwersytetu w Bazylei, dopiero w 50 lat po odkryciu tego związku. I to kierując się właśnie specyficznym, ostrym zapachem tego gazu.
Ozon występuje we wszystkich warstwach atmosfery, ale głównie gromadzi się w stratosferze i troposferze. Ten zawarty w stratosferze chroni Ziemię i wszystkie organizmy żywe przed szkodliwym oddziaływaniem promieniowania ultrafioletowego. Ozon troposferyczny, szczególnie występujący przy powierzchni Ziemi, w większych stężeniach jest szkodliwy lub nawet trujący dla organizmów żywych. **Kiedy mówi się o ozonie, większość z nas pewnie automatycznie myśli o warstwie ozonowej, która chroni nas od szkodliwego promieniowania UV. To jest „dobry” ozon, który występuje w stratosferze. Istnieje jednak też „zły” ozon - jeśli utrzymuje się na powierzchni ziemi, to stanowi główny składnik smogu na ziemi. Tego dobrego niestety jest mniej - niszczą go freony (szkodliwe związki CFC) i stąd właśnie problem „dziury ozonowej”. Mechanizm powstawania "dziury ozonowej" Problem pojawił się gdy zaczęto używać związku CCl2F2, zwanego freonem 12 oraz innych fluoropochodnych metanu i etanu (nazwanych wspólnie freonami lub CFC) do produkcji aerozoli. Związki te wykorzystywane były w konstrukcji systemów chłodniczych: -w sprężarkach lodówek -chłodniach i urządzeniach klimatyzacyjnych -do produkcji lakierów -w przemyśle kosmetycznym -w medycynie -jako delikatne środki czyszczące w przemyśle komputerowym. Po pewnym czasie stwierdzono, jak katastrofalne skutki przynosi używanie tych związkow dla warstwy ozonowej. Cząsteczki freonów nie wchodzą w reakcję z innymi substancjami i nie rozpadają się, mogą więc żyć w atmosferze ponad 100 lat. Owa niezniszczalność freonów oraz lekkość pozwalająca na przenikanie aż do ozonosfery zaniepokoiły dwóch chemików. Z ich założeń wynikało, że w ozonosferze miliony ton lekkich freonów pod wpływem promieniowania ultrafioletowego rozkładają się na pierwiastki: węgiel, fluor i chlor. Wprawdzie węgiel spala się, ale fluor i jeszcze silniej chlor rozpoczynają reakcję łańcuchową z ozonem powodując tworzenie się tlenków i powstanie zwykłego tlenu dwuatomowego. Gazami szkodliwymi dla ozonu są również węglowodory (CxHy) i tlenki azotu (NOx). Te ostatnie mogą przebywać w atmosferze nawet ponad sto piećdziesiąt lat. SMOG - to zanieczyszczone powietrze zawierające duże stężenia pyłów i toksycznych gazów, których źródłem jest głównie motoryzacja i przemysł. Z fizycznego punktu widzenia smog jest mieszaniną dymu i mgły. Tu warto przypomnieć, że dym, to cząstki ciała stałego rozproszone w gazie a mgła to rozproszone w gazie kropelki cieczy. Z chemicznego punktu widzenia dym zawarty w smogu to cząstki sadzy rozproszone w powietrzu, a mgła to zwykła mgła atmosferyczna, czyli rozproszone w powietrzu kropelki wody. Taka mieszanka chłonie jak gąbka wszystkie gazy wypuszczane do atmosfery przez fabryki chemiczne, piece i silniki spalinowe. Każda wprowadzona do smogu drobina chemiczna ma, bowiem, w czym wybierać: może rozpuścić się w kropelce mgły, może osiąść na powierzchni pyłków sadzy lub, pozostać w powietrzu. W konsekwencji smog zawiera oba tlenki węgla, (CO i CO2), dwa tlenki siarki (SO2 i SO3), dwa tlenki azotu (NO i NO2) i węglowodory z niedopalonych paliw. Powstawaniu smogu sprzyja położenie zagrożonych nim obszarów w obniżeniach. Rozróżnia się smog fotochemiczny i smog kwaśny. Smog fotochemiczny typu Los Angeles , zwany też utleniającym, tworzy się w czasie silnego nasłonecznienia w wyniku fotochemicznych przemian występujących w dużym stężeniu tlenków azotu, węglowodorów, zwłaszcza nienasyconych (alkeny) i innych składników spalin (głównie samochodowych). Składnikami tego typu smogu są także: ozon, tlenek węgla (czad), tlenki azotu, aldehydy, węglowodory aromatyczne. Smog kwaśny typu londyńskiego , zwany też mgłą przemysłową, powstaje w wilgotnym powietrzu silnie zanieczyszczonym tzw. gazami kwaśnymi, głównie dwutlenkiem siarki (SO2) i dwutlenkiem węgla (CO2), oraz pyłem węglowym. Smog, ze względu na dużą koncentrację agresywnych czynników chemicznych, stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt, wywołuje choroby roślin i powoduje niszczenie materiałów. |
Freony (CFCl) - jest to grupa chloro i fluoropochodnych węglowodorów alifatycznych, znanych pod handlową nazwą "Freon" i używanych m.in. jako ciecz chłodząca w chłodziarkach oraz jako czynnik napędowy w aerozolach. Słowo Freon jest zarejestrowanym znakiem handlowym należącym do koncernu DuPont. Freony uznano powszechnie w latach '90 XX wieku za szkodliwe dla środowiska. Uważa się, że ich emisja do środowiska jest jedną z głównych przyczyn zanikania warstwy ozonowej w atmosferze ziemskiej. Przed tym odkryciem freony były masowo stosowane jako ciecze robocze w chłodziarkach, gaz nośny w aerozolowych kosmetykach, oraz do produkcji spienionych polimerów. W latach '90 opublikowano badania dowodzące, że emisja freonów do atmosfery powoduje niszczenie warstwy ozonowej. Obserwacje zmniejszonego poziomu ozonu nie budziły dyskusji. Wątpliwości skupiły się na powiązaniu freonów z tym zjawiskiem. Niektórzy naukowcy twierdzili, że niszczenie ozonu mogą powodować ogólne zmiany zachodzące w klimacie Ziemi. W tym samym czasie wygasły patenty koncernów produkujących freony, a chemicy z kilku koncernów opracowali skuteczne zamienniki freonów, które zostały opatentowane. Wywołało to komentarze medialne, sugerujące powiązania naukowców oskarżających freony z koncernami chemicznymi usiłującymi sprzedać swoje nowe produkty. Mimo pewnych wątpliwości większość krajów przystąpiła do Konwencji Wiedeńskiej oraz Protokołu Montrealskiego, gdyż dowody na szkodliwe działanie freonów były dobrze udokumentowane. Największe gospodarki świata zgodziły się na zamrożenie produkcji freonów na poziomie z roku 1986. Aktualnie istnieje szereg badań, prowadzonych przez niezależne ośrodki naukowe potwierdzające szkodliwość działania freonów i wskazujące na ich kumulację w atmosferze, ze względu na ich trwałość. Wynalazcą freonu był Thomas Midgley. Najpopularniejszym freonem stał się R-12 czyli dichlorodifluorometan. Jego wzór sumaryczny to CCl2F2. Freony są nietoksyczne i niepalne. W temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym są gazami. W instalacjach chłodniczych freony są cieczami na skutek ich sprężenia. Freony łatwo ulatniają się do atmosfery z nieszczelnych instalacji, bez pozostawiania widocznych śladów wycieku, co powoduje, że nieszczelności takie trudno jest wykryć. [poprawka: z nieszczelności, w 80% przypadków, ucieka również olej krążący w układach, który jest pierwszą oznaką nieszczelności]
Obecnie głównym następcą freonu R 12 jako cieczy chłodniczej jest R 134a (nazwy handlowe Suva 134a; Solkane 134a; Genetron 134a). Podczas kiedy freony to związki fluoru, chloru i węgla, R 134a jest fluorowanym węglowodorem zawierającym niepodstawione atomy wodoru (nie zawiera chloru). Jej wzór sumaryczny to CH2FCF3. Nazwa chemiczna to 1,1,1,2-tetrafluoroetan. Freony - są związkami chemicznymi, zawierającymi w swoim składzie chlor (Cl), fluor (F), węgiel (C) i czasem wodór (H). Przykładowo freon - 11 ma wzór CFCl3, a freon - 12 CF2Cl2. związki te odznaczają się znaczną prężnością pary przy niskich temperaturach, a także dużym ciepłem parowania. Umożliwia to zastosowanie ich w urządzeniach chłodzących (sprężarkach, chłodniach, urządzeniach klimatyzacyjnych i lodówkach). Niestety gazy te powodują stopniowy zanik ozonosfery. Freony są mało reakcyjne, w związku z czym bardzo długo żyją (więcej niż 100 lat). Nie rozpadają się ponieważ nie wchodzą w reakcje z elementami atmosfery. Dzięki temu mogą docierać do ozonosfery. Następnie dochodzi do ich rozkładu na węgiel, fluor oraz chlor. Dzieje się to pod wpływem silnego promieniowania UV. Węgiel się spala; fluor i chlor reagują z ozonem, w wyniku czego powstają tlenki i tlen o dwóch atomach O2. Chlor reaguje bardziej. Dr Farman podczas badań prowadzonych na Antarktydzie w 1982 roku w jej zachodniej części odkrył zanik znacznej części ozonosfery nad biegunem. W kolejnych latach dziura ozonowa ulegała powiększaniu. W X.1987 roku stwierdzono 50% ubytek ozonu, w stosunku do jego zawartości w chwili odkrycia dziury ozonowej. W roku 1989 wysokie warstwy pozbawione były aż 95% ozonu. Ozon mierzymy w dobsonach [D]; jego średni poziom nad Ziemią to 300 D. Wyniki badań świadczą o tym, że za zanik warstwy ozonowej odpowiedzialna jest stale wzrastająca koncentracja freonów. . Kwaśne deszcze to popularny sposób nazywania całego zakresu efektów - kwaśnych opadów. Kwaśne opady to kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu lub w postaci kwaśnej mgły lub śniegu. Głównymi czynnikami powodującymi wzrost kwasowości opadów atmosferycznych są przenikające do atmosfery tlenki siarki i tlenek azotu. Deszcze zawierają w kroplach wody dwutlenek siarki, tlenek azotu oraz ich produkty reakcji w atmosferze: rozcieńczone roztwory kwasów siarki, głównie kwasu siarkowego(IV) oraz najbardziej szkodliwego kwasu siarkowego(VI), a także kwasu azotowego(V). Powstają nad obszarami, gdzie atmosfera jest zanieczyszczana długotrwałą emisją dwutlenku siarki i tlenków azotu (ze źródeł naturalnych, jak czynne wulkany, albo sztucznych, jak spaliny z dużych elektrowni i elektrociepłowni zasilanych zasiarczonym - tzn. zawierającym siarkę i jej związki - paliwem, zazwyczaj węglem kamiennym lub brunatnym). Kwaśne deszcze są przyczyną wielu chorób układu oddechowego, notuje się wzrost zachorowań u dzieci na astmę. Działają niszcząco na florę i faunę, rośliny na skutek działania SO2 i H2SO4 rosną wolniej i łatwiej ulegają uszkodzeniu. Szczególnie wrażliwe są tu drzewa szpilkowe. Wiele budynków i pomników jest wykonanych z kamienia zawierającego wapno, takiego jak piaskowiec, wapień lub marmur. Wapno neutralizuje kwaśny deszcz, ale w końcu zostaje zużyte. Wtedy kamień traci naturalną odporność a budynek lub pomnik zaczyna ulegać zniszczeniu. Posągom kamiennym odpadają nosy, ściany domów pękają i grożą zawaleniem. Kwaśne deszcze również znacznie przyspieszają korozję konstrukcji metalowych (np. elementów budynków, samochodów). Zapobieganie polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery (odsiarczanie gazu), rezygnacji z paliw o znacznym stopniu zasiarczenia oraz wykorzystania niekonwencjonalnych źródeł energii, np. energii słonecznej, energii wiatru. |
CO2 - jest gazem bezbarwnym, bezwonnym i stanowi naturalny składnik powietrza. Powstaje podczas całkowitego spalania węgla, a także w wyniku procesu oddychania każdego z organizmów. Jest on asymilowany przez rośliny i wykorzystywany do fotosyntezy, w wyniku której powstają produkty w postaci związków organicznych. Dla człowieka CO2 stanowi zagrożenie dopiero przy większych stężeniach. Zagrożone są natomiast materiały budowlane, których składnikiem są węglany. Wynikiem działania na nie dwutlenku węgla jest ich osłabianie. W karbonie doszło do zasymilowania ogromnych wielkości CO2 w drzewiastych paprotnikach rosnących w tym okresie. Tą drogą zmagazynowały węgiel w swych tkankach, a później powstały z nich pokłady surowca zwanego węglem kamiennym. W dniu dzisiejszym, gdy wydobycie węgla (oraz innych zawierających węgiel surowców) jest ogromne tak samo ogromne ilości tego węgla (w postaci CO2) podczas spalania trafiają do atmosfery. Stale obserwujemy wzrost dwutlenku węgla w atmosferze. Podejrzewa się, iż zużycie całych zasobów węgla spowoduje siedemnastokrotny wzrost tego gazu w ziemskiej atmosferze. Grozi to przegrzaniem się naszej planety. Twierdzenie to oparto na zdolności CO2 do absorpcji promieniowania w postaci ciepła, które odbijane jest od Ziemi i zamiast wyjść poza atmosferę jest na powrót ku niej kierowane. Im więcej w atmosferze tego gazu tym większą stanowi ona barierę dla odbijającego się od Ziemi promieniowania. Jeśli przewidywania się sprawdzą może dojść do topnienia lodowców górskich i tych skumulowanych na biegunach. Jest to jedna z hipotez. Tak naprawdę nie jest rzeczą prostą przewidzieć konsekwencje takiego zjawiska. Dwutlenek węgla to gaz cieplarniany. Podobne właściwości mają: metan, freony i jeszcze inne związki. Natomiast jednym ze źródeł gazów cieplarnianych jest przemysł wykorzystujący procesy spalania ropy naftowej oraz gazu. Duży wpływ na wzrost ziemskiej temperatury ma również wycinanie lasów. Przez to mniej CO2 jest pochłanianego przez rośliny z powietrza. CO- jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, którego źródłem jest niecałkowite spalanie węgla, paliw w pojazdach spalinowymi, a także w piecach domowych i wielkich piecach fabrycznych służących do wytopu tzw. surówki. Dlatego największe stężenia czadu notuje się w miastach i okręgach hutniczych. Do największych polskich hut zaliczamy: Huta im. Lenina oraz Huta Katowice. Łączna ilość emitowanego przez nie czadu do atmosfery to 20% całej ilości CO w naszym kraju. Ilość ta jest równa milionowi ton tego związku. Tlenek węgla nie stanowi większego zagrożenia dla układów ekologicznych, natomiast jest niezwykle trujący dla zwierząt i człowieka. jest on śmiertelnie trujący dla każdego organizmu, w którym transport tlenu odbywa się przy pomocy hemoglobiny. Są to np. wszystkie kręgowce. Działanie CO polega na łączeniu się tego gazu z hemoglobiną uniemożliwiając w ten sposób transport. Czad powstaje, gdy spalamy węgiel przy zbyt małym dostępie powietrza. Przykładowo jeśli zamknęlibyśmy piec z rozżarzonymi węglami powstanie czad. Gdy wydarzy się to w pokoju, w którym śpi człowiek może skończyć się to tragedią. Dzisiejsze społeczeństwo jest systematycznie podtruwane CO zawartym w spalinach. Gazy ze spalin zawierają dużo więcej (prawie 2x) CO, niż NOx (tlenki azotu) i węglowodorów wziętych łącznie, a ten czad się nie różni niczym od tego z pieca; jest tak samo trujący. Globalne ocieplenie Jedną z przyczyn wzrostu temperatury na Ziemi jest nadmierne nagromadzenie w atmosferze pary wodnej, dwutlenku węgla, tlenku azotu, dwutlenku siarki i metanu. Znaczne ilości tych gazów dostają się do atmosfery również w wyniku procesów naturalnych. Jednak za wzrost koncentracji tych związków w atmosferze w ostatnim stuleciu odpowiedzialny jest głównie człowiek. Porównanie sposobu, w jaki nagromadzone w atmosferze gazy oddziaływają na bilans cieplny Ziemi do procesów zachodzących w szklarni jest jak najbardziej adekwatne. Atmosfera ziemska, podobnie jak ściany szklarni, przepuszcza krótkofalowe promieniowanie Słońca (Światło i promieniowanie ultrafioletowe), dzięki czemu znaczna część energii słonecznej dociera do powierzchni Ziemi. Tu zamieniana jest na ciepło, czyli promieniowanie długofalowe, które Ziemia wypromieniowałaby z powrotem w przestrzeń kosmiczną, gdyby nie atmosfera, a właściwie para wodna i inne gazy, które są taką samą pułapką dla ciepła, jak ściana szklarni. Część promieniowania słonecznego dochodząca do powierzchni Ziemi nie jest pochłaniana i zamieniana na ciepło, lecz ulega odbiciu i wraca w przestrzeń kosmiczną. Stosunek ilości promieniowania odbitego do ilości promieniowania padającego ma daną powierzchnię określa się mianem albedo. Jego wartość zależy od charakteru powierzchni - szczególnie dużym albedo charakteryzuje się pokrywa śnieżna i górna powierzchnia chmur. Dlatego im mniejsze stają się obszary pokryte wiecznym śniegiem, tym mniejsza część promieniowania ulega odbiciu i tym szybciej rośnie temperatura na Ziemi. Naukowcy spierają się co do pochodzenia i przyczyn wahań ilości obecnych w atmosferze gazów cieplarnianych. Jednym z najważniejszych jest dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla jest naturalnym składnikiem atmosfery, powstającym w procesach oddychania, gnicia i spalania. Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze wzrasta także na skutek działalności człowieka. W wielkich miastach przemysłowych ilość CO2 osiąga nawet do 0,05 - 0,07% (średnie stężenie CO2 w atmosferze wynosi 0,03%), szczególnie w zimie przy pochmurnej pogodzie. Dwutlenek węgla jest ubocznym produktem spalania drewna i paliw kopalnych - węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego. Uzależnienie naszej cywilizacji od tych paliw jako podstawowego źródła energii w połączeniu a eksplozją demograficzną spowodowały wzrost ilości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery. Ogromna ilości tego gazu powstają również przy wypalaniu lasów - najpopularniejszej w wielu regionach świata metodzie zdobywania nowych pól i pastwisk. Efektem spalania paliw kopalnianych jest również emisja dwutlenku siarki. Silniki wszechobecnych samochodów wytwarzają tlenek azotu, natomiast ilość metanu w ciągu ostatnich stu lat się podwoiła. Jest on produktem beztlenowej fermentacji celulozy pod wpływem bakterii metanowych. |
Środowisko - to pojęcie inaczej rozumiane przez przyrodników, fizyków, humanistów, itd.- ogólnie- to powierzchnia Ziemi wraz z glebą, powietrzem atmosferycznym, kopalinami, krajobrazem, światem roślin, zwierząt i człowiekiem, inaczej, jest to przestrzeń fizyczna zasiedlona przez organizmy, pomiędzy którymi istnieją wzajemne powiązania, środowisko może istnieć w stanie naturalnym lub przekształconym przez człowieka, wyróżniamy: 1) śr. naturalne, 2) śr. antropogeniczne - całkowicie stworzone przez człowieka, 3) śr. sztuczne pochodzenia antropogenicznego np. jeziora zaporowe, hałdy, sztucznie sadzone lasy, 4) śr. zdegradowane - wysypiska śmieci, nieużytki poprzemysłowe. Ochrona środowiska - w oparciu o ustawę o ochronie środowiska - jest to zespół działań przywracających stan równowagi przyrodniczej lub zespół działań zaniechujących takiej działalności, która tę równowagę zakłóca, ochrona ta dotyczy biotycznych i abiotycznych czynników środowiska. Ochrona przyrody - dotyczy tylko biotycznego komponentu środowiska, określa kierowanie użytkowaniem biosfery w sposób zapewniający najwyższą i trwałą korzyść dla współczesnych i przyszłych pokoleń. Ochronę przyrody realizuje się przez tworzenie różnych form ochrony przyrody, to racjonalne użytkowanie zasobów przyrody, ochrona wód, powietrza, gleby, to prawidłowe kształtowanie krajobrazu. Kształtowanie środowiska - całokształt materialnych działań człowieka w czasie i miejscu wpływających na fizyczny kształt i biologiczną treść otoczenia. Cel kształtowania środowiska to wprowadzanie zmian dążących do poprawy warunków życia i zwiększenia pojemności środowiska. Kształtowanie środowiska w procesie użytkowania obejmuje sporządzanie planów zagospodarowania przestrzennego (w biurach projektowych), realizowanie planów zagospodarowania przestrzennego, dostosowywanie się do zmian powstałych w wyniku działalności człowieka (nasadzanie drzew na hałdach itd.). Cele ochrony przyrody: utrzymanie procesów ekologicznych i stabilności ekosystemów, zachowanie różnorodności gatunkowej, kształtowanie właściwych postaw człowieka wobec przyrody, zachowanie dziedzictwa geologicznego, zapewnienie ciągłości istnienia gatunków, przywracanie do właściwego stanu zasobów i składników przyrody. Ochrona przyrody jest wg ustawy częścią polityki ekologicznej państwa, a ta jest tematem całej uchwały sejmowej. Ekologia - zajmuje się badaniem współzależności między organizmami, organizmami a ich środowiskiem, badanie struktury i funkcjonowania ekosystemu (konkretny, dynamiczny układ ekologiczno przestrzenny składający się z biocenozy i biotopu). Dziura ozonowa Ozon - niebieskawy gaz o charakterystycznym ostrym zapachu. Zbudowany jest z trzech atomów tlenu (patrz obok), a nie jak w przypadku "zwykłego" tlenu atmosferycznego - dwóch. Ozon powstaje m.in. w czasie wyładowań elektrycznych. Ozon znalazł liczne zastosowania - m.in. jako wybielacz oraz środek do odkażania wody i odświeżania powietrza. Jest też popularnym utleniaczem. Ozon powstaje w niższych warstwach atmosfery, jako produkt procesów przemysłowych i spalania paliwa w samochodach. Zbyt duże ilości ozonu są niebezpieczne dla roślin i prawdopodobnie mają związek z niektórymi zaburzeniami oddychania. Rozwój życia na naszej planecie byłby jednak niemożliwy bez tego gazu. Ziemia otoczona jest grubą warstwą ozonu, która zatrzymuje około 2/3 promieniowania ultrafioletowego (UV), emitowanego przez Słońce, przepuszczając tylko część, o odpowiedniej długości fali. Nadmiar promieniowania UV jest szkodliwy dla organizmów żywych, powoduje ścinanie białka i obumierania komórek. Z drugiej strony pewna ilość promieniowania ultrafioletowego jest niezbędna do wytwarzania witaminy D, koniecznej do budowy kośćca. Ozon ma więc duże znaczenie biologiczne, ponieważ reguluje dopływ promieniowania ultrafioletowego do powierzchni Ziemi. Warstwa ozonowa znajduje się w stratosferze na wysokości od 15 - 55 km. Nie jest to właściwie czysty ozon, a tylko powietrze o większej zawartości cząsteczek zbudowanych z trzech atomów tlenu. W warstwie ozonowej nieustannie dokonują się przemiany różnych form tlenu. W 1987 roku samoloty zdolne do lotów na bardzo dużych wysokościach pobrały próbki powietrza znad Antarktydy. Dzięki niej naukowcy dowiedzieli się, że za zniszczenie warstwy ozonowej odpowiedzialne są przede wszystkim gazy znane jako freony. Po drugiej wojnie światowej znalazły one bardzo szerokie zastosowanie m.in. w aerozolach, systemach chłodniczych lodówek i zamrażarek, w płynach do czyszczenia i jako środek porotwórczy przy produkcji tworzyw sztucznych. Cząsteczki freonów dostają się do niższych partii atmosfery, gdzie pod wpływem światła ulegają rozpadowi, przy czym jednym z produktów rozpadu jest chlor. Wchodzi on w reakcje chemiczne z ozonem i niejako zabiera atom tlenu z jego cząsteczki. W ten sposób ozon zamienia się w zwykły tlen, a nad Ziemią rośnie dziura ozonowa. Co gorsza jeden atom chloru może rozbić nawet 100 tys. cząsteczek ozonu. W 1987 roku 24 kraje podpisały Montrealu protokół wzywający do redukcji zużycia freonów. Naukowcy pracowali intensywnie, by znaleźć mniej szkodliwe dla środowiska substytuty tych substancji. Niestety, co najmniej kilka krajów, które podpisały porozumienie, nie wprowadziło w życie jego postanowień. Na początku lat 90 zmieniono postanowienia tych umów. Obecnie ustalenia zakładają całkowite wyeliminowanie freonów do 2002 roku. Zakaz objął również inne szkodliwe związki np.: bromek metylu. Nie wolno również produkować freonu z myślą o sprzedaży do innych krajów, które jeszcze nie podpisały porozumienia. Kraje uprzemysłowione uruchomiły specjalne fundusze mające wspomóc państwa biedniejsze w dostosowaniu się do nowych wymogów. Poza tym niewiele można zrobić dla poprawy sytuacji, ponieważ freony mają bardzo długi okres rozpadu i pozostaną w atmosferze jeszcze, przez co najmniej 100 lat.
|
Eutrofizacja - proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty, biogeny), jest to wzrost trofii, czyli żyzności wód. Eutrofizacja dotyczy to nie tylko zbiorników wodnych ale również cieków. Biorąc pod uwagę geologiczną historię jezior, najczęściej uważa się, że eutrofizacja jest procesem naturalnym (według innych autorów naturalnym procesem jest dystrofizacja, a eutrofizacja uważana jest za proces antropogeniczny, spowodowany zmianami w zlewni). Większość jezior zwłaszcza polodowcowych na początku była oligotroficzna, jednak ciągły dopływ do nich substancji z zewnątrz (np. ze zlewni i atmosfery), powodował wzrost koncentracji biogenów, a tym samym zwiększał trofię zbiornika. Normalnie jest to proces powolny, ale został on mocno przyśpieszony w wyniku działań człowieka, takich jak zrzuty ścieków przemysłowych i komunalnych oraz w wyniku intensyfikacji rolnictwa. W szczególnie drastycznych przypadkach, np. przy zrzucaniu do jezior surowych ścieków komunalnych czy gnojówki, dochodzi do osiągnięcia przez zbiornik stanów niespotykanych w naturze: politrofii i hypertrofii (zobacz też saprotrofia). Następuje wtedy niemal całkowity zanik organizmów wyższych poza cienką, kilkudziesięciocentymetrową warstwą wody stykającą się z atmosferą. Specyficznie przebiega proces eutrofizacji w wodach torfowiskowych. Dopływające z otaczającego je torfowiska substancje humusowe, tworzą stałe kompleksy ze związkami fosforu i azotu, czyniąc je niedostępnymi dla roślin i glonów. W razie jego degradacji, zwykle przez przesuszenie, następuje szczególnie szybka eutrofizacja: do wody dostają się zarówno biogeny ze zlewni, jak i te uwolnione z torfowiska (i związków humusowych). Przyczyny eutrofizacji Główną przyczyną eutrofizacji jest wzrastający ładunek pierwiastków (biogenów), przede wszystkim fosforu. Wzrost dopływu pierwiastków biogennych, w tym wypadku fosforu, obejmuje nie tylko wzrost zrzutów ścieków, ale także wzrost zawartości środków piorących i innych detergentów zawierających fosfor w ściekach. Większa ilość tego biogenu związana jest także z intensyfikacją nawożenia oraz wzrostem erozji w zlewni. Wzrost dopływu azotu, drugiego z biogenów, związany jest z wzrastającą emisją tlenków azotu do atmosfery, a tym samym dużą ich zawartością w opadach atmosferycznych. Nawożenie ziemi poddanej pod uprawę, również przyczynia się do wzrostu ładunku azotu, ponieważ fosfor znajdujący sie w glebie nie jest pierwiastkiem silnie mobilnym. Silne opady deszczu mogą łatwo wypłukiwać azot z powierzchniowej warstwy gleby oraz z nawozów, przy czym do zbiornika mogą być też wniesione znaczne ilości fosforu. Następstwa eutrofizacji Na początku procesu eutrofizacji następuje umiarkowany wzrost produkcji biologicznej, co jest korzystne i przekłada się na wzrost produkcji ryb, ale po przekroczeniu pewnej granicy obserwuje się już wiele niepożądanych następstw tego procesu takich jak: 1) masowy rozwój organizmów fitoplanktonowych powodujących w powierzchniowej warstwie wody tzw. zakwity i zmniejszających przezroczystość tej wody. W zbiorniku wzrasta przede wszystkim ilość sinic, które utrzymując się na powierzchni tworzą często kożuchy. Masowe nagromadzenia tych glonów powodują nie tylko śmiertelność ich samych, ale również występującej tam fauny. Ponadto niektóre szczepy sinic są toksyczne i nierzadko powodują uczulenia. Wydzielanie przez glony organicznych substancji psujących smak i zapach wody, dyskwalifikuje takie zbiorniki jako źródła wody pitnej. Do organizmów powodujących takie problemy należą Anabaena sp. oraz Aphanisomenon sp. wiążące azot, oraz niezdolne do wiązania azotu gatunki z rodzaju Microcystis, Limnotrix i Planktotrix. Zakwity występują nie tylko w zbiornikach, ale również w rzekach. W przypadku tych ostatnich powodowane są zwykle przez zielenice lub okrzemki, które są jednak mniej uciążliwe niż sinice, których miejscem występowania są przeważnie wody stojące. 2) ustępowanie roślinności zanurzonej z powodu pogarszających się warunków świetlnych w strefie przybrzeżnej- litoral. Postępujące zanikanie światła pośrednio prowadzi także do przebudowy fauny tam występującej. Kożuchy glonów w tej strefie zupełnie uniemożliwiają rekreacyjne użytkowanie wody. 3) wyczerpanie zasobów tlenu w warstwie przydennej- hypolimnion i w osadach dennych prowadzi do zaniku fauny głębinowej, w tym także gatunków reliktowych. Również tarło niektórych ryb nie dochodzi do skutku, co prowadzi do ustępowania cennych gatunków np. łososia. Często zdarza się że ryby giną zimą pod pokrywą lodową w wyniku braku tlenu. W warunkach anaerobowych dochodzi dodatkowo do różnych procesów chemicznych (amonifikacja, denitryfikacja) i powstawania metanu. 4) występowanie siarkowodoru, który podczas całkowitego braku tlenu może przechodzić do warstw powierzchniowych wody, ulatniać sie i zatruwać atmosferę w okolicy. Metody kontroli i zapobiegania eutrofizacji Prostym sposobem kontroli trofii zbiornika jest badanie widzialności krążka Secchiego: białego krążka o średnicy 30 cm, opuszczanego na wyskalowanej lince. Jego widzialność (ang. Secchi depth) zależy od ilości zawiesiny w wodzie, a ta z kolei - głównie od ilości glonów. Na podstawie widzialności krążka Secchiego można obliczyć tzw. wskaźnik Carlsona[1][2], na podstawie którego porównuje się trofię poszczególnych zbiorników lub zmiany trofii danego zbiornika w czasie. Tenże wskaźnik można też obliczyć, mając do dyspozycji dane o ilości chlorofilu a (pomiary fotometryczne) lub związków fosforu. Najskuteczniejszą metodą walki z procesem eutrofizacji jest ograniczenie antropogenicznego dopływu biogenów do wód- kompostowanie odchodów w miejsce odprowadzania ich do ujścia kanalizacyjnego, redukcja zawartości fosforanów w środkach piorących używanych w gospodarstwach domowych, ograniczanie stosowania nawozów sztucznych w rolnictwie.
|
Alkaloidy- zasadowe związki organiczne pochodzenia roślinnego, zawierające układy cykliczne z co najmniej jednym zasadowym atomem azotu w pierścieniu, lub poza pierścieniem. Prekursorami do biosyntezy tych związków chemicznych są aminokwasy. Alkaloidy wykazują zwykle silne, nieraz trujące działanie fizjologiczne na organizm człowieka. Dla chemii organicznej przez ponad 100 lat były przedmiotem badań strukturalnych i syntetycznych. Przykładem jest morfina, wydzielona z opium w stanie czystym już w 1813, której budowa została wyjaśniona ostatecznie dopiero w roku 1952. Z fizjologicznego punktu widzenia alkaloidy są "odpadami produkcyjnymi" niebiorącymi czynnego udziału w metabolizmie komórki. Większość alkaloidów powstaje w pobliżu miejsc o największej intensywności przemiany materii, czyli wszystkich merystemów, nie znaczy to jednak, że tam jest ich najwięcej, bo np. u bielunia (Datura) najwięcej jest ich w ogonkach liściowych, a u chinowca (Cinchona) w korze. Ma to znaczenie z punktu widzenia zielarstwa, gdzie ważne jest, żeby wiedzieć jakie części roślin i kiedy zbierać. Należy zaznaczyć, że niektóre alkaloidy w czasie transportu wewnątrz roślin ulegają przemianom biochemicznym. Przeważająca większość alkaloidów to substancje stałe, jedynie nieliczne są cieczami. Większość jest albo bardzo słabo, albo wcale nierozpuszczalna w wodzie, natomiast bardzo łatwo rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Do tej pory poznano budowę ok. 6500 alkaloidów, z których ponad sto znalazło zastosowanie w medycynie. Współcześnie (zależnie od kosztów ekonomicznych) alkaloidy pozyskuje się z natury, z hodowli tkankowej lub syntezy chemicznej. Traktowanie alkaloidów jako fizjologicznych związków wtórnych, swoistych "odpadów", powstających w cyklach biochemicznych, jest ostatnio mocno krytykowane. Coraz częściej alkaloidy są traktowane jako celowo syntetyzowane związki oddziałujące toksycznie na roślinożerców, a powstałe w wyniku koewolucji układu roślina - roślinożerca. Za tą hipotezą przemawia fakt, iż produkcja alkaloidów wymaga sporego wkładu energii, przez co jest dla roślin kosztowa. Trudno sobie wyobrazić zmiany ewolucyjne prowadzące do bezcelowego trwonienia asymilowanej energii przez tworzenie związków bezużytecznych. Dodatkowym argumentem, jest konieczność wykorzystania trudnych do pozyskania ze środowiska, atomów azotu. W wielu środowiskach, w których występują rośliny syntetyzujące alkaloidy azot jest pierwiastkiem deficytowym w glebie, a jednocześnie jest konieczny do tworzenia aminokwasów i tym samym syntezy alkaloidów. Przy takim podejściu nie dziwi fakt koncentracji tych związków w miejscach o niekoniecznie najwyższej przemianie materii, ale najbardziej narażonych na atak roślinożerców. Wiele toksycznych alkaloidów podawanych w odpowiednio małych dawkach stanowi skuteczne leki na liczne choroby i dolegliwości (np. morfina, kodeina, chinina). Liczne alkaloidy stanowią składniki używek (kofeina, teobromina, nikotyna). Wiele toksycznych alkaloidów wykorzystuje się do zwalczania szkodników (strychnina). Do bardzo silnych trucizn należy tubokuraryna, występująca w Chondodendron tomentosum i używana do zatruwania grotów strzał przez Indian południowoamerykańskich. Promieniowaniem jonizującym określa się wszystkie rodzaje promieniowania, które wywołują jonizację ośrodka materialnego, tj. oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej. Za promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące uznaje się promieniowanie, którego fotony mają energię większą od energii fotonów światła widzialnego. Promieniowanie może jonizować materię dwojako: bezpośrednio lub pośrednio. Promieniowanie jonizujące bezpośrednio to obiekty posiadające ładunek elektryczny - jonizują głównie przez oddziaływanie kulombowskie. Najważniejsze przykłady: promieniowanie alfa (α, jądra helu; ładunek elektryczny +2e), promieniowanie beta (β±, elektron i antyelektron, ładunek elektryczny +1e, -1e, odpowiednio). Promieniowanie jonizujące pośrednio to promieniowanie składające się z obiektów nieposiadających ładunku elektrycznego. Jonizuje ono materię poprzez oddziaływania inne niż kulombowskie (np. rozpraszanie comptonowskie, efekt fotoelektryczny, kreację par elektron - pozyton). Najważniejsze przykłady: promieniowanie neutronowe (n), promieniowanie elektromagnetyczne (X, γ; o energiach wyższych od energii promieniowania ultrafioletowego). Promieniowanie jonizujące, ze względu na jego destrukcyjne oddziaływanie z żywą materią, jest przedmiotem zainteresowania radiologii - w celu ochrony przed nim (ochrona radiologiczna), w celach leczniczych i diagnostycznych (radioterapia, medycyna nuklearna). Substancje emitujące promieniowanie jonizujące nazywamy promieniotwórczymi. Skutki biologiczne wywoływane przez dany rodzaj promieniowania jonizującego opisuje bezwymiarowa wielkość zwana współczynnikiem jakości Q (ang. Quality Factor, QF). Promieniowanie jonizujące można wykrywać jedynie metodami pośrednimi. Detektory promieniowania jonizującego rejestrują zmianę energii promieniowania na formę mierzalną (reakcje chemiczne, światło, prąd elektryczny, ciepło). Promieniowanie jonizujące jest stale obecne w środowisku człowieka, zawsze i wszędzie. Jest to spowodowane głównie wszechobecnością radioizotopów różnych pierwiastków w przyrodzie oraz promieniowaniem kosmicznym. Jest wysoce prawdopodobne, że naturalne promieniowanie jonizujące środowiska jest głównym sprawcą mutacji w genach organizmów żywych, czyli jednym z czynników ewolucyjnych, którym zawdzięczamy faunę i florę taką, jaką znamy. |
Efekt cieplarniany - to wzrost średniej temperatury przy powierzchni Ziemi wywołany zmianą bilansu energetycznego promieniowania słonecznego pochłanianego przez Ziemię i promieniowania wysyłanego przez Ziemię. Gazy i pyły zanieczyszczające atmosferę zatrzymują część promieniowania emitowanego przez powierzchnię Ziemi, w związku z czym temperatura tej powierzchni wzrasta. W ostatnich dwóch stuleciach człowiek wywarł istotny wpływ na skład atmosfery. Przede wszystkim doszło do zwiększenia o około 25% ogólnej zawartości dwutlenku węgla (CO2). Stało się to wskutek uprzemysłowienia i zurbanizowania oraz ogromnego rozwoju motoryzacji (transport: kołowy, morski, lotniczy). Najważniejszym gazem atmosferycznym przyczyniającym się do powstawania efektu cieplarnianego jest dwutlenek węgla, a także metan, tlenek azotu, ozon i freony. Raport Międzynarodowego Zespołu do Zmian Klimatycznych (1995) przewiduje, że w wyniku efektu cieplarnianego w następnym stuleciu na skutek topnienia lodów poziom wód morskich może wzrosnąć o ok.1 m, zalewając większość delt rzecznych, wysp na atlantyckim wybrzeżu USA, część Chin, wyspy na Oceanie Indyjskim i Spokojnym. Zimy będą cieplejsze, a lata niebezpiecznie dla życia upalne. Zaostrzą się susze, opady deszczu będą prowadziły do nieustających powodzi. Aby zapobiec rozszerzaniu się efektu cieplarnianego należy podejmować działania mające na celu dostosowanie przemysłu, transportu i innych dziedzin życia człowieka do tego problemu. Będziemy musieli spalać mniej węgla, gazu i ropy. Dokonać tego należy przez bardziej oszczędne korzystanie z energii, zarówno w przemyśle, jak i w domu. Ważne jest również, aby poprawić efektywność samych elektrowni. Za dużą część emitowanego na świecie dwutlenku węgla są odpowiedzialne przede wszystkim pojazdy silnikowe. Poza możliwościami ograniczenia przez człowieka emisji gazów cieplarnianych, można także zmierzać do usunięcia CO2 z atmosfery. Należy zahamować wyrąb i wypalanie lasów oraz sadzić co najmniej tyle nowych drzew, ile ulega niszczeniu. Drzewostan ma bardzo istotny wpływ na regulację ilości CO2 w atmosferze. WYSYPISKO Składowisko odpadów potocznie wysypisko śmieci - to zlokalizowany i urządzony zgodnie z przepisami obiekt zorganizowanego deponowania odpadów. Pojęcie składowisko obejmuje również wylewisko odpadów ciekłych, wysypisko odpadów komunalnych, a także zwałowiska mas ziemnych. Składowanie odpadów może odbywać się wyłącznie w miejscu do tego wyznaczonym. Niekiedy w tym samym miejscu prowadzi się też selekcję i częściowy odzysk surowców wtórnych. Właścicielem składowiska jest zazwyczaj miejscowy samorząd terytorialny. Pod względem budowlanym składowiska odpadów należą do najtrudniejszych technicznie obiektów ponieważ wymaga się od nich maksymalnej szczelności i zapewnienia minimalnego oddziaływania na otoczenie a równocześnie są to obiekty o bardzo dużej powierzchni oraz pojemności oraz czasie eksploatacji trwającym kilkadziesiąt lat. Szkodliwość wysypiska odpadów dla środowiska zależy od wielu czynników, a w szczególności od właściwości odpadów (fizycznych, chemicznych, biologicznych), jakości gruntu, sposobu zagospodarowania środowiska przyległego do wysypiska oraz jego eksploatacji, a także sposobu rekultywacji i docelowego zagospodarowania terenu wysypiska. O uciążliwości dla otoczenia i trudnościach w eksploatacji składowiska w dużej mierze decydują właściwości wybranego miejsca. Wyróżnia się położenie wgłębne (wyrobiska, parowy, wąwozy), zboczowe (fragmenty parowów, kotlin lub nasypów ziemnych) i płaskie (konieczność wyniesienia bryły wysypiska ponad otaczający teren). Wysypiska można również podzielić na nadpoziomowe (znajdujące się na terenie płaskim), podpoziomowe (powstałe na obniżeniach terenu) oraz boczne (oparte o zbocza). W Polsce istnieją trzy rodzaje składowisk: -Niezorganizowane - zajmują wyrobiska lub naturalne zagłębienia terenu, bez specjalnego przygotowania. Skutkiem takiego składowania odpadów jest m.in. zanieczyszczenie wód gruntowych, niekontrolowana emisja gazów do atmosfery oraz nadmierny rozwój ptactwa i gryzoni. -Półzorganizowane - budowa takich wysypisk w ostatnich latach jest podejmowana dość często. Od poprzedniego rodzaju wysypisk odróżnia je zastosowanie izolacji składowanych odpadów od podłoża. Sposób ten jednak również nie zabezpiecza środowiska przed emisją ciekłych i gazowych odpadów. Stanowi przejściową formę w dążeniu do prawidłowego urządzenia i eksploatacji wysypisk. -Zorganizowane - posiadają one specjalną lokalizację, z uwzględnieniem kryteriów hydrogeologicznych i geotechnicznych, spełniają obowiązujące wymogi techniczne oraz są odpowiednio eksploatowane.
Na składowiskach uporządkowanych można składować odpady bytowo-gospodarcze, odpady rolnicze, odwodnione odpady ściekowe, żużel, popiół, gruz budowlany oraz różnego rodzaju odpady wielkogabarytowe. Zabrania się natomiast składowania odpadów zakaźnych, płynnych, radioaktywnych, naftopodobnych oraz toksycznych i wybuchowych. W Polsce, największe składowisko odpadów "Łubna" mieści się niedaleko Warszawy w miejscowości Baniocha (nieopodal wsi Łubna), w gminie Góra Kalwaria.
|
Oczyszczalnia Oczyszczalnia ścieków- jest to zespół urządzeń do oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych przed odprowadzeniem ich do rzeki, jeziora, morza, gruntu. Oczyszczalnie dzieli się na: -lokalne (służą do oczyszczanie niewielkich ilości ścieków) -centralne (służą do oczyszczania dużych ilości ścieków) -grupowe (służą do oczyszczania ścieków zbieranych z określonego regionu) Metody oczyszczania ścieków To tak zwany I stopień oczyszczania. Procesy te mają na celu usunięcie ze ścieków ciał stałych pływających i grubych zawiesin mineralnych oraz organicznych. Polegają na rozdrabnianiu, cedzeniu, sedymentacji, flotacji, wypienianiu i odwirowaniu. Metody mechaniczne mogą zapewnić redukcję zawiesin w granicach 60%-70%, BZT5 do 20%. Urządzenia wykorzystywane w mechanicznym oczyszczaniu ścieków: kraty, ręczne, mechaniczne, sita, piaskowniki, osadniki, flotatory. W wiekszości oczyszczalni ścieków stopień mechanicznego oczyszczania ścieków nie może wystepować samodzielnie z uwagi na niewystarczający stopień oczyszczania scieków. Wyjątek stanowią tutaj podczyszczalnie ścieków przemysłowych, oraz przydomowe oczyszczalnie ścieków współpracujace z drenażem rozsączającym. Podstawowym celem biologicznego oczyszczania ścieków jest usunięcie ze ścieków biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń. Do prowadzenia procesów biologicznego rozkładu zanieczyszczeń organicznych wykorzystuje się populacje mikroorganizmów zawieszone w toni ścieków (metody osadu czynnego) i/lub mikroorganizmy tworzące utwierdzoną biomasę (złoża biologiczne). Zanieczyszczenia organiczne podczas przemian biochemicznych są wykorzystywane przez mikroorganizmy jako pokarm przyczyniając się do przyrostu biomasy bakteryjnej. Pozostała część rozłożonych zanieczyszczeń uwalniania jest w warunkach tlenowych jako dwutlenek węgla (CO2) i woda. W przypadku procesów beztlenowych produktami gazowymi rozkładu materii organicznej jest dwutlenek węgla oraz metan (CH4). Nadmiar masy organicznej wytworzonej podczas rozkładu biologicznego zanieczyszczeń zawartych w ściekach oddzielana jest od strumienia ścieków w osadnikach wtórnych. W technologii biologicznego oczyszczania ścieków wyróżnia się procesy prowadzone w warunkach: tlenowych - biologiczne utlenianie, nitryfikacja beztlenowych - denitryfikacja 3. Chemiczne To wspomaganie mechanicznego oczyszczania ścieków poprzez działanie koagulantów. Ścieki mieszane są z roztworem koagulanta, w wyniku czego wytwarzają się kłaczki wodorotlenku glinu lub żelaza, sorbujące zanieczyszczenia zawarte w ściekach i przyśpieszające proces sedymentacji zawiesin w osadniku. Metody chemiczne stosuje się do usuwania ze ścieków (głównie przemysłowych) substancji nie ulegających biologicznemu rozkładowi. Polegają one na koagulacji, sorpcji i chlorowaniu. Chlorowanie ma na celu zabicie bakterii chorobotwórczych i usunięcie przykrej woni ze ścieków. Recykling (ang. recycling) - jedna z kompleksowych metod ochrony środowiska naturalnego. Jej celem jest ograniczenie zużycia surowców naturalnych oraz zmniejszenie ilości odpadów. Według ustawy o odpadach z dnia 27 kwietnia 2001 roku (Dz.U. 2001 nr 62 poz. 628) pod pojęciem recyklingu "rozumie się taki odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu substancji lub materiałów zawartych w odpadach w procesie produkcyjnym w celu uzyskania substancji lub materiału o przeznaczeniu pierwotnym lub o innym przeznaczeniu, w tym też recykling organiczny, z wyjątkiem odzysku energii." Zasadą działania recyklingu jest maksymalizacja ponownego wykorzystania tych samych materiałów, z uwzględnieniem minimalizacji nakładów na ich przetworzenie, przez co chronione są surowce naturalne, które służą do ich wytworzenia oraz surowce służące do ich późniejszego przetworzenia. Recykling odbywa się w dwóch obszarach: produkowania dóbr oraz późniejszego powstawania z nich odpadów. Założenia recyklingu zakładają wymuszanie odpowiednich postaw producentów dóbr, sprzyjających produkcji materiałów jak najbardziej odzyskiwalnych oraz tworzenie odpowiednich zachowań u odbiorców tych dóbr.
|
Dioksyny - potoczna nazwa grupy organicznych związków chemicznych będących pochodnymi oksantrenu. Składają się one z dwóch pierścieni benzenowych połączonych przez dwa atomy tlenu oraz od jednego do ośmiu atomów chloru przyłączonych do pierścieni benzenowych. Podobnymi związkami są dibenzofurany, które niekiedy zalicza się do dioksyn. Dioksyny są jednymi z najbardziej toksycznych związków, jakie otrzymano w wyniku syntezy. Istnieją jednak na Ziemi w śladowych ilościach jako produkt spalania drewna od czasu pierwszego pożaru lasu. Potoczna nazwa "dioksyny" odnosi się do wszystkich możliwych chloropochodnych oksantrenu (dibenzo-1,4-dioksyny). Każda z tych pochodnych nazywana jest kongenerem. Dla dibenzodioksyny istnieje 75 możliwych kongenerów. Z 75 dioksyn 7 jest bardzo toksycznych. Najbardziej niebezpiecznym kongenerem jest 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioksyna, w skrócie 2,3,7,8-TCDD, a często oznaczana jako TCDD[1]. Na drugim miejscu znajduje się 1,2,3,7,8-PCDD, dwukrotnie mniej toksyczna niż TCDD. Pozostałe dioksyny są znacznie mniej toksyczne od wyżej wymienionych. Całkowitą toksyczność próbki można określić, sumując zawartości poszczególnych składników pomnożone przez współczynnik toksyczności. Dla TCDD ma on wartość 1, dla innych proporcjonalnie mniej - 0,5, 0,01 czy 0,001. Określa się w ten sposób tak zwany równoważnik toksyczny, czyli TEQ. Dioksyny w niezamierzony sposób powstają w śladowych ilościach podczas różnych reakcji chemicznych prowadzonych w przemyśle bądź samorzutnie np. w trakcie spalania drewna i wszelkich związków organicznych. W 1976 roku we włoskiej miejscowości Seveso, gdzie mieści się wytwórnia pestycydów doszło w wyniku niedopatrzenia obsługi do wybuchu ciśnieniowego reaktora, w którym prowadzono reakcję syntezy 2,4,5-trichlorofenolu. Do atmosfery przedostały się pyły zawierające pośród innych składników TCDD w nieznanej ilości, przypuszcza się, że było to kilka kilogramów. Pomimo stosunkowo niewielkich ilości rozproszonego TCDD, ludność miasta została ewakuowana, kobiety będące w ciąży poroniły. Wierzchnie warstwy gruntu zbierano do dołów zabezpieczonych wodoszczelną izolacją. W wyniku tego wypadku wiele osób zostało porażone trądem chlorowym, który jest objawem zatrucia dioksynami. Obecnie toksyczność i rakotwórczość dioksyn jest przedmiotem bardzo zażartych sporów naukowców. Wedle jednych zagrożenie ze strony dioksyn przy obecnym poziomie ich emisji jest marginalne; wedle drugich stanowią one obecnie poważne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Nie ulega wątpliwości, że niektóre dioksyny są silnymi truciznami i mają właściwości toksyczne. Jednak różne organizmy żywe wykazują różną wrażliwość na działanie dioksyny. Do zabicia świnki morskiej wystarczy 0,6 mikrograma tej trucizny, a do uśmiercenia chomika potrzeba aż 5000 razy większej dawki. Dawka śmiertelna dla człowieka nie jest znana, ponieważ nie jest znany ani jeden przypadek śmierci człowieka spowodowanej działaniem dioksyny. O małej toksyczności dioksyn świadczy przypadek Wiktora Juszczenki, prezydenta Ukrainy, którego usiłowano otruć dioksyną. Stężenie dioksyny we krwi w jego przypadku wyniosło 100 000 pg/g tłuszczu, czyli 20 tysięcy razy przekroczyło dopuszczalną normę. Jedynymi objawami zatrucia są zmiany skórne, do dziś widoczne na twarzy prezydenta Juszczenki. Z badań wynika, że głównym źródłem emisji dioksyn do atmosfery są pożary lasów. Szacuje się, że w wyniku pożarów w samych lasach Ameryki Północnej do atmosfery dostaje się około 100 kg dioksyny rocznie. Można więc przypuszczać, że roczna emisja dioksyn na całej kuli ziemskiej wynosi kilkaset kilogramów. Jest to co najmniej o rząd wielkości więcej niż wydostaje się ze wszystkich źródeł przemysłowych razem wziętych. W związku z tym należy uznać, że za największe emisje dioksyn do atmosfery odpowiedzialne są źródła naturalne i to one stanowią największe zagrożenie dioksynami. Temat dioksyn i zmniejszenia ich emisji stanowi nieprzerwanie jedną z największych gałęzi działań wielu organizacji ekologicznych. Organizacje te często za główne źródło emisji dioksyn do atmosfery podają spalarnie odpadów. Najbardziej nowoczesne spalarnie odpadów w gazach odlotowych zawierają jednak znacznie mniej dioksyn niż powietrze, którym na co dzień oddychamy. Wielokrotnie więcej dioksyn przedostaje się do naszych organizmów wraz z tak zwanymi "potrawami z grilla" a także na skutek palenia drewna w otwartych i źle wentylowanych kominkach.
|
|
Zanieczyszczenia wód- niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody. Spowodowane są wprowadzaniem w nadmiarze: -substancji nieorganicznych (stałych, -płynnych, lub gazowych), -organicznych, -radioaktywnych, czy ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.
PODZIAŁ ze względu na pochodzenie: -naturalne - pochodzące z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych (np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza) -sztuczne - antropogeniczne, związane z działalnością człowieka, a pochodzące głównie ze ścieków, a także z powierzchniowych i gruntowych spływów z terenów przemysłowych, rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. -biologiczne - spowodowane obecnością drobnoustrojów patogennych, np. bakterii, glonów, grzybów, pierwotniaków i ich toksyn. -chemiczne - odnoszą się do zmian składu chemicznego i odczynu pH. Należą do nich: oleje, benzyna, smary, ropa i jej składniki, detergenty, chemiczne środki ochrony roślin, nawozy, węglowodory aromatyczne, sole metali ciężkich, silne kwasy, zasady, fenole, krezole. PODZIAŁ wg kryterium trwałości zanieczyszczeń: -rozkładalne - zawierające substancje organiczne, potencjalnie trujące, lecz podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale bakterii (ścieki domowe) -nierozkładalne - zawierające substancje nieulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (sole metale ciężkich) -trwałe - zawierające substancje ulegające rozkładowi biologicznemu w niewielkim stopniu i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres czasu (pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej) Ścieki przemysłowe występują w bardzo dużych ilościach. Są odprowadzane z zakładów przemysłowych w wyniku zajścia procesów produkcyjnych oraz przetwórczych. Skład chemiczny ścieków przemysłowych jest bardzo bogaty w różne substancje chemiczne. Zawierają wiele substancji toksycznych. Związki wchodzące w skład ścieków przemysłowych: kwasy mineralne, sole, zasady, sole metali ciężkich, substancje pochodzenia organicznego, węglowodory, fenole, substancje barwnikowe, detergenty, ropa i ropopochodne, smary. ZANIECZYSZCZENIA WÓD Szczególnie szkodliwe zanieczyszczenia powodują związki chemiczne odporne na rozkład biologiczny i w związku z tym trwale utrzymujące się w środowisku wodnym -Detergenty - syntetyczne substancje czyszczące, stanowią główny składnik środków piorących, myjących, zwilżających stosowanych w gosp. domowych, oraz w dużych ilościach wykorzystywanych w wielu gałęziach przemysłu, np. papierniczym, farbiarskim, gumowym, szklarskim, tekstylnym, w budownictwie. Detergenty są bardzo trwałe i nie ulegają biodegradacji, czyli rozkładowi pod wpływem organizmów żyjących w wodzie. Ilość detergentów w ściekach stale wzrasta i wpływa hamująco na procesy samooczyszczania się wody. Detergenty działają też toksycznie na organizmy żywe. -Wg. norm międzynarodowych woda do picia nie może zawierać -Węglowodory aromatyczne - np. benzopiren. Dostają się do wód powierzchniowych ze ściekami koksowni, z gazami, z rozpuszczalnikami. Są słabo rozpuszczalne w wodzie, trudno ulegają biodegradacji, kumulują się w osadach dennych oraz w tkance tłuszczowej zwierząt wodnych, np. mięczaków, ryb. -Wg WHO woda do picia nie powinna zawierać policyklicznych węglowodorów aromatycznych, gdyż są one rakotwórcze. -Fenole - dostają się do wód z zakładów syntezy organicznej, z rafinerii i wytwórni tworzyw sztucznych. Naturalnym źródłem fenoli w wodach jest biologiczny rozkład obumarłych organizmów. W wodzie ulegają biodegradacji. Woda zanieczyszczona fenolami ma odrażający smak, a ryby żyjące w wodzie nabierają zapachu tych związków i nie nadają się do spożycia -Wg WHO wody do picia w ogóle nie mogą zawierać fenoli, choć polskie normy dopuszczają zawartość 0.02mg/dm3. -Metale ciężkie - (Pb, Hg, Cr, Cd) dostają się do wód ze ściekami przemysłowymi, z odpadami, ze spływami z pól, z hałd hutniczych. Mają zdolność kumulowania się w osadach dennych, wchodzą w szeregi troficzne. Zanieczyszczenie metalami ciężkimi powoduje zachwianie równowagi biologicznej. Metale ciężkie są niezwykle toksyczne dla organizmów wodnych, jak również dla ludzi spożywających w jakiejkolwiek postaci zanieczyszczoną nimi wodę. Mogą powodować trwałe i nieodwracalne uszkodzenia różnych narządów np. nerek, mózgu, rdzenia kręgowego. -Wg WHO woda wykorzystywana do celów spożywczych nie może zawierać żadnych ilości metali ciężkich -Radioizotopy - źródłem radioizotopów są reaktory jądrowe, zakłady i laboratoria posługujące się substancjami promieniotwórczymi do celów naukowych i praktycznych oraz kopalnie. Produkują one ścieki o wysokim stopniu radioaktywności. Najbardziej radioaktywne ścieki powstają w czasie przygotowania paliwa, przy wzbogacaniu rudy uranowej. Najbardziej niebezpieczny jest 226Ra, 230U, 239Pu i 242Pu a w szczególności 137Cs oraz 90Sr. -Normy dopuszczają śladowe ilości radioizotopów w wodzie.
|
ZANIECZYSZCZENIA ROLNICZE Do podstawowych źródeł zanieczyszczeń wód podziemnych związanych z gospodarką rolną i hodowlana zaliczamy: -obszary intensywnego stosowania nawozów i środków ochrony roślin, -miejsca niewłaściwego magazynowania nawozów mineralnych, -miejsca usuwania przeterminowanych pestycydów, -miejsca wykonywania kiszonek paszowych, -tereny rolniczego wykorzystywania gnojowicy, -obejścia gospodarskie. GNOJÓWKA- Jest to płynna, przefermentowana mieszanina odchodów zwierząt gospodarskich i wody, ewentualnie z domieszką niewykorzystanych pasz, pochodząca z obór bezściółkowych, gromadzona w zbiornikach. Stosowana jest jako nawóz naturalny. Wylewana w sposób niekontrolowany stanowi zagrożenie dla środowiska przyrodniczego. Skutkiem skażenia wód gnojowicą jest zwykle wzrost zawartości związków azotu, zmiana barwy, zapachu, podwyższona utlenialność, oraz możliwość występowania zanieczyszczeń bakteriologicznych. NAWOZY SZTUCZNE- Podstawowym zagrożeniem dla wód jest powszechne stosowanie nawożenia mineralnego, oraz środków ochrony roślin. Za najbardziej niebezpieczną grupę nawozów (z uwagi na dobrą rozpuszczalność w wodzie i łatwość migracji) uważa się grupę nawozów azotowych. Stosowanie nadmiernych dawek tych nawozów lub nawożenie w nieodpowiednim okresie może być powodem wymywania do 50%substancji azotowych poza strefę korzeniową roślin i w konsekwencji dostawanie się ich do wód podziemnych. Zagrożenia pochodzące z pozostałych grup nawozów mineralnych (fosforowe, potasowe) oceniane są jako mniejsze. PESTYCYDY- obejmują trzy zasadnicze grupy środków przeznaczonych do niszczenia: -owadów (insektycydy), -grzybów (fungicydy), -chwastów (herbicydy). Wśród stosowanych pestycydów występują związki organiczne, nieorganiczne i metaloorganiczne. Preparaty handlowe obok substancji czynnych zawierają również szereg innych składników, takich jak rozpuszczalniki, emulgatory, obciążniki itp. O zagrożeniu dla wód podziemnych decydują głównie takie czynniki jak: stopień toksyczności, rozpuszczalność w wodzie i trwałość. Z tych względów najbardziej niebezpieczną grupą są pestycydy chloroorganiczne, a stosunkowo najmniej - pestycydy fosforoorganiczne. Przyczyną zanieczyszczeń wód podziemnych jest najczęściej niewłaściwe magazynowanie pestycydów, nieumiejętne sporządzanie roztworów, mycie sprzętu do oprysków w nieodpowiednich warunkach oraz niszczenie preparatów przeterminowanych. Było to powodem 8,3% zarejestrowanych przypadków skażenia wód podziemnych w Polsce. Ścieki Podstawowym źródłem zanieczyszczeń wód są ścieki pochodzące z miast i przemysłu oraz spływy powierzchniowe z terenów rolniczych i nieskanalizowanych. Ścieki są odprowadzane do wód powierzchniowych za pośrednictwem kanalizacji lub zrzucane bezpośrednio do nich. Ścieki - są mieszaniną zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych oraz ciepła, usuwanych z terenów miast i zakadów ności od pochodzenia ścieki dzieli się na: bytowo gospodarcze, przemysłowe opadowe.
Ścieki bytowo gospodarcze Mogą się w nich także znajdowac wirusy i bakterie chorobotwórcze (czerwonki, duru brzusznego, paraduru, żółtaczki zakaźnej, cholery i in.) oraz jaja robaków pasożytniczych, np. nicieni, tasiemców. Skażenie powierzchniowych i podziemnych wód ściekami bytowymi stanowi poważne zagrożenie higieniczne oraz epidemiologiczne. Ścieki przemysłowe. Powstają w zakładach produkcyjnych i usługowych podczas różnych procesów technologicznych np. przy otrzymywaniu, uszlachetnianiu i przeróbce surowców. Iloś i rodzaj ścieków przemysłowych zależy od rodzaju przedsiębiorstwa, technologii produkcji, ilości zużywanej wody. Do najważniejszych źródeł zanieczyszczenia wód ściekami należą przemysły: paliwowo-energetyczny, metalurgiczny, górniczy, elektromaszynowy, włókienniczy, chemiczny, celulozowy, garbarski, spozywczy
Ścieki opadowe powstają w wyniku spływów deszczowych (kwaśne deszcze), topnienia śniegu, a także przy myciu i polewaniu ulic i miast.
|
Oczyszczanie mechaniczne Zabiegi mechaniczne stanowią pierwszy stopień oczyszczania ścieków. Praktycznie sprowadza się to do oddzielenia zanieczyszczeń na kratach, sitach, w piaskowniku i osadnikach.
Zadaniem piaskowników jest usunięcie ze ścieków substancji pochodzenia mineralnego, o wymiarach cząstek większych niż 0,2 mm, stanowiących ciężkie zawiesiny, jak piasek, popiół, ż€żel, gruz, drobny złom metalowy i szklany. Piaskowniki są tak zbudowane, aby zatrzymywały tylko zanieczyszczenia nieorganiczne, które sedymentują już przy prędkościach przepływu 0,3 m/s. Lżejsze organiczne zawiesiny unoszone są z osadzanego piask. Oczyszczanie biologiczne Drugi stopień oczyszczania ścieków polega na poddaniu ich procesom mikrobiologicznego rozkadu. Oczyszczanie biologiczne jest naśladownictwem procesów występujących w przyrodzie, prowadzących do samooczyszczenia się wód. W oczyszczalniach ścieków procesy te jedynie maksymalnie się intensyfikuje dzięki stworzeniu optymalnych warunków rozwoju mikroorganizmów. Łatwo rozkadające się substancje organiczne (węglowodany, białka, tłuszcze) absorbowane są na żywych organizmach, następnie przenikają do środka komórek, gdzie utleniane śa w procesach enzymatycznych do dwutlenku węgla i wody; jednak pewna ich część wykorzystywana zostaje do syntezy nowych organizmów. Efekt oczyszczania zależy od jakości i szybkości rozwoju mikroorganizmów (ich ilości, zawartości w ściekach substancji odżywczych, temperatury, pH, zawartości tlenu w ściekach, nieobecności substancji toksycznych i innych). Organizmy dokonujące mineralizacji to głownie bakterie tlenowe, pierwotniaki i inne. Poprzez błonę komórkową dokonują wymiany materii z otoczeniem; przez nią wydzielają również enzymy, które rozpuszczają ciała stałe i koloidy, czyniąc je dla siebie przyswajalnymi. Proces biologicznego rozkladu ścieków może zostać skutecznie zahamowany przez obecność w nich nadmiernych ilości substancji trujących (fenoli, detergentów, chloru,związków metali ciężkich i wielu innych). Do prawidłowego przebiegu tego procesu konieczne jest występowanie w ściekach związkforu oraz niektórych mikroelementów. Rozkład substancji organicznej może zachodzić pod wpływem mikroorganizmów w warunkach tlenowych i beztlenowych. Procesom rozkadu zachodzącym w warunkach tlenowych, przeprowadzanym przez organizmy tlenowe (aerobowe), towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła; w procesach prowadzonych w warunkach beztlenowych przez bakterie beztlenowe (anaerobowe) ilości wydzielanego ciepła są małe. Usuwanie związków biogennych Trzeci stopień oczyszczania polega na usunięciu ze ściekązków azotu i fosforu. Oczyszczalnie biologiczne usuwają tylko część tych zanieczyszczeń. Dalszą redukcję azotu można przeprowadzać na drodze biologicznego utleniania amoniaku i związków amonowych do azotynów i azotanów. Szybkość nitryfikacji zależy od zawartóści tlenu w komorze osadu czynnego. W następnej fazie należy pozbyć się azotanów ze ścieków. Można to zrobić metodą biologiczną, wykorzystując bakterie denitryfikujące, dla których żródłem tlenu są azotany i azotyny. Azot można też usunąć metodami chemicznymi, stosując np. procesy adsorpcji, odpędzania amoniaku w wieżach desorpcyjnych czy wymianę jonową.
Metody te są jednak bardziej kosztowne niż ww.
|
Procesy odnowy wody Przez odnowę wody należy rozumieć zespół procesów i metod, które prowadzą do takiego oczyszczenia ścieków, że te mogą być ponownie użyte jako woda pitna i na potrzeby gospodarcze albo też nabierają cech wód naturalnych. Unieszkodliwianie osadów ściekowych Podczas oczyszczania ścieków powstają silnie uwodnione osady, stanowiące 1-2% objętości oczyszczanych ścieków. Zbieranie na poszczególnych etapach oczyszczania różnią się bardzo właściwościami fizykochemicznymi i biologicznymi. Osad z krat, tzw. skratki, to zwykle odpadki kuchenne-resztki żywności, opakowań, papiery itp.; na sitach zatrzymywany jest również osad organiczny, zawierający dużo bakterii i jaj pasożytów. W piaskownikach pozostają przede wszystkim substancje mineralne nie wymagające unieszkodliwiania. Duża ilość osadu powstaje w osadnikach wstępnych. Zawiera on bardzo dużo bakterii (wśród nich chrobotwórczych) i jaj pasożytównież pasożytów ludzkich), co czyni go niebezpiecznym pod względem sanitarnym. Z powodu dużej zawartości związkganicznych łatwo ulega gniciu.
Również osad z osadników wtórnych (z koagulacji ściekający resztki błony biologicznej oraz nadmiar osadu czynnego (po oczyszczeniu biologicznym), jest silnie uwodniony ( ok. 95% wody) i tworzy mazistą, półpłynną, szarą masę. Oba te osady są trudne do odwodnienia ( zawierają także wodę higroskopijną i związaną przez koloidy).
|
Wskaźniki jakości ścieków
Zawiesiny - substancje zawieszone w ściekach (dzielimy na łatwo opadające - po dwóch godzinach opadają na dno, i trudno opadające - opadają po czasie dłuższym niż dwie godziny); ilość zawiesin łatwo opadających ma duże znaczenie przy projektowaniu urządzeń do mechanicznego oczyszczania ścieków;
BZT - określa zapotrzebowanie tlenowe mikroorganizmów, rozkladających (utleniających) na drodze biochemicznej substancję organiczną podatną na taki rozkład, a także zużycie tlenu na utlenienie substancji nieorganicznych łatwo się utleniających, jak siarkowodór, sole żelazowe, siarczyny itp.;całkowity proces utleniania przebiega w dwu fazach: I faza trwa 5-20 dni; zachodzi w niej biochemiczny rozkład związków węgla; II faza to utlenianie związkających azot (nitryfikacja) do azotanów;BZT podaje się w mg O2/dm3 ścieków (lub wody) od zawartości substancji organicznej w ściekach zależy rozwój mikroorganizmów i związane z tym pobieranie przez nie tlenu; przyjmuje się, że całkowite utlenienie związków organicznych następuje w ciągu około 20 dni; proces ten najintensywniej przebiega przez pierwsze 5 dni (mineralizacji ulega ok 70% rozkadanej masy), dlatego w praktyce przyjęto wskaźnik BZT5 za wskaźnik obciążenia ścieków substancjami organicznymi,
Zawartość fenoli - w postaci różnych związków działają toksycznie na mikroorganizmy, oznaczamy je w ściekach w zależności od potrzeb,
|
|