236

Henryk Kasza

rozproszonych pochodzą najczęściej z terenów rzadko zabudowanych, pozbawionych kanalizacji zbiorczej Składniki biogenne i inne zanieczyszczenia z tego źródła dostają się do zbiorników poprzez wody gruntowe, rowy melioracyjne wskutek niewłaściwego użytkowania indywidualnych osadników gnilnych, szamb itp. W ciągu ostatnich lat rola tego źródła w zanieczyszczeniu wód wzrosła. Wynika to z wodociągowania wsi bez jednoczesnego jej kanalizowania i budowania oczyszczalni ścieków. Są one potencjalnym punktowym źródłem biogenów i zanieczyszczeń po skanalizowaniu tego obszaru i uporządkowaniu gospodarki wodno-ściekowej.

Ponieważ zlewnia jest podstawowym obszarem, z którego składniki biogenne i inne zanieczyszczenia spływają do wód powierzchniowych, pierwszy krok w ochronie przed eutrofizacją należy skierować na ograniczenie dopływu tych substancji do rzeki (rzek) ze zlewni. Ze względu na udowodnioną w wielu badaniach rolę fosforu w procesie eutrofizacji, szczególną uwagę zwraca się na ten pierwiastek. Wiemy już, że 1 kg fosforu krążący w ekosystemie zbiornika wodnego umożliwia wytworzenie 1000 kg świeżej masy glonów planktonowych. Ta relacja działa również w ..drugą stronę”, czyli usunięcie lub ograniczenie dopływu I kg fosforu, trafiającego do obiegu biologicznego, przeciwdziałać będzie wytworzeniu I tony glonów. Eliminacja 1 kg węgla zapobiegać będzie wyprodukowaniu zaledwie 25 kg glonów. Pozbywanie się węgla z wody jest nieskuteczne, gdyż jest on łatwo uzupełniany z atmosfery w postaci dwutlenku węgla. W pewnym stopniu dotyczy to także azotu, który również może częściowo pochodzić z tego źródła co CO2, tj. z atmosfery (Wolborska, Pilecka-Bujnowicz 1997).

5.3.1.    Działania ochronne w zlewni rzeki

Te działania mają na celu ograniczenie dopływu do rzek lub bezpośrednio do zbiorników wodnych zanieczyszczeń ze zlewni, w tym związków azotu i fosforu. Zmniejszony ładunek substancji biogennych w rzece spowoduje automatycznie mniejsze obciążenie azotem i fosforem położonego na niej zbiornika zaporowego.

53.1.1.    Ochrona przed dopływem zanieczyszczeń ze źródeł punktowych

Stosunkowo łatwo jest ograniczyć dopływ zanieczyszczeń ze zlewni ze źródeł punktowych. Przy podejmowaniu działań ochronnych likwidację lub ograniczenie znaczenia tego źródła zanieczyszczeń traktuje się priorytetowo. Wypróbowaną metodą zmniejszania dopływu ilości substancji zanieczyszczających (w tym biogennych) do cieków i przywracania im wysokiej klasy czystości jest odcinanie dopływu zanieczyszczeń. Jest to bardzo skuteczna opcja, która w krótkim okresie po zastosowaniu powoduje poprawę jakości wody w cieku. Polega ona na całkowitym odcięciu i skierowaniu zanieczyszczeń (po odpowiednim oczyszczeniu) poza zlewnię. Gdy jest to niemożliwe, wtedy ochrona sprowadza się do budowy nowych oczyszczalni ścieków oraz modernizacji istniejących. Buduje się 3-stopniowe oczyszczalnie ścieków. W pierwszym stopniu, zwanym mechanicznym, usuwa się do 10-20% azotu ogólnego, 5-15% fosforu ogólnego i 25-50% ładunku materii

organicznej wyrażonej przez BZTj. W drugim stopniu (biologicznym) procent redukcji ładunków jest następujący: BZT$ do 95%, fosforu do 30%, azotu do 20-30%. Odpływający z takich oczyszczalni azot i fosfor w postaci mineralnej jest łatwo dostępny dla fitoplanktonu i sinic planktonowych, i jeśli odbiornik ścieków z oczyszczalni zasila zbiornik zaporowy, to dopływające biogeny są przyczyną intensywnego rozwoju tych organizmów. Zjawisko to nazywane jest wtórnym zanieczyszczeniem wody. Zastosowanie trzeciego stopnia oczyszczania ścieków zażegnuje tego rodzaju zagrożenie. Polega ono na usunięciu ze ścieków azotu i fosforu z zastosowaniem specjalnych wysokoefektywnych technologii. Fosfor najskuteczniej zatrzymywany jest na drodze chemicznego strącania (np. związkami żelaza), a azot z udziałem bakterii denitryfikacyjnych w warunkach anaerobowych. W tym wypadku skuteczność usuwania fosforu wynosi do 95%, a azotu 70-95% (Szyper, Gołdyn 2000).

W Polsce, w ostatnim dziesięcioleciu powstało wiele nowych obiektów oczyszczających ścieki i udział w ogólnej puli dopływu zanieczyszczeń do wód ze źródeł punktowych stopniowo maleje. W naszym kraju, w końcu 2007 roku było 3041 oczyszczalni komunalnych, w tym 76S z podwyższonym usuwaniem biogenów. W 1990 roku było tylko 585 oczyszczalni komunalnych. Według szacunków GUS (2008), w 2007 roku oczyszczalnie ścieków obsługiwały tylko 62,2% ludności kraju (w miastach 87%, a na wsi, gdzie mieszka około 39% ludności do sieci kanalizacyjnej podłączonych było w tym czasie zaledwie 24%).

W krajach Europy Zachodniej oczyszczalnie obsługują ponad 78% ludności. Nastąpiła też głęboka restrukturyzacja branż wytwarzających ścieki. Obok zamykania zakładów nastąpiły zmiany technologiczne. W okresie 1990-2003 liczba oczyszczalni przemysłowych zmalała o połowę (Strategia Gospodarki Wodnej 2005). Mimo dużych osiągnięć w dziedzinie oczyszczania ścieków szacuje się. Ze na początku XX wieku ścieki wytworzone przez ponad 12 min osób trafiały do środowiska bez oczyszczenia (Fiedor i in. 2004). W 2007 roku 19 miast i około 14% zakładów odprowadzających ścieki bezpośrednio do wód lub do ziemi nie posiadało oczyszczalni ścieków (GUS 2008).

Jako przykład zastosowania metody odcinania zanieczyszczeń dopływających punktowo - poprzez kierowanie ich poza zbiornik wodny - może posłużyć Zbiornik Rybnicki, zbudowany na Rudzie (rys. 5-2). Ten przypadek obejmuje zastosowanie dwojakiego rodzaju metody odcinania punktowych źródeł zanieczyszczeń. Pierwsza metoda dotyczy kierowania mocno zanieczyszczonego dopływu bocznego rzeki nowym kanałem (rurami) z ominięciem zbiornika. To rozwiązanie zastosowano w trakcie jego budowy. Powyżej misy tworzonego zbiornika do Rudy uchodziła rzeka Nacyna. Z uwagi na znaczne zanieczyszczenie tej rzeki wodami dołowymi niektórych kopalń Rybnickiego Okręgu Przemysłowego oraz ściekami komunalnymi, woda Nacyny została skierowana w 1972 roku specjalnym rurociągiem do Rudy z ominięciem zbiornika. Druga - dotyczy odprowadzania oczyszczonych ścieków miejskich poza zbiornik. W rejonie cofki zbiornika uchodził odpływ z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków dla miasta Rybnika. W lipcu 1992 roku skierowano część (około 50-75%) oczyszczonych w oczyszczalni ścieków poza zbiornik. W tym celu wykorzystano istniejący rurociąg, którym do tej pory jedynie były odprowadzane wody Nacyny (Kasza i in. 1998).