Zanieczyszczenia wód

Zanieczyszczenia wód
Dariusz M.
Łukasz K.
klasa 2T

Woda stanowi jeden z podstawowych elementów kształtujących
środowisko życia i warunkujących działalność człowieka. Jest ona
zarówno artykułem pierwszej potrzeby, jak i środkiem utrzymania
higieny, surowcem i środkiem produkcji przemysłowej oraz źródłem
energii. Bez wody niemożliwa jest produkcja roślinna i zwierzęca. Woda
służy człowiekowi dla celów transportu i wypoczynku, a także do
usuwania odpadków. Jej znaczenie rośnie w miarę wzrostu poziomu
cywilizacji społeczeństw, rozwoju miast, uprzemysłowienia i kultury
rolnej. Konieczne jest zatem wprowadzanie racjonalnego
wykorzystywania zasobów wodnych, gdyż rosnące potrzeby muszą być
pokrywane z zasobów, które nie zwiększają się, lecz w wyniku
aktywności gospodarczej człowieka ulegają zmniejszaniu. Zasadniczą
sprawą jest, iż wielkość zasobów wodnych zależna jest od warunków
przyrodniczych, na które człowiek ma jak dotychczas minimalny wpływ.
Dlatego w ostatnich latach nasiliła się konieczność prowadzenia
odpowiedzialnej gospodarki wodnej, tj. zabiegów podejmowanych w
celu optymalizacji korzystania z wody, ochrony zasobów wodnych i
zabezpieczenia przed jej niszczącym działaniem.

Gospodarka wodna ma przed sobą coraz większe i bardziej
skomplikowane zadania. Należy do nich przede wszystkim zaspokojenie
potrzeb wodnych ludności, rolnictwa i przemysłu, a ponadto jak
najpełniejsze wykorzystanie zasobów wodnych. I tak np. wody płynące
w rzekach lub wypełniające jeziora mogą być przeznaczane dla żeglugi,
do produkcji energii elektrycznej, wypoczynku i regeneracji sił
człowieka, a także do wielu usług w miastach i osiedlach wiejskich.

Zaspokojenie potrzeb wodnych już dzisiaj w wielu dziedzinach i w
wielu regionach nie jest łatwe. W Polsce wskutek wzrastania
potrzeb wodnych, a jednocześnie zmniejszania się zasobów
dyspozycyjnych występują okresowe, a nawet trwałe deficyty
wody. Przed gospodarką wodną staje wielkie zadanie
uporządkowania obiegu wody na obszarze kraju, tak aby zasoby
mogły być najbardziej celowo wykorzystane dla rozwoju narodu.
Istnieje bowiem ścisła zależność między zasobnością w wodę
kraju i poszczegó1nych jego regionów a ochroną środowiska.
Wszystkie elementy układu terenowego: gleba, szata roślinna,
rzeźba terenu, a także jego zabudowa i zagospodarowanie
wpływają na kształtowanie się obiegu wody i odwrotnie. Zatem
woda stanowi nie tylko o życiu regionu, ale także o możliwościach
ochrony i regeneracji zdegradowanego środowiska.

Zanieczyszczenie wód

Stan dyspozycyjnych zasobów wody rozpatruje się nie tylko w aspekcie
wzrastającego zapotrzebowania na wodę. ale także narastania wielkości
ładunku zanieczyszczeń ścieków doprowadzanych do odbiorników,
którymi są: rzeki, stawy, zbiorniki retencyjne, morza i oceany.
Degradacja jakości wód obejmuje zmiany ich cech fizyko-chemicznych i
biologicznych przez wprowadzenie do nich ogromnych ilości substancji
organicznych i nieorganicznych, energii, czy substancji
promieniotwórczych. Uniemożliwia to wykorzystanie zasobów wodnych
do różnych celów związanych z działalnością i egzystencją człowieka.

Co to są ścieki?
Ściekami nazywamy wody zużyte przez gospodarstwa domowe i zakłady
przemysłowe, oraz wody opadowe spłukujące z powierzchni terenów
miejskich i rolniczych, różnego rodzaju nieczystości. Ścieki zawierają
bardzo dużo zawiesin łatwo opadających, zawiesin nie opadających,
koloidów i związków rozpuszczonych. Występują w nich ponadto
wirusy, bakterie, promieniowce i grzyby oraz jaja helmintów (robaków
pasożytniczych). Surowe ścieki są mętne, o zabarwieniu brudnoszarym i
zapachu fekalnym lub chemicznym w zależności od pochodzenia. Zgniłe
ścieki mają barwę ciemnoszarą lub prawie czarną i są cuchnące od
produktów powstających podczas gnicia.

Rodzaje i podział ścieków
Zanieczyszczenia wód ze względu na działanie na organizmy można podzielić na:
•bezpośrednio szkodliwe, do których zaliczamy fenole powstające w gazowniach i
koksowniach, kwas cyjanowodorowy usuwany z gazowni, kwas siarkowy i
siarczany usuwane z fabryk nawozów sztucznych, fabryk kwasu siarkowego,
celulozowni i papierni oraz fabryk włókien sztucznych,
•pośrednio szkodliwe, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie
poniżej poziomu potrzebnego do utrzymania przy życiu wszystkich organizmów
wodnych. Według kryterium trwałości zanieczyszczenia wód dzielimy na:
•rozkładalne - wszystkie substancje organiczne potencjalnie trujące, podlegające
przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale
przede wszystkim bakterii (np. substancje zawarte w ściekach domowych),
•nierozkładalne - substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i
nie atakowane przez drobnoustroje (np. sole metali ciężkich),
•trwałe - substancje w niewielkim tylko stopniu ulegające rozkładowi
biologicznemu (np. pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej, które
trudno ulegają biodegradacji) i pozostające w środowisku w niezmiennej formie
przez długi okres czasu.

Czynniki wpływające na degradację wód można podzielić na:
•naturalne, (np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami
żelaza)
•sztuczne, pochodzące głównie z działalności człowieka (np. odpady
lotne, ciekłe i stałe, środki chemizacji rolnictwa, odpady hodowlane -
obornik, gnojowica).

Ścieki wytwarzane przez ludzi ze względu na można podzielić na:
•miejskie i bytowo-gospodarcze - pochodzą one z zakładów pralniczych, gastronomicznych, szpitali,
ustępów, domów mieszkalnych itp. Ścieki miejskie, oprócz zagrożenia biologicznego organizmów
wodnych, stanowią poważne zagrożenie higieniczne, a nawet epidemiologiczne. Wraz z obiegiem wody
rozprzestrzeniać się może dur brzuszny, czerwonka, wąglik, wirus Heinego Medina i żółtaczki
zakaźnej;
•rolnicze - pochodzą ze spływu z podwórzy, gnojowisk, większych zakładów hodowli drobiu, tuczu
świń. Ich działanie jest podobne do ścieków bytowo-gospodarczych. Spływ z ogrodów i pól uprawnych
bogato nawożonych odpowiada ściekom przemysłowym;
•radioaktywne - pochodzące z zakładów naukowych, leczniczych, reaktorów atomowych itp. Są
szczególnie groźne, ponieważ ich inaktywacja nastręcza wiele trudności. Zatapia się je w tak zwanych
mogielnikach lub betonowych skrzyniach. co stwarza możliwości przedostania się substancji
radioaktywnych do cyklu hydrologicznego. Jeśli nawet radioaktywność wody - dzięki dużemu
rozcieńczeniu utrzymuje się na poziomie dopuszczalnych norm, to i tak można przypuszczać, że
następuje szkodliwa koncentracja tych substancji w organizmach roślin i zwierząt;
•przemysłowe - pochodzące z procesów produkcyjnych i przetwórczych prawie wszystkich dziedzin
przemysłu. Składają się głównie z kwasów mineralnych, zasad, soli metali ciężkich, cyjanków,
substancji organicznych, olei mineralnych, tłuszczy, substancji utleniających (w tym wolny chlor),
substancji redukujących (np. siarczki), barwników, fenoli i węglowodorów. Substancje te nie zawsze
występują w stężeniach bezpośrednio trujących. Stanowią ponad połowę ogólnej ilości ścieków, czynią
jednak wodę i produkty z niej pochodzące nieprzydatnymi do spożycia. Przy zawartości 1-10 mg/l giną
ryby zależnie od wieku i gatunku. Przy zawartości fenolu 0,1-0,2 mg/1 skażone ryby stają się
niejadalne, ponieważ ich mięso ma bardzo zły smak. Woda pitna o podobnej zawartości fenoli ma
bardzo nieprzyjemny zapach, który potęgowany jest dodatkowo przez chlorowanie. Ścieki
przemysłowe są głównym źródłem toksyn (takich jak sole miedzi, niklu, cynku, ołowiu i chromu, chlor,
amoniak, cyjanki) w wodach powierzchniowych.

Rozkład ścieków w
poszczególnych regionach Polski

Oczyszczanie ścieków

Korzyści wynikające z oczyszczania ścieków
Potrzeba usuwania zanieczyszczeń ze ścieków wynika z konieczności racjonalnego gospodarowania
zasobami wodnymi, właściwej ochrony wód przed nadmiernym zanieczyszczeniem wraz z
utrzymaniem odpowiedniego stanu sanitarnego. Naczelnym zadaniem procesu oczyszczania ścieków
jest doprowadzenie ich do takiego stanu, aby stężenie i rodzaj zanieczyszczeń mieściły się nie tylko w
dopuszczalnych granicach, ale aby końcową fazę usuwania zanieczyszczeń wykorzystać w
maksymalny sposób w drodze procesu samooczyszczania. Jest to uzasadnione względami
ekonomicznymi oraz właściwym, oszczędnym gospodarowaniem surowcem, jakim jest woda. Aby
warunek ten mógł być spełniony a proces samooczyszczania stanowił faktycznie końcowy etap
oczyszczania ścieków, ekosystem obciążony ściekami musi działać bardzo sprawnie, tzn. funkcje
metaboliczne biocenozy i obieg materii w łańcuchu troficznym, muszą się odbywać bez zakłóceń.
Najczęstszą przyczyną niespełnienia tego warunku jest nadmierne obciążenie odbiornika ściekami lub
zatrucie, co powoduje częściowe lub całkowite zniszczenie ekosystemu i biologicznej części
samooczyszczania. Nadmiar zanieczyszczeń wprowadzanych do odbiornika spowodowany jest nie
wystarczającą liczbą dobrze pracujących oczyszczalni ścieków. Zatrucia natomiast, wywołane są przez
ścieki przemysłowe lub wody dołowe z kopalń, zawierające zwykle jeden lub więcej składników
toksycznych. Niedostateczne usunięcie tego typu zanieczyszczeń, podczas oczyszczania ścieków w
oczyszczalni, powoduje zniszczenie biocenozy na bardzo rozległych odcinkach odbiornika, co w
dalszej kolejności prowadzi do stałego pogarszania się stanu czystości, a tym samym i jakości wody w
rzece. Stan taki powoduje, iż nadmierny ładunek zanieczyszczeń, który wobec bardzo niskiej zdolności
do samooczyszczania nie zostaje we właściwym czasie usunięty, jest przekazywany do coraz dalszych
partii rzeki. Często bywa tak, że rzeka tylko transportuje zanieczyszczenia, które następnie przekazuje
do rzek głównych lub do morza.

Metody oczyszczania ścieków
Przez ścieki oczyszczane mechanicznie rozumie się ścieki poddane procesowi
usuwania jedynie zanieczyszczeń nierozpuszczalnych, tj. ciał stałych i
tłuszczów ulegających osadzaniu lub flotacji, przy użyciu krat, sit,
płaskowników, odtłuszczaczy współpracujących z osadnikami Imhoffa.
Chemiczne oczyszczanie ścieków polega na wytrącaniu niektórych związków
rozpuszczanych lub względnie ich neutralizacji metodami chemicznymi, takimi
jak koagulacja, sorpcja na węglu aktywnym itp.
Biologiczne oczyszczanie ścieków następuje w procesie mineralizacji przez
drobnoustroje w środowisku wodnym w sposób naturalny (np. poprzez rolnicze
wykorzystanie ścieków, zraszanie pól, stawy rybne) lub w urządzeniach
sztucznych (złoża biologiczne, osad czynny) i polega na usuwaniu ze ścieków
zanieczyszczeń organicznych oraz związków biogennych i refrakcyjnych.
Podwyższone usuwanie biogenów w ściekach następuje w oczyszczalniach
ścieków o wysokoefektywnych technologiach oczyszczania (głównie
biologicznych) umożliwiających zwiększoną redukcję azotu i fosforu.

W 1998 roku w Polsce 131 miast i ok. 37% zakładów nie posiadało
oczyszczalni ścieków, natomiast 18% zakładów posiadało wyłącznie
podczyszczalnie ścieków. Tylko 158 miast i 80 gmin wiejskich
wyposażonych było w nowoczesne oczyszczalnie ścieków o
podwyższonej redukcji związków azotu i fosforu. W obiektach tych
oczyszczono 316 hm3 ścieków, co stanowi 19% ścieków
odprowadzonych siecią kanalizacyjną z miast i wsi. W krajach Europy
Zachodniej wskaźnik ten waha się w granicach od 50 do 90%.

Znaczny postęp w technologiach oczyszczania wody dokonany w
ostatnich latach w Polsce umożliwia budowę zarówno dużych,
grupowych oczyszczalni, średnich, jak i małych w skali kilku domów
jednorodzinnych. Wiele usprawnień technicznych, jak np. wykorzystanie
starych cystern kolejowych, zastosowanie mini-bloków itp. umożliwia w
prosty sposób .powszechne oczyszczanie ścieków. Krajowa produkcja
urządzeń i aparatury do oczyszczania ścieków pokrywa obecnie
zapotrzebowanie tylko w 50%. Wskazuje to na konieczność znacznej
rozbudowy zaplecza produkcyjnego w tym zakresie. Dotyczy to
produkcji wszystkich typów oczyszczalni od giga-bloków do minibloków.
W najbliższym czasie przewiduje się bowiem znaczny wzrost
ilości ścieków, jakie będą wymagały oczyszczania. Wskazuje to, na fakt,
iż potrzebny jest wielki wysiłek, aby najpierw powstrzymać pogarszanie
się stanu zanieczyszczenia rzek, a potem doprowadzić do poprawy ich
czystości. Działania takie są zupełnie realne, nawet w obecnym stanie
naszej gospodarki. Poprawa ta może być uzyskana bez sięgania do
funduszów centralnych, a jedynie przez konsekwentne działanie
samorządu terytorialnego

Polska należy do najuboższych w zasoby wodne krajów Europy. Ze
względu na małe zasoby dyspozycyjne wód, niewielką możliwość ich
magazynowania w zbiornikach retencyjnych (ok. 6 proc. przeciętnego
rocznego odpływu) oraz duży stopień zanieczyszczenia w wielu rejonach
kraju występują deficyty wody pitnej. W latach 1990-1996 pobór wody
na potrzeby ludności i gospodarki narodowej zmniejszył się o 16 proc. i
wynosił 12 km sześciennych. Jest to efekt spadku produkcji
przemysłowej w wielu wodochłonnych zakładach, ale także
oszczędniejszego gospodarowania wodą zarówno przez przemysł jak i
przez ludność. Również w latach 1990-1996 zmalała ilość ścieków nie
oczyszczanych, odprowadzanych do wód powierzchniowych, jak
również uległa poprawie struktura oczyszczania ścieków na korzyść
oczyszczania wyższego stopnia.

W wymaganym stopniu (chemicznie, biologicznie i z podwyższonym usuwaniem
biogenów) oczyszczono w 1996 roku ok. 48 proc. ścieków, w sposób niedostateczny
(mechanicznie) 31 proc., zaś pozostałe 21 proc. (611 mln metrów sześc.) z ogólnej
ilości ścieków, trafiło do rzek, jezior i bezpośrednio do Bałtyku bez żadnego
oczyszczania. Pomimo, iż w latach 1990-1996 oddano do użytku ponad 2,4 tyś.
oczyszczalni ścieków (bez przyzagrodowych), o łącznej przepustowości ok. 5,6 mln
metrów sześc. na dobę, to jeszcze nie dysponuje nimi ponad połowa wodochłonnych
zakładów przemysłowych i 181 (21 proc.) miast. O ile w krajach Europy Zachodniej z
usług oczyszczalni korzysta ponad 90 proc. mieszkańców, to w Polsce jedynie 43 proc.
(w miastach 66 proc., a na wsi, gdzie mieszka 38 proc. ludności kraju jedynie 4 proc.).
Spośród 864 miast tylko 69 miało w końcu 1996 r, oczyszczalnie wysokoefektywne.
umożliwiające 3-stopniowe oczyszczanie (tj. z redukcją biogenów w ściekach). W
obiektach tych oczyszczono ok. 126 tys. metrów sześc. ścieków, co stanowi zaledwie
4,3 proc. ogólnej ilości ścieków wymagających oczyszczenia (w Europie Zachodniej
wskaźnik ten waha się w granicach 50~90 proc.). Polskie rzeki na 84 proc. swoich
długości są według kryterium bakteriologicznego wodami pozaklasowymi. Jedynie
śladowe ilości (0,1 proc.) to wody I klasy czystości. Odrą płyną tylko wody
pozaklasowe, a Wisłą wody III klasy (14 proc.) i pozaklasowe (86 proc.). Według
łagodniejszego kryterium oceny czystości rzek - fizykochemicznego - udział wód klasy
I wynosił 5 proc., a pozaklasowych 33 proc.

KONIEC