zanieczyszczenie wody

źródła zanieczyszczenia wody

zanieczyszczenia wody są klasyfikowane jako źródło punktowe lub niepunktowe, przy czym te pierwsze są identyfikowane jako wszystkie suche zanieczyszczenia pogodowe, które przedostają się do cieków wodnych przez rury lub kanały. Drenaż burzowy, mimo że woda może przedostawać się do cieków wodnych za pomocą rur lub kanałów, jest uważany za zanieczyszczenie niepoint source. Inne zanieczyszczenia niepoint source pochodzą z odpływów rolnych, placów budowy i innych zakłóceń na ziemi, jak omówiono w Chap. 11. Zanieczyszczenia ze źródeł punktowych pochodzą głównie z zakładów przemysłowych i miejskich oczyszczalni ścieków. Zakres zanieczyszczeń jest ogromny, w zależności tylko od tego, co zostanie “wyrzucone do odpływu.”

substancje wymagające tlenu, takie jak mogą być odprowadzane z zakładów przetwórstwa mleka, browarów lub papierni, a także komunalnych oczyszczalni ścieków, tworzą jeden z najważniejszych rodzajów zanieczyszczeń, ponieważ materiały te rozkładają się w cieku wodnym i mogą wyczerpać wodę rozpuszczonego tlenu.

osady i zawiesiny mogą być również klasyfikowane jako zanieczyszczenia. Osady składają się głównie z materiału nieorganicznego, który został zmyty do strumienia w wyniku uprawy ziemi, prac budowlanych, rozbiórkowych i górniczych. Osady zakłócają tarło ryb, ponieważ mogą pokrywać żwirowe złoża i blokować przenikanie światła, co utrudnia znalezienie pożywienia. Osady mogą również bezpośrednio uszkadzać struktury skrzelowe, zadławiając owady wodne i ryby. Osady organiczne mogą zubożać wodę w tlen, tworząc warunki beztlenowe (bez tlenu) i mogą tworzyć nieestetyczne warunki i powodować nieprzyjemne zapachy.

składniki odżywcze, głównie azot i fosfor, mogą sprzyjać przyspieszonej eutrofizacji lub szybkiemu biologicznemu “starzeniu” jezior, strumieni i ujść rzek. Fosfor i azot są powszechnymi zanieczyszczeniami w odpływach mieszkalnych i rolniczych i są zwykle związane z resztkami roślinnymi, odpadami zwierzęcymi lub nawozami. Fosfor i azot są również powszechnymi zanieczyszczeniami w ściekach komunalnych, nawet jeśli ścieki zostały oczyszczone konwencjonalnie. Fosfor przylega do osadów nieorganicznych i jest transportowany z osadami w spływie sztormowym. Azot ma tendencję do przemieszczania się z materią organiczną lub jest wypłukiwany z gleb i porusza się z wodami gruntowymi.

ciepło może być klasyfikowane jako zanieczyszczenie wody, gdy jest spowodowane przez ogrzewane ścieki przemysłowe lub antropogeniczne (ludzkie) zmiany roślinności brzegów strumienia, które zwiększają temperaturę strumienia z powodu promieniowania słonecznego. Podgrzewane zrzuty mogą drastycznie zmienić ekologię strumienia lub jeziora. Chociaż lokalne ogrzewanie może mieć korzystne efekty, takie jak uwolnienie portów od lodu, efekty ekologiczne są na ogół szkodliwe. Ogrzewane ścieki obniżają rozpuszczalność tlenu w wodzie, ponieważ rozpuszczalność gazu w wodzie jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury, zmniejszając w ten sposób ilość rozpuszczonego tlenu dostępnego dla gatunków tlenowych (zależnych od tlenu). Ciepło zwiększa również tempo metabolizmu organizmów wodnych (chyba że temperatura wody staje się zbyt wysoka i zabija organizm), co dodatkowo zmniejsza ilość rozpuszczonego tlenu, ponieważ wzrasta oddychanie.

ścieki komunalne często zawierają wysokie stężenia węgla organicznego, fosforu i azotu i mogą zawierać pestycydy, toksyczne chemikalia, sole, nieorganiczne ciała stałe (np. muł) oraz patogenne bakterie i wirusy. Sto lat temu większość zrzutów z gmin nie była w ogóle traktowana. Od tego czasu zarówno liczba ludności, jak i zanieczyszczenie powodowane przez zrzuty komunalne wzrosły, ale wzrosło również leczenie.

definiujemy populacyjny odpowiednik zrzutu komunalnego jako ekwiwalent ilości zrzutu nieprzetworzonego wniesionego przez daną liczbę osób. Na przykład, jeśli społeczność 20 000 osób ma 50% skuteczne oczyszczanie ścieków, odpowiednik populacji wynosi 0,5 × 20 000 lub 10 000. Podobnie, jeśli każda osoba przyczynia się do 0,2 funta ciał stałych dziennie do ścieków, a przemysł odprowadza 1000 funtów dziennie, przemysł ma odpowiednik populacji 1000/0,2 lub 5000. Aktualne szacunki dotyczące ekwiwalentu ludności zrzutów komunalnych do USA. woda powierzchniowa wynosi około 100 milionów, dla prawie 300 milionów mieszkańców. Udział zrzutów komunalnych w zanieczyszczeniu wody nie zmniejszył się znacząco w ciągu ostatnich kilku dekad, ani nie zwiększył się znacząco; przynajmniej nie pozostajemy w tyle.

systemy kanalizacyjne w starszych miastach USA pogorszyły sytuację w zakresie odprowadzania ścieków. Kiedy te miasta zostały zbudowane po raz pierwszy, inżynierowie zdali sobie sprawę, że kanały są niezbędne do odprowadzania zarówno wody deszczowej, jak i odpadów sanitarnych, i zwykle projektowali jeden system do przenoszenia obu zrzutów do najbliższego odpowiedniego zbiornika wodnego. Takie systemy są znane jako kanały kombinowane.

prawie wszystkie miasta z połączonymi kanałami mają oczyszczalnie, które mogą obsłużyć tylko suchy przepływ pogody (tj. brak spływu wody deszczowej). Kiedy pada deszcz, przepływ w połączonym systemie kanalizacyjnym zwiększa się wielokrotnie do suchego przepływu pogody i większość z nich musi być pominięta bezpośrednio do rzeki, jeziora lub zatoki. Przepełnienie będzie zawierać nieoczyszczone ścieki, a także wodę deszczową i może być znaczącym zanieczyszczeniem wody odbiorczej. Próby wychwycenia i przechowania nadmiaru przepływu do późniejszego oczyszczania są kosztowne, a koszt oddzielenia połączonych systemów kanalizacyjnych może być zaporowy.

z biegiem lat liczba mieszkańców miasta wzrosła, a zapotrzebowanie na oczyszczanie ścieków stało się oczywiste. Zbudowano oddzielne systemy kanalizacyjne: jeden do odprowadzania ścieków sanitarnych do oczyszczalni, a drugi do odprowadzania wód opadowych. Zmiana ta poprawiła ogólne oczyszczanie ścieków, zmniejszając częstotliwość obwodnic i umożliwiając dodanie dodatkowych poziomów oczyszczania ścieków, takich jak usuwanie fosforu, w oczyszczalni ścieków. Pozostawiła ona nierozwiązane leczenie spływu wody deszczowej, która jest obecnie jednym z głównych źródeł zanieczyszczenia wody w Stanach Zjednoczonych.

Odpady rolnicze płynące bezpośrednio do wód powierzchniowych mają zbiorczą populację równą około dwóch miliardów. Odpady rolnicze są zwykle bogate w składniki odżywcze (fosfor i azot), biodegradowalny węgiel organiczny, pozostałości pestycydów i bakterie coli kału (bakterie, które normalnie żyją w przewodzie pokarmowym zwierząt ciepłokrwistych i wskazują na zanieczyszczenie odpadami zwierzęcymi). Pasze, w których duża liczba zwierząt jest umieszczana na stosunkowo małych przestrzeniach, zapewniają skuteczny sposób hodowania zwierząt na żywność. Zwykle znajdują się w pobliżu rzeźni, a więc w pobliżu miast. Drenaż Feedlot (i drenaż z intensywnej uprawy drobiu) stwarza niezwykle wysoki potencjał zanieczyszczenia wody. Akwakultura ma podobny problem, ponieważ odpady są skoncentrowane na stosunkowo małej przestrzeni. Nawet stosunkowo małe zagęszczenie zwierząt może znacznie pogorszyć jakość wody, jeśli zwierzęta mogą deptać Brzeg strumienia lub odpływ ze stawów zawierających gnojowicę może przepłynąć do pobliskich dróg wodnych. Zarówno zanieczyszczenia powierzchniowe, jak i gruntowe są powszechne w regionach rolniczych ze względu na ekstensywność stosowania nawozów i pestycydów.

zanieczyszczenie związkami ropy naftowej (“zanieczyszczenie olejem”) po raz pierwszy zwróciło uwagę opinii publicznej wraz z katastrofą w Torrey Canyon w 1967 roku. Ogromny tankowiec załadowany ropą zaorał rafę w kanale La Manche. Pomimo brytyjskich i francuskich prób spalenia ropy, prawie wszystko wyciekło i zanieczyściło francuskie i angielskie plaże. Ostatecznie słoma została wykorzystana do wchłonięcia oleju, a detergenty zostały zastosowane do rozproszenia oleju (detergenty zostały później uznane za szkodliwe dla ekologii przybrzeżnej).

zdecydowanie najbardziej znanym ostatnim incydentem był wyciek Exxon Valdez w Prince William Sound na Alasce. Ropa naftowa na Alasce jest produkowana w regionie Prudhoe Bay w północnej Alasce i odprowadzana do terminalu tankowców w Valdez na południowym wybrzeżu. 24 marca 1989 roku Exxon Valdez, ogromny tankowiec załadowany ropą naftową zboczył z kursu i uderzył w zanurzoną rafę, rozlewając około 11 milionów galonów ropy w Prince William Sound. Efekt był niszczący dla delikatnej ekologii. Zginęło około 40 000 ptaków, w tym około 150 bielików. Ostateczna opłata za dziką przyrodę nigdy nie będzie znana, ale wpływ wycieku na lokalną gospodarkę rybacką można obliczyć i przekracza 100 milionów dolarów. Sprzątanie przez Exxon kosztowało co najmniej 2 miliardy dolarów, a odpowiedzialność prawna wciąż jest przedmiotem dyskusji.

podczas gdy wycieki ropy tak duże jak wyciek Exxon Valdez cieszą się dużym rozgłosem, szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych co roku dochodzi do około 10 000 poważnych wycieków ropy naftowej, a wiele innych drobnych wycieków z rutynowych operacji, które nie trafiają na pierwsze strony gazet. Skutki niektórych z tych wycieków mogą nigdy nie być znane. Oprócz wycieków ropy naftowej, węglowodory ropopochodne ze źródeł atmosferycznych (np. spaliny samochodowe) są codziennie odkładane na nawierzchniach dróg. Kiedy pada deszcz, te oleiste osady spływają do pobliskich strumieni i jezior.

ostry wpływ oleju na ptaki, ryby i inne organizmy wodne jest dobrze skatalogowany; subtelny wpływ oleju na życie wodne nie jest tak dobrze poznany i jest potencjalnie bardziej szkodliwy. Na przykład anadromiczne ryby, które znajdują swój domowy strumień po zapachu lub smaku wody, mogą stać się tak zdezorientowane obecnością dziwnych węglowodorów, że odmówią wejścia do swojego strumienia tarłowego.

kwasy i zasady z działalności przemysłowej i górniczej mogą zmieniać jakość wody w strumieniu lub jeziorze w takim stopniu, że zabija organizmy wodne tam żyjące lub uniemożliwia im rozmnażanie. Od początku wydobycia rud kwaśne osuszanie kopalin zanieczyszczało wody powierzchniowe. Woda obciążona siarką wypłukiwana z kopalń, w tym starych i opuszczonych kopalń, a także czynnych, zawiera związki, które utleniają się do kwasu siarkowego w kontakcie z powietrzem. Odkładanie się kwasów atmosferycznych pochodzących z regionów przemysłowych spowodowało zakwaszenie jezior na rozległych obszarach Kanady, Europy i Skandynawii.

syntetyczne substancje organiczne i pestycydy mogą niekorzystnie wpływać na ekosystemy wodne, a także powodować, że woda nie nadaje się do kontaktu z ludźmi lub do spożycia. Związki te mogą pochodzić ze ścieków przemysłowych ze źródeł punktowych lub ze ścieków rolniczych i miejskich ze źródeł pozapunktowych.

skutki zanieczyszczenia wody można najlepiej zrozumieć w kontekście ekosystemu wodnego, badając jeden lub więcej specyficznych interakcji zanieczyszczeń z tym ekosystemem.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.