Zanieczyszczenie wody

Część serii dotyczącej
zanieczyszczeń
Nrborderborderentrythreecolorsmay05-1-.JPG
Surowe ścieki i odpady przemysłowe w rzece New River , która przepływa z Mexicali (Meksyk) do Calexico w Kalifornii
Powietrze
Biologiczny
Cyfrowy
Elektromagnetyczny
Naturalny
Hałas
Promieniowanie
Gleba
Stałe odpady
Przestrzeń
Termiczny
Wizualny
Wojna
Woda
Różne

Listy

Kategorie

Zanieczyszczenie wody (lub zanieczyszczenie wody ) to zanieczyszczenie zbiorników wodnych , zwykle w wyniku działalności człowieka, tak że negatywnie wpływa na jego wykorzystanie. Zbiorniki wodne obejmują jeziora , rzeki , oceany , warstwy wodonośne , zbiorniki i wody gruntowe . Zanieczyszczenie wody powstaje, gdy zanieczyszczenia mieszają się z tymi zbiornikami wodnymi. Zanieczyszczenia mogą pochodzić z jednego z czterech głównych źródeł: ścieków zrzuty, działalność przemysłowa, działalność rolnicza i spływy miejskie, w tym wody opadowe . Zanieczyszczenie wody to wód powierzchniowych lub wód gruntowych . Ta forma zanieczyszczenia może prowadzić do wielu problemów, takich jak degradacja ekosystemów wodnych lub rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych przez wodę , gdy ludzie używają zanieczyszczonej wody do picia lub nawadniania . Innym problemem jest to, że zanieczyszczenie wody ogranicza usługi ekosystemowe (takie jak dostarczanie wody pitnej ), które w innym przypadku zapewniłyby zasoby wodne .

Źródłami zanieczyszczenia wody są źródła punktowe lub źródła niepunktowe . Źródła punktowe mają jedną możliwą do zidentyfikowania przyczynę, taką jak kanał burzowy , oczyszczalnia ścieków lub wyciek ropy . Źródła niepunktowe są bardziej rozproszone, takie jak spływy rolnicze . Zanieczyszczenie jest wynikiem skumulowanego efektu w czasie. Zanieczyszczenia mogą przybierać postać substancji toksycznych (np. olej, metale, tworzywa sztuczne, pestycydy , trwałe zanieczyszczenia organiczne odpady przemysłowe), stresujące warunki (np. zmiany pH, niedotlenienie lub niedotlenienie, podwyższona temperatura, nadmierne zmętnienie , zmiany zasolenia ) lub wprowadzenie organizmów chorobotwórczych . Zanieczyszczenia mogą obejmować substancje organiczne i nieorganiczne . Częstą przyczyną zanieczyszczenia termicznego jest stosowanie wody jako chłodziwa przez elektrownie i producentów przemysłowych.

Kontrola zanieczyszczenia wody wymaga odpowiedniej infrastruktury i planów zarządzania, a także ustawodawstwa. Rozwiązania technologiczne mogą obejmować poprawę warunków sanitarnych , oczyszczanie ścieków , oczyszczanie ścieków przemysłowych , oczyszczanie ścieków rolniczych , kontrolę erozji , kontrolę osadów i kontrolę odpływów miejskich (w tym zarządzanie wodami burzowymi).

Definicja

Praktyczna definicja zanieczyszczenia wody brzmi: „Zanieczyszczenie wody to dodanie substancji lub form energii, które bezpośrednio lub pośrednio zmieniają charakter zbiornika wodnego w sposób, który negatywnie wpływa na jego zgodne z prawem użytkowanie”. Woda jest zwykle określana jako zanieczyszczona, gdy jest osłabiona przez zanieczyszczenia antropogeniczne . Ze względu na te zanieczyszczenia albo nie nadaje się już do określonego użytku przez ludzi, takiego jak woda pitna , albo przechodzi wyraźną zmianę w swojej zdolności do wspierania społeczności biotycznych, takich jak ryby.

Zanieczyszczenia

Zanieczyszczenia pochodzenia ściekowego

Dalsze informacje: Choroby przenoszone przez wodę § Choroby według rodzaju patogenu i Ścieki § Patogeny

Następujące związki mogą przedostawać się do zbiorników wodnych poprzez ścieki nieoczyszczone, a nawet oczyszczone ścieki:

Jeżeli zanieczyszczenie wody pochodzi ze ścieków (ścieki komunalne), głównymi zanieczyszczeniami są: zawiesiny, biodegradowalna materia organiczna, substancje odżywcze i organizmy chorobotwórcze.

Plakat mający na celu nauczenie mieszkańców Azji Południowej o działalności człowieka prowadzącej do zanieczyszczenia źródeł wody
Zanieczyszczenia i ich skutki*
zanieczyszczenie Główny reprezentatywny parametr Możliwy wpływ zanieczyszczenia
Zawiesiny Suma zawieszonych ciał stałych
Biodegradowalna materia organiczna Biologiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT)
  • Zużycie tlenu
  • Śmierć ryb
  • Warunki septyczne
Składniki odżywcze
Patogeny Choroby przenoszone przez wodę
Niebiodegradowalna materia organiczna
Nieorganiczne rozpuszczone ciała stałe
* Źródłami tych zanieczyszczeń są ścieki komunalne i przemysłowe, odpływy miejskie, działalność rolnicza i pastwiskowa

Patogeny

Główne grupy organizmów chorobotwórczych to: (a) bakterie, (b) wirusy, (c) pierwotniaki i (d) robaki. W praktyce organizmy wskaźnikowe są wykorzystywane do badania chorobotwórczych zanieczyszczeń wód, ponieważ wykrycie organizmów chorobotwórczych w próbce wody jest trudne i kosztowne ze względu na ich niskie stężenie. Najczęściej stosowanymi wskaźnikami ( indykatorami bakteryjnymi ) zanieczyszczenia próbek wody fekaliami są: bakterie z grupy coli ogółem (TC), bakterie z grupy coli w kale (FC) lub termotolerancyjne bakterie z grupy coli, E. coli.

Patogeny mogą wywoływać choroby przenoszone przez wodę u żywicieli ludzkich lub zwierzęcych. Niektóre mikroorganizmy, które czasami występują w zanieczyszczonych wodach powierzchniowych, które powodują problemy zdrowotne u ludzi, obejmują: Burkholderia pseudomallei , Cryptosporidium parvum , Giardia lamblia , Salmonella , norowirusy i inne wirusy, robaki pasożytnicze , w tym typ Schistosoma .

Źródłem wysokiego poziomu patogenów w zbiornikach wodnych mogą być odchody ludzkie (z powodu otwartej defekacji ), ścieki, czarne wody lub obornik , który znalazł się w zbiorniku wodnym. Przyczyną tego może być brak procedur sanitarnych lub źle funkcjonujące zakładowe sanitarne ( szamba , latryny ), oczyszczalnie ścieków bez stopni dezynfekcyjnych, przelewy kanalizacji sanitarnej i ogólnospławnej (CSO) podczas sztormów i intensywnego rolnictwa (niewłaściwie zarządzane hodowle).

Związki organiczne

Substancje organiczne, które dostają się do zbiorników wodnych, są często toksyczne .

Substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS) to trwałe zanieczyszczenia organiczne .

Zanieczyszczenia nieorganiczne

Pozostałości boksytu to odpady przemysłowe , które są niebezpiecznie zasadowe i mogą prowadzić do zanieczyszczenia wody, jeśli nie są odpowiednio zarządzane (zdjęcie ze Stade , Niemcy).
Błotnista rzeka zanieczyszczona osadami

Nieorganiczne zanieczyszczenia wody to np.:

Zanieczyszczenia farmaceutyczne

Ta sekcja jest fragmentem Wpływu farmaceutyków i produktów higieny osobistej na środowisko .

Wpływ farmaceutyków i produktów higieny osobistej (PPCP) na środowisko jest badany co najmniej od lat 90. XX wieku. PPCP obejmują substancje stosowane przez osoby fizyczne ze względów zdrowotnych lub kosmetycznych oraz produkty stosowane przez agrobiznes w celu przyspieszenia wzrostu lub zdrowia zwierząt gospodarskich. Każdego roku produkuje się ponad dwadzieścia milionów ton PPCP. Unia Europejska uznała pozostałości farmaceutyczne mogące zanieczyścić wodę i glebę za „substancje priorytetowe”. [3]

PPCP wykryto w zbiornikach wodnych na całym świecie Potrzebne są dalsze badania, aby ocenić ryzyko toksyczności , trwałości i bioakumulacji , ale obecny stan badań pokazuje, że produkty higieny osobistej mają wpływ na środowisko i inne gatunki, takie jak rafy koralowe i ryba. PPCP obejmują środowiskowe trwałe zanieczyszczenia farmaceutyczne (EPPP) i są jednym z rodzajów trwałych zanieczyszczeń organicznych . Nie są one usuwane w konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków, ale wymagają czwartego stopnia oczyszczania, który posiada niewiele oczyszczalni.

W 2022 roku najbardziej wszechstronne badanie zanieczyszczeń farmaceutycznych rzek na świecie wykazało, że zagraża ono „środowisku i / lub zdrowiu ludzkiemu w ponad jednej czwartej badanych lokalizacji”. Zbadano 1052 miejsc pobierania próbek wzdłuż 258 rzek w 104 krajach, co odpowiada zanieczyszczeniu rzek 470 milionów ludzi. Stwierdzono, że „najbardziej zanieczyszczone miejsca znajdowały się w krajach o niskich i średnich dochodach i były związane z obszarami o słabej infrastrukturze ściekowej i gospodarowania odpadami oraz produkcją farmaceutyczną ” i wymieniono najczęściej wykrywane i skoncentrowane farmaceutyki.

Odpady stałe i tworzywa sztuczne

Odpady stałe i tworzywa sztuczne w kanale Lachine w Kanadzie
Dalsze informacje: Ścieki § Odpady stałe , Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi i Zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi morza

Odpady stałe mogą przedostawać się do zbiorników wodnych przez nieoczyszczone ścieki, przelewy kanalizacji ogólnospławnej, spływy miejskie, ludzi wyrzucających śmieci do środowiska, wiatr przenoszący stałe odpady komunalne ze składowisk i tak dalej. Powoduje to makroskopowe – duże widoczne obiekty zanieczyszczające wodę – ale także zanieczyszczenie mikroplastikiem , które nie jest bezpośrednio widoczne. Terminy odpady morskie i zanieczyszczenie morza tworzywami sztucznymi są używane w kontekście zanieczyszczenia oceanów.

Mikrodrobiny plastiku utrzymują się w środowisku w dużych ilościach, zwłaszcza w ekosystemach wodnych i morskich , gdzie powodują zanieczyszczenie wody. 35% wszystkich oceanicznych mikrodrobin plastiku pochodzi z tekstyliów/odzieży, głównie z powodu erozji odzieży na bazie poliestru, akrylu lub nylonu, często podczas procesu prania.

Rodzaje zanieczyszczeń wód powierzchniowych

Zanieczyszczenie wód powierzchniowych obejmuje zanieczyszczenie rzek, jezior i oceanów. Podzbiorem zanieczyszczeń wód powierzchniowych jest zanieczyszczenie mórz , które wpływa na oceany. Zanieczyszczenie składnikami odżywczymi odnosi się do zanieczyszczenia spowodowanego nadmiernym wprowadzaniem składników odżywczych .

Wspólnego Programu Monitorowania Zaopatrzenia w Wodę i Urządzeń Sanitarnych na całym świecie około 4,5 miliarda ludzi nie ma bezpiecznych warunków sanitarnych od 2017 r . Brak dostępu do urządzeń sanitarnych jest niepokojący i często prowadzi do zanieczyszczenia wody, np. poprzez praktykę otwartego wypróżniania : podczas opadów deszczu lub powodzi ludzkie odchody są przenoszone z ziemi, gdzie zostały osadzone, do wód powierzchniowych. Proste latryny mogą również zostać zalane podczas opadów deszczu.

zanieczyszczenie morza

Ta sekcja jest fragmentem książki Zanieczyszczenie morza .
Zanieczyszczenie mórz występuje, gdy substancje używane lub rozprzestrzeniane przez ludzi, takie jak odpady przemysłowe , rolnicze i mieszkalne , cząsteczki , hałas , nadmiar dwutlenku węgla lub organizmy inwazyjne przedostają się do oceanu i powodują tam szkodliwe skutki. Większość tych odpadów (80%) pochodzi z działalności lądowej, chociaż znaczny udział ma również transport morski . Ponieważ większość środków pochodzi z lądu, albo przez rzeki , ścieków czy atmosfery, oznacza to, że szelfy kontynentalne są bardziej narażone na zanieczyszczenia. Zanieczyszczenie powietrza jest również czynnikiem przyczyniającym się do przenoszenia żelaza, kwasu węglowego, azotu, krzemu, siarki, pestycydów lub cząstek pyłu do oceanu. Zanieczyszczenia często pochodzą ze źródeł niepunktowych, takich jak spływy rolne, szczątki przenoszone przez wiatr i pył. Te niepunktowe źródła są w dużej mierze spowodowane spływem, który dostaje się do oceanu przez rzeki, ale szczątkami niesionymi przez wiatr i pył również mogą odgrywać pewną rolę, ponieważ te zanieczyszczenia mogą osadzać się w drogach wodnych i oceanach. Drogi zanieczyszczenia obejmują bezpośrednie zrzuty, spływy lądowe, zanieczyszczenie statków , zanieczyszczenie atmosfery i potencjalnie górnictwo głębinowe .

Zanieczyszczenie składnikami odżywczymi

Ta sekcja jest fragmentem książki Zanieczyszczenie substancjami odżywczymi .
Zanieczyszczenie substancjami odżywczymi, forma zanieczyszczenia wody, odnosi się do zanieczyszczenia przez nadmierne wprowadzanie składników odżywczych . Jest główną przyczyną eutrofizacji wód powierzchniowych (jezior, rzek i wód przybrzeżnych ), w których nadmiar składników pokarmowych, najczęściej azotu lub fosforu , stymuluje wzrost glonów . Źródła zanieczyszczeń substancjami biogennymi obejmują spływ powierzchniowy z pól uprawnych i pastwisk, zrzuty z szamb i oborników oraz emisje ze spalania. Surowe ścieki w dużym stopniu przyczyniają się do kulturowej eutrofizacji, ponieważ ścieki są bogate w składniki odżywcze. Wypuszczanie nieoczyszczonych ścieków do dużego zbiornika wodnego określane jest jako zrzucanie ścieków i nadal występuje na całym świecie. Nadmiar reaktywnych związków azotu w środowisku wiąże się z wieloma problemami środowiskowymi na dużą skalę. Należą do nich eutrofizacja wód powierzchniowych , szkodliwe zakwity glonów , niedotlenienie , kwaśne deszcze , nasycenie lasów azotem i zmiany klimatu .

Zanieczyszczenie termiczne

Elektrownia Brayton Point w stanie Massachusetts odprowadza podgrzaną wodę do zatoki Mount Hope .
Ta sekcja jest fragmentem książki Zanieczyszczenie termiczne .
Zanieczyszczenie termiczne , czasami nazywane „wzbogacaniem termicznym”, to degradacja jakości wody w wyniku dowolnego procesu, który zmienia temperaturę otaczającej wody . Zanieczyszczenie termiczne to wzrost lub spadek temperatury naturalnego zbiornika wodnego spowodowany wpływem człowieka. Zanieczyszczenia termiczne, w przeciwieństwie do zanieczyszczeń chemicznych, powodują zmianę właściwości fizycznych wody. Częstą przyczyną zanieczyszczenia termicznego jest stosowanie wody jako chłodziwa przez elektrownie i producentów przemysłowych. Odpływ miejski — woda opadowa odprowadzane do wód powierzchniowych z dachów, dróg i parkingów, a także zbiorniki mogą być źródłem zanieczyszczenia termicznego. Zanieczyszczenie termiczne może być również spowodowane wypuszczaniem bardzo zimnej wody z dna zbiorników do cieplejszych rzek.

Podwyższona temperatura wody obniża poziom tlenu (ze względu na niższy poziom rozpuszczonego tlenu , ponieważ gazy są mniej rozpuszczalne w cieplejszych cieczach), co może zabijać ryby (które mogą następnie gnić) i zmieniać skład łańcucha pokarmowego , zmniejszać różnorodność biologiczną gatunków i sprzyjać inwazji nowych gatunki ciepłolubne .

Zanieczyszczenie biologiczne

Introdukcja wodnych organizmów inwazyjnych jest również formą zanieczyszczenia wody. Powoduje zanieczyszczenie biologiczne .

Zanieczyszczenie wód gruntowych

Ta sekcja jest fragmentem książki Zanieczyszczenie wód gruntowych .
Zanieczyszczenie wód gruntowych (zwane również zanieczyszczeniem wód gruntowych) występuje, gdy zanieczyszczenia są uwalniane do gruntu i przedostają się do wód gruntowych . Ten rodzaj zanieczyszczenia wody może również wystąpić naturalnie z powodu obecności drobnego i niepożądanego składnika, zanieczyszczenia lub zanieczyszczenia w wodach gruntowych, w którym to przypadku jest bardziej prawdopodobne, że jest to zanieczyszczenie niż zanieczyszczenie . Zanieczyszczenia wód gruntowych mogą pochodzić z lokalnych sanitarnych , odcieków ze składowisk odpadów , ścieków z oczyszczalni ścieków , nieszczelne kanały ściekowe, stacje benzynowe , szczelinowanie hydrauliczne (fracking) czy nadmierne stosowanie nawozów w rolnictwie . Zanieczyszczenie (lub zanieczyszczenie) może również wystąpić w wyniku naturalnie występujących zanieczyszczeń, takich jak arsen lub fluor . Korzystanie z zanieczyszczonych wód gruntowych stwarza zagrożenie dla zdrowia publicznego poprzez zatrucia lub rozprzestrzenianie się chorób ( choroby przenoszone przez wodę ).

W wielu częściach świata zanieczyszczenie wód gruntowych stanowi zagrożenie dla dobrobytu ludzi i ekosystemów. Jedna czwarta światowej populacji jest uzależniona od wody gruntowej do picia, ale wiadomo, że skoncentrowane ładowanie przenosi krótkotrwałe zanieczyszczenia do węglanowych warstw wodonośnych i zagraża czystości tych wód.

Zanieczyszczenia ze źródeł punktowych

Zanieczyszczenie wody ze źródeł punktowych odnosi się do zanieczyszczeń, które dostają się do drogi wodnej z jednego, możliwego do zidentyfikowania źródła, takiego jak rura lub rów . Przykładami źródeł w tej kategorii są zrzuty z oczyszczalni ścieków, fabryki lub kanalizacji miejskiej .

Amerykańska ustawa o czystej wodzie (CWA) definiuje źródło punktowe do celów egzekwowania przepisów ( patrz przepisy Stanów Zjednoczonych dotyczące punktowego zanieczyszczenia wody ). Definicja źródła punktowego CWA została zmieniona w 1987 r., aby obejmowała miejskie systemy kanalizacji burzowej, a także przemysłowe wody burzowe, na przykład z placów budowy.

Ścieki

Ścieki zazwyczaj składają się z 99,9% wody i 0,1% substancji stałych. Ścieki dostarczają wielu klas składników odżywczych, które prowadzą do eutrofizacji. Na przykład jest głównym źródłem fosforanów. Ścieki są często zanieczyszczone różnymi związkami znajdującymi się w środkach higieny osobistej , kosmetykach , lekach farmaceutycznych (patrz także zanieczyszczenie lekami ) i ich metabolitami Zanieczyszczenie wody spowodowane trwałymi zanieczyszczeniami farmaceutycznymi w środowisku może mieć dalekosiężne konsekwencje. Gdy kanały ściekowe przepełniają się podczas burz, może to prowadzić do zanieczyszczenia wody nieoczyszczonymi ściekami. Takie imprezy to tzw przelewy kanalizacji sanitarnej lub przelewy kanalizacji ogólnospławnej .

Zanieczyszczona rzeka odprowadzająca wodę z opuszczonej kopalni miedzi na Anglesey

Ścieki przemysłowe

Kwas perfluorooktanosulfonowy (PFOS) jest globalnym zanieczyszczeniem , które wykryto w wodzie pitnej. Wydaje się nie ulegać biodegradacji.
Dalsze informacje: Oczyszczanie ścieków przemysłowych

W procesach przemysłowych, w których wykorzystuje się wodę, powstają również ścieki. Nazywa się to ściekami przemysłowymi . Biorąc za przykład Stany Zjednoczone, głównymi przemysłowymi konsumentami wody (zużywającymi ponad 60% całkowitego zużycia) są elektrownie, rafinerie ropy naftowej, huty żelaza i stali, celulozowo-papiernicze oraz przemysł przetwórstwa spożywczego. Niektóre gałęzie przemysłu odprowadzają odpady chemiczne, w tym rozpuszczalniki i metale ciężkie (które są toksyczne) oraz inne szkodliwe zanieczyszczenia.

Ścieki przemysłowe mogą dodawać następujące zanieczyszczenia do odbiorników wodnych, jeśli ścieki nie są odpowiednio oczyszczane i zarządzane:

Wycieki ropy

Ta sekcja jest fragmentem Wyciek ropy .
Wyciek ropy to uwolnienie ciekłego węglowodoru ropopochodnego do środowiska, zwłaszcza ekosystemu morskiego , w wyniku działalności człowieka i jest formą zanieczyszczenia . Termin ten jest zwykle podawany do morskich wycieków ropy, w których ropa jest uwalniana do oceanu lub wód przybrzeżnych , ale wycieki mogą również wystąpić na lądzie. Wycieki ropy naftowej mogą być spowodowane uwolnieniami ropy naftowej z tankowców , platform wiertniczych , platform wiertniczych i studni , a także wyciekami rafinowane produkty ropopochodne (takie jak benzyna , olej napędowy ) i ich produkty uboczne, cięższe paliwa używane przez duże statki, takie jak paliwo bunkrowe , lub wyciek jakichkolwiek oleistych odpadów lub zużytego oleju . [ potrzebne źródło ]

Zanieczyszczenia ze źródeł niepunktowych

Ta sekcja jest fragmentem Nonpoint source zanieczyszczenie .
ze źródeł niepunktowych (NPS) odnosi się do zanieczyszczenia rozproszonego (lub zanieczyszczenia ) wody lub powietrza, które nie pochodzi z jednego odrębnego źródła. Ten rodzaj zanieczyszczeń jest często kumulatywnym efektem niewielkich ilości zanieczyszczeń zebranych z dużego obszaru. W przeciwieństwie do zanieczyszczenia punktowego , które wynika z jednego źródła. Zanieczyszczenia ze źródeł niepunktowych generalnie wynikają ze spływu gruntów , opadów, osadów atmosferycznych , drenażu , przesiąkania lub modyfikacje hydrologiczne (opady deszczu i topnienie śniegu), w przypadku których trudno jest wyśledzić zanieczyszczenia z jednego źródła. Zanieczyszczenia wody ze źródeł niepunktowych wpływają na zbiornik wodny ze źródeł takich jak zanieczyszczone spływy z rolniczych spływające do rzeki lub zanieczyszczenia przenoszone przez wiatr wiejące do morza. Zanieczyszczenia powietrza ze źródeł niepunktowych wpływają na jakość powietrza, ze źródeł takich jak kominy lub rury wydechowe samochodów . Chociaż te zanieczyszczenia pochodzą ze źródła punktowego, zdolność transportu na dalekie odległości i liczne źródła zanieczyszczenia sprawiają, że jest to niepunktowe źródło zanieczyszczenia; gdyby zrzuty miały miejsce w zbiorniku wodnym lub w atmosferze w jednym miejscu, zanieczyszczenie byłoby jednopunktowe.

Rolnictwo

Rolnictwo w dużym stopniu przyczynia się do zanieczyszczenia wody ze źródeł niepunktowych. Stosowanie nawozów oraz spływ powierzchniowy z pól uprawnych, pastwisk i pastwisk prowadzi do zanieczyszczenia substancjami biogennymi. Oprócz rolnictwa skoncentrowanego na roślinach źródłem zanieczyszczeń jest również hodowla ryb. Ponadto odpływy rolnicze często zawierają duże ilości pestycydów.

Wkład atmosferyczny (zanieczyszczenie powietrza)

Depozycja powietrza to proces, w wyniku którego zanieczyszczenia powietrza ze źródeł przemysłowych lub naturalnych osadzają się w zbiornikach wodnych. Osadzanie się może prowadzić do zanieczyszczonej wody w pobliżu źródła lub w odległości do kilku tysięcy mil. Najczęściej obserwowanymi zanieczyszczeniami wód wynikającymi z przemysłowej depozycji powietrza są związki siarki, związki azotu, związki rtęci, inne metale ciężkie oraz niektóre pestycydy i produkty uboczne przemysłu. Naturalnymi źródłami depozycji powietrza są pożary lasów i aktywność drobnoustrojów.

Kwaśne deszcze są spowodowane emisją dwutlenku siarki i tlenku azotu , które reagują z cząsteczkami wody w atmosferze , tworząc kwasy. Niektóre rządy od lat 70. XX wieku podejmują wysiłki w celu ograniczenia emisji dwutlenku siarki i tlenku azotu do atmosfery. Głównym źródłem związków siarki i azotu powodujących kwaśne deszcze są związki antropogeniczne , ale tlenki azotu mogą również powstawać naturalnie w wyniku uderzeń piorunów , a dwutlenek siarki jest wytwarzany przez erupcje wulkanów . Kwaśne deszcze mogą mieć szkodliwy wpływ na rośliny, ekosystemy wodne i infrastrukturę.

Stężenia dwutlenku węgla w atmosferze wzrosły od lat 50. XIX wieku z powodu wpływów antropogenicznych ( emisja gazów cieplarnianych ). Prowadzi to do zakwaszenia oceanów i jest kolejną formą zanieczyszczenia wody przez składowiska atmosferyczne.

Pobieranie próbek, pomiary, analiza

Naukowcy zajmujący się środowiskiem przygotowujący autosamplery wody
Dalsze informacje: Jakość wody § Pobieranie próbek i pomiary , Monitorowanie środowiska , Analiza składu chemicznego wody , Stacja pobierania próbek wody oraz Regulacja i monitorowanie zanieczyszczenia § Zanieczyszczenie wody

Zanieczyszczenie wody można analizować za pomocą kilku szerokich kategorii metod: fizycznych, chemicznych i biologicznych. Niektóre metody, takie jak temperatura, mogą być przeprowadzane in situ , bez pobierania próbek. Inne obejmują pobieranie próbek, a następnie specjalistyczne testy analityczne w laboratorium. Opublikowano znormalizowane, zatwierdzone analityczne metody badań próbek wody i ścieków.

Typowe testy fizyczne wody obejmują temperaturę, przewodność właściwą lub przewodność elektryczną (EC) lub przewodnictwo, stężenie ciał stałych (np. zawiesinę całkowitą (TSS)) oraz zmętnienie . Próbki wody można badać chemii analitycznej . Dostępnych jest wiele opublikowanych metod badawczych zarówno dla związków organicznych, jak i nieorganicznych. Często używanymi parametrami, które są określane ilościowo, są pH , BZT, chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), tlen rozpuszczony (DO), twardość całkowita , składniki odżywcze ( związki azotu i fosforu , np. azotany i ortofosforany ), metale (w tym miedź, cynk , kadm , ołów i rtęć ), oleje i tłuszcze, suma węglowodorów ropopochodnych (TPH), środki powierzchniowo czynne i pestycydy .

Wykorzystanie biomonitora lub bioindykatora określa się mianem monitoringu biologicznego . Odnosi się to do pomiaru określonych właściwości organizmu w celu uzyskania informacji o otaczającym go środowisku fizycznym i chemicznym. Testy biologiczne obejmują wykorzystanie wskaźników roślinnych, zwierzęcych lub mikrobiologicznych do monitorowania stanu ekosystemu wodnego . Są to dowolne gatunki biologiczne lub grupy gatunków, których funkcja, populacja lub status mogą ujawnić, jaki stopień integralności ekosystemu lub środowiska jest obecny. Przykładem grupy bioindykatorów są widłonogi i inne małe skorupiaki wodne , które są obecne w wielu zbiornikach wodnych. Takie organizmy można monitorować pod kątem zmian (biochemicznych, fizjologicznych lub behawioralnych), które mogą wskazywać na problem w ich ekosystemie.

Ta sekcja jest fragmentem Jakość wody § Pobieranie próbek .
Złożoność problematyki jakości wody znajduje odzwierciedlenie w wielu typach pomiarów wskaźników jakości wody. Niektóre pomiary jakości wody najdokładniej wykonuje się na miejscu, ponieważ woda istnieje w równowadze z otoczeniem . Pomiary powszechnie wykonywane na miejscu iw bezpośrednim kontakcie z danym źródłem wody obejmują temperaturę , pH , rozpuszczony tlen , przewodność , potencjał redukcji tlenu (ORP) , zmętnienie i głębokość krążka Secchiego .

Wpływy

Ubytek tlenu wynikający z zanieczyszczenia azotem i eutrofizacji jest częstą przyczyną śnięcia ryb.

Ekosystemy

Zanieczyszczenie wody jest głównym globalnym problemem środowiskowym , ponieważ może skutkować degradacją wszystkich ekosystemów wodnych – wód słodkich, przybrzeżnych i oceanicznych. Konkretne zanieczyszczenia prowadzące do zanieczyszczenia wody obejmują szerokie spektrum chemikaliów , patogenów i zmian fizycznych, takich jak podwyższona temperatura. Podczas gdy wiele chemikaliów i substancji podlegających przepisom może występować naturalnie ( wapń , sód , żelazo, mangan itp.), stężenie zwykle określa, co jest naturalnym składnikiem wody, a co zanieczyszczeniem. Wysokie stężenia naturalnie występujących substancji mogą mieć negatywny wpływ na florę i faunę wodną. Substancjami zubożającymi tlen mogą być materiały naturalne, takie jak materia roślinna (np. liście i trawa), jak również chemikalia wytworzone przez człowieka. Inne naturalne i antropogeniczne substancje mogą powodować zmętnienie (zmętnienie), które blokuje światło i zakłóca wzrost roślin oraz zatyka skrzela niektórych gatunków ryb.

Szlam kałowy zebrany z latryn jest wrzucany do rzeki w slumsach Korogocho w Nairobi w Kenii .

Zdrowie publiczne i choroby przenoszone przez wodę

Dalsze informacje: MYCIE § Aspekty zdrowotne

Badanie opublikowane w 2017 roku wykazało, że „zanieczyszczona woda rozprzestrzenia choroby żołądkowo-jelitowe i infekcje pasożytnicze i zabiła 1,8 miliona ludzi” (są one również określane jako choroby przenoszone przez wodę). Stałe narażenie na zanieczyszczenia przez wodę stanowi środowiskowe zagrożenie dla zdrowia, które może zwiększyć prawdopodobieństwo zachorowania na raka lub inne choroby.

Eutrofizacja spowodowana zanieczyszczeniem azotem

Zanieczyszczenie azotem może powodować eutrofizację, zwłaszcza w jeziorach. Eutrofizacja to wzrost stężenia chemicznych składników pokarmowych w ekosystemie w stopniu, który zwiększa pierwotną produktywność ekosystemu. Mogą wystąpić późniejsze negatywne skutki dla środowiska, takie jak niedotlenienie (zubożenie tlenu) i poważne obniżenie jakości wody. Może to zaszkodzić rybom i innym populacjom zwierząt.

Ta sekcja jest fragmentem Eutrofizacji .
Eutrofizacja to proces, w wyniku którego całe zbiorniki wodne lub ich części są stopniowo wzbogacane w minerały i składniki odżywcze , zwłaszcza w azot i fosfor . Został również zdefiniowany jako „wywołany przez składniki odżywcze wzrost fitoplanktonu ”. Zbiorniki wodne o bardzo niskim poziomie składników odżywczych są określane jako oligotroficzne , a zbiorniki o umiarkowanym poziomie składników odżywczych są określane jako mezotroficzne . Zaawansowana eutrofizacja może być również określana jako dystroficzna i warunki hipertroficzne. Eutrofizacja może mieć wpływ na słodkiej lub słonej . W ekosystemach słodkowodnych prawie zawsze jest to spowodowane nadmiarem fosforu. Z drugiej strony w wodach przybrzeżnych głównym składnikiem odżywczym jest azot lub azot i fosfor razem wzięte. To zależy od lokalizacji i innych czynników.

zakwaszenie oceanu

Zakwaszenie oceanów to kolejny wpływ zanieczyszczenia wody. Zakwaszenie oceanów to postępujący spadek wartości pH ziemskich oceanów, spowodowany pochłanianiem dwutlenku węgla (CO 2 ) z atmosfery.

Rozpowszechnienie

Zanieczyszczenie wody jest problemem zarówno w krajach rozwijających się , jak iw krajach rozwiniętych .

Według kraju

Na przykład zanieczyszczenie wody w Indiach i Chinach jest szeroko rozpowszechnione. Około 90 procent wody w chińskich miastach jest zanieczyszczona.

Kontrola i redukcja

Widok reaktorów oczyszczania wtórnego (proces osadu czynnego) w Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant , Waszyngton, DC, Stany Zjednoczone. W oddali widać budynek komory fermentacyjnej osadu i reaktory hydrolizy termicznej.

Filozofia kontroli zanieczyszczeń

Jednym z aspektów ochrony środowiska są obowiązkowe przepisy, ale są one tylko częścią rozwiązania. Inne ważne narzędzia kontroli zanieczyszczeń obejmują edukację ekologiczną, instrumenty ekonomiczne, siły rynkowe i surowsze egzekwowanie. Normy mogą być „precyzyjne” (dla określonej wymiernej minimalnej lub maksymalnej wartości zanieczyszczenia) lub „nieprecyzyjne”, co wymagałoby zastosowania najlepszej dostępnej technologii (BAT) lub najlepszej praktycznej opcji środowiskowej (BPEO). Rynkowe instrumenty ekonomiczne służące kontroli zanieczyszczeń mogą obejmować: opłaty, dotacje, systemy kaucji lub refundacji, tworzenie rynku kredytów za zanieczyszczenie oraz zachęty do egzekwowania prawa.

Dążenie do całościowego podejścia do kontroli zanieczyszczeń chemicznych łączy w sobie następujące podejścia: zintegrowane środki kontroli, kwestie transgraniczne, uzupełniające i uzupełniające środki kontroli, kwestie związane z cyklem życia , wpływ mieszanin chemicznych.

Kontrola zanieczyszczenia wody wymaga odpowiedniej infrastruktury i planów zarządzania. Infrastruktura może obejmować oczyszczalnie ścieków , na przykład oczyszczalnie ścieków i oczyszczalnie ścieków przemysłowych . Oczyszczanie ścieków rolniczych w gospodarstwach rolnych i kontrola erozji na placach budowy również mogą pomóc w zapobieganiu zanieczyszczeniu wody. Skuteczna kontrola odpływu miejskiego obejmuje zmniejszenie prędkości i ilości przepływu.

Zanieczyszczenie wody wymaga ciągłej oceny i rewizji polityki dotyczącej zasobów wodnych na wszystkich poziomach (międzynarodowym, aż do poszczególnych warstw wodonośnych i studni).

Urządzenia sanitarne i oczyszczanie ścieków

Dalsze informacje: kwestie sanitarne , WASH i wodne w krajach rozwijających się
Plastikowe odpady na dużym drenażu i zanieczyszczenie powietrza na drugim końcu drenażu w Ghanie

Ścieki komunalne mogą być oczyszczane w scentralizowanych oczyszczalniach ścieków, zdecentralizowanych systemach kanalizacyjnych , rozwiązaniach opartych na naturze lub w zakładowych oczyszczalniach ścieków i szambach. Na przykład stawy stabilizujące odpady są tanią opcją oczyszczania ścieków, szczególnie w regionach o ciepłym klimacie. Promieniowanie UV (światło słoneczne) można wykorzystać do rozkładu niektórych zanieczyszczeń w stawach stabilizujących ścieki (laguny ściekowe). Korzystanie z bezpiecznie zarządzanych usług sanitarnych zapobiegłoby zanieczyszczeniu wody spowodowanemu brakiem dostępu do urządzeń sanitarnych.

Dobrze zaprojektowane i obsługiwane systemy (tj. z etapami oczyszczania wtórnego lub bardziej zaawansowanym oczyszczaniem trzeciorzędnym) mogą usunąć 90 procent lub więcej ładunku zanieczyszczeń w ściekach. Niektóre rośliny mają dodatkowe systemy do usuwania składników odżywczych i patogenów. Chociaż takie zaawansowane techniki oczyszczania bez wątpienia zredukują emisje mikrozanieczyszczeń, mogą również skutkować dużymi kosztami finansowymi, a także niepożądanym dla środowiska wzrostem zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych .

Przelewy kanalizacyjne podczas burz można rozwiązać poprzez terminową konserwację i modernizację systemu kanalizacyjnego . W Stanach Zjednoczonych miasta z dużymi połączonymi systemami nie realizowały projektów separacji obejmujących cały system ze względu na wysokie koszty, ale wdrożyły projekty częściowej separacji i podejście do zielonej infrastruktury . W niektórych przypadkach gminy zainstalowały dodatkowe magazyny CSO lub rozbudowały możliwości oczyszczania ścieków.

Oczyszczanie ścieków przemysłowych

Ta sekcja jest fragmentem Oczyszczanie ścieków przemysłowych .
Oczyszczanie ścieków przemysłowych opisuje procesy stosowane do oczyszczania ścieków wytwarzanych przez przemysł jako niepożądany produkt uboczny. Po oczyszczeniu oczyszczone ścieki przemysłowe (lub ścieki) mogą być ponownie wykorzystane lub odprowadzone do kanalizacji sanitarnej lub do wód powierzchniowych w środowisku. Niektóre zakłady przemysłowe wytwarzają ścieki, które mogą być oczyszczane w oczyszczalniach ścieków . Większość procesów przemysłowych, takich jak rafinerie ropy naftowej , chemia i petrochemia zakłady posiadają własne specjalistyczne urządzenia do oczyszczania ścieków, tak aby stężenie zanieczyszczeń w oczyszczanych ściekach było zgodne z przepisami dotyczącymi odprowadzania ścieków do kanalizacji lub do rzek, jezior lub oceanów . Dotyczy to branż, które wytwarzają ścieki o wysokim stężeniu substancji organicznych (np. olejów i tłuszczów), zanieczyszczeń toksycznych (np. metale ciężkie, lotne związki organiczne ) lub składników odżywczych, takich jak amoniak . W niektórych gałęziach przemysłu instaluje się system wstępnego oczyszczania w celu usunięcia niektórych zanieczyszczeń (np. związków toksycznych), a następnie odprowadza częściowo oczyszczone ścieki do miejskiej sieci kanalizacyjnej.

Oczyszczanie ścieków rolniczych

Ta sekcja jest fragmentem książki Oczyszczanie ścieków rolniczych .
Oczyszczanie ścieków rolniczych to program zarządzania gospodarstwem rolnym, mający na celu kontrolowanie zanieczyszczeń pochodzących z hodowli zwierząt zamkniętych i spływów powierzchniowych , które mogą być zanieczyszczone chemikaliami zawartymi w nawozach , pestycydach , gnojowicy zwierzęcej , resztkach pożniwnych lub wodzie do nawadniania . Oczyszczanie ścieków rolniczych jest wymagane w przypadku ciągłych operacji na zwierzętach w zamkniętych pomieszczeniach, takich jak produkcja mleka i jaj. Może być wykonywana w zakładach stosujących zmechanizowane urządzenia oczyszczające podobne do stosowanych do ścieki przemysłowe . Tam, gdzie dostępne są grunty pod stawy, osadniki i fakultatywne laguny mogą wiązać się z niższymi kosztami operacyjnymi w sezonowych warunkach użytkowania z cykli hodowlanych lub zbiorów. Gnojowica zwierzęca jest zwykle poddawana obróbce przez zamknięcie w beztlenowych lagunach przed usunięciem przez opryskiwanie lub rozpylanie na użytkach zielonych. Sztuczne tereny podmokłe są czasami wykorzystywane w celu ułatwienia przetwarzania odchodów zwierzęcych.

Zarządzanie erozją i kontrola osadów

Ogrodzenie z mułu zainstalowane na placu budowy

Osadami z placów budowy można zarządzać poprzez instalowanie środków kontroli erozji , takich jak mulczowanie i hydrosiew , oraz kontroli osadów , takich jak zbiorniki sedymentacyjne i ogrodzenia z mułu . Zrzucaniu toksycznych chemikaliów, takich jak paliwa silnikowe i wymywanie betonu, można zapobiegać poprzez stosowanie planów zapobiegania i kontroli rozlewów oraz specjalnie zaprojektowanych pojemników (np. do wymywania betonu) oraz konstrukcji, takich jak kontrole przelewowe i wały objazdowe.

Erozja spowodowana wylesianiem i zmianami hydrologicznymi (utrata gleby w wyniku spływu wody) również powoduje utratę osadów i potencjalnie zanieczyszczenie wody.

Kontrola odpływów miejskich (wody burzowe)

Ta sekcja jest fragmentem Odpływ miejski § Zapobieganie i łagodzenie .

Skuteczna kontrola odpływów miejskich obejmuje zmniejszenie prędkości i przepływu wód opadowych, a także zmniejszenie zrzutów zanieczyszczeń. Samorządy lokalne stosują różne techniki zarządzania wodami opadowymi, aby zmniejszyć skutki odpływów miejskich. Techniki te, zwane najlepszymi praktykami zarządzania zanieczyszczeniem wody (BMP), mogą koncentrować się na kontroli ilości wody, podczas gdy inne koncentrują się na poprawie jakości wody, a niektóre pełnią obie funkcje.

Praktyki zapobiegania zanieczyszczeniom obejmują techniki rozwoju o niskim wpływie na środowisko (LID) lub techniki zielonej infrastruktury – znane jako zrównoważone systemy odwadniające (SuDS) w Wielkiej Brytanii oraz projekty urbanistyczne wrażliwe na wodę (WSUD) w Australii i na Bliskim Wschodzie – takie jak instalacja zielonych dachów oraz ulepszone obchodzenie się z chemikaliami (np. zarządzanie paliwami silnikowymi i olejami, nawozami, pestycydami i środkami do odladzania jezdni ). Systemy ograniczania spływu obejmują baseny infiltracyjne , systemy bioretencyjne , zbudowane mokradła , zbiorniki retencyjne i podobne urządzenia.
Udział jednolitych części wód o dobrej jakości w 2020 r. Jednolita część wód jest klasyfikowana jako „dobra” jakość, jeżeli co najmniej 80% wartości monitoringu spełnia docelowe poziomy jakości, zob. także cel zrównoważonego rozwoju nr 6 , wskaźnik 6.3.2.

Ustawodawstwo

Filipiny

Na Filipinach ustawa Republiki 9275, znana również jako filipińska ustawa o czystej wodzie z 2004 r., jest obowiązującym prawem dotyczącym gospodarki ściekowej. Stwierdza, że ​​polityką państwa jest ochrona, zachowanie i przywracanie jakości wód słodkich, słonawych i morskich, w których gospodarka ściekowa odgrywa szczególną rolę.

Stany Zjednoczone

Ta sekcja jest fragmentem dokumentu Zanieczyszczenie wody w Stanach Zjednoczonych § Aktualne przepisy .
Ustawa o czystej wodzie jest podstawowym prawem federalnym w Stanach Zjednoczonych regulującym zanieczyszczenie wód powierzchniowych. Poprawki CWA z 1972 r. ustanowiły szerokie ramy regulacyjne dla poprawy jakości wody. Ustawa określa procedury kontroli zanieczyszczeń oraz opracowywanie kryteriów i standardów dotyczących zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych. Prawo upoważnia Agencję Ochrony Środowiska do regulowania zanieczyszczenia wód powierzchniowych w Stanach Zjednoczonych we współpracy z agencjami stanowymi. Przed 1972 r. legalne było odprowadzanie ścieków do wód powierzchniowych bez badania lub usuwania zanieczyszczeń wody. CWA została zmieniona w 1981 i 1987 w celu dostosowania federalnej części dotacji na budowę dla samorządów lokalnych, uregulowania zrzutów miejskich kanałów burzowych, a później ustanowienia Państwowy Fundusz Odnawialny Czystej Wody . Fundusz udziela niskooprocentowanych pożyczek na poprawę miejskich systemów oczyszczania ścieków i finansowanie innych działań związanych z poprawą jakości wody.

Zobacz też

Linki zewnętrzne


Zasoby biblioteczne dotyczące zanieczyszczenia wody
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Water_pollution&oldid=1144305262 ”