Transcript Źródła zanieczyszczeń wód powierzchniowych i podziemnych

Źródła zanieczyszczeń i
zagrożenia wód
Dr inż. Małgorzata Loga
ZGWiH-ISIŚ
Zakres tematyczny wykładu



Charakterystyka źródeł zanieczyszczenia
wód
Eutrofizacja
Zanieczyszczenia nietroficzne
ZGWiH-ISIŚ
Źródła zanieczyszczenia wody
• obszarowe – tj. takie które dostarczają zanieczyszczeń
na dużym obszarze (np.tereny rolnicze)
Źródła obszarowe – zespół źródeł punktowych albo
liniowych występujących z dużym natężeniem
• punktowe – tj. takie, z których dostawa zanieczyszczeń
dokonuje się w jednym punkcie (np.zrzut ścieków)
• liniowe – zanieczyszczają środowisko wzdłuż pewnej
linii (np. drogi, koleje)
ZGWiH-ISIŚ
Źródła obszarowe
Stężenie zanieczyszczeń niewielkie w porównaniu ze
ściekami, stopniowa kumulacja doprowadza jednak do
zaawansowanej degradacji wód
Źródła obszarowe stanowią najgroźniejszą bo
najtrudniejszą do kontrolowania przyczynę degradacji.
ZGWiH-ISIŚ
Udział źródeł punktowych i obszarowych w
dostawie zanieczyszczeń w USA.
Rodzaj
zanieczyszczenia
źródła punktowe %
źródła obszarowe %
Zaniecz. organiczne
30
70
Fosfor całkowity
34
66
Azot całkowity
10
90
Oleje
30
70
Bakterie coli typ fekalnego
10
90
Ołów
43
57
Miedź
59
41
Kadm
84
16
Chrom
50
50
Cynk
30
70
Arsen
95
5
Żelazo
5
95
Rtęć
98
2
Zanieczyszczone opady
atmosferyczne

Kwaśne deszcze (SO2, NOx)
obniżenie pH z 5,6 do 4-4,5

Metale ciężkie

Pyły
ZGWiH-ISIŚ
Opad metali ciężkich na wybranych obszarach
w mg/m2 rok-1
obszar
Zn
Cd
Pb
Cu
Mn
Europa
55
0,4
22
15
9,4
Ameryka
Pn
47,2
0,67
16,8
3,7
3,0
Suwałki
18
0,28
13,4
1,3
-
Kraków
94
3,0
4,9
6,3
-
Szarów
39
3,0
4,7
5,7
-
Łazy
44,1
0,5
5,4
3,3
7,2
ZGWiH-ISIŚ
Zanieczyszczenia z rolnictwa i
leśnictwa
Zanieczyszczenia środkami ochrony roślin owado-,
chwasto- i grzybobójczymi i nawozami sztucznymi.
Najlepsze warunki do wymywania składników gleby w
sezonie jesienno-zimowym i wczesnowiosennym gdy
brak pokrywy roślinnej
ZGWiH-ISIŚ
Wysypiska i składowiska
Wysypiska i składowiska są przemywane wodami
opadowymi, które przesączając się przez zgromadzone
odpady, rozpuszczają je i rozpuszczają produkty
rozkładu substancji organicznych.
ZGWiH-ISIŚ
Skład odcieku z miejskiego wysypiska
w mg/dm3
Cecha lub składnik
Świeże odpady
Stare odpady
Odpady z wodą
pH
6,2
7,5
8,0
ChZT
23800
1160
1500
BZT
11900
260
500
Corg
8000
465
450
Kwasy lotne (jako C)
5688
5
12
N-NH3
790
370
1000
N-NO3
3
1
1
P-PO4
0,7
1,4
1
Cl
1315
2080
1390
Na
960
1300
1900
Mg
252
185
186
K
780
590
570
Ca
1820
250
158
Mn
27
2
Ślad
Fe
540
23
2
Ni
0,6
0,1
0,2
Cu
0,1
<0,1
-
Zn
22
0,4
0,5
Zanieczyszczenia z obszarów
zurbanizowanych
Tereny zurbanizowane odznaczają się znacznym
nagromadzeniem zanieczyszczeń w postaci pyłów
pochodzących ze spalania paliw, ścierania nawierzchni
asfaltowych, niszczenia budowli. Obszary zielone
podlegają w miastach podobnym oddziaływaniom jak
tereny rolnicze.
Wszystkie substancje zanieczyszczające przemywane i
spłukiwane są wodami opadowymi przenikają do wód
podziemnych lub systemami kanalizacyjnymi
odprowadzane są do rzek.
ZGWiH-ISIŚ
Źródła punktowe
 Zrzuty ścieków ( łatwiejsze do kontrolowania niż
źródła obszarowe)
 Wycieki z przewodów i zbiorników (trudne do
identyfikacji – stanowią wynik awarii a nie działań
kontrolowanych), często są to substancje toksyczne o
wiele bardziej niż ścieki i wody opadowe.
Najpowszechniejszy problem stanowią zbiorniki paliw.
ZGWiH-ISIŚ
Źródła liniowe


Linie komunikacyjne – zanieczyszczenia pyłowe,
gazowe ze spalania paliw i ścierania powierzchni i
opon, gubione ładunki stałe i ciekłe. Środki
utrzymania zimowego (CaCl2, MgCl2). Środki
chwastobójcze zapobiegające zarastaniu torowisk.
Rzeki i kanały
ZGWiH-ISIŚ
Eutrofizacja
ZGWiH-ISIŚ
Funkcjonowanie ekosystemu
drapieżnictwo
biomasa
produkcja
nutrienty mineralne
ZGWiH-ISIŚ
Funkcjonowanie ekosystemu
drapieżnictwo
biomasa
produkcja
nutrienty mineralne
ZGWiH-ISIŚ
Funkcjonowanie ekosystemu
drapieżnictwo
biomasa
produkcja
Materia organiczna
ZGWiH-ISIŚ
Funkcjonowanie ekosystemu
drapieżnictwo
biomasa
produkcja
Materia organiczna
ZGWiH-ISIŚ
Funkcjonowanie ekosystemu
drapieżnictwo
powtórne zasilanie
powtórne zasilanie
biomasa
produkcja
Materia organiczna
Nutrienty mineralne
ZGWiH-ISIŚ
Eutrofizacja
przyczyna
konsekwencje
drapieżnictwo
niezrównoważony
dopływ/odpływ
drapieżnictwo
biomasa
biomasa
produkcja
produkcja
eutrofizacja
ZGWiH-ISIŚ
Eutrofizacja
Proces wzbogacania zbiorników wodnych w
substancje pokarmowe głównie azot i fosfor.
Proces eutrofizacji jest procesem zachodzącym
naturalnie ale może być istotnie intensyfikowany
przez działania antropogeniczne.
ZGWiH-ISIŚ
Prawo Liebiega
ZGWiH-ISIŚ
Skutki eutrofizacji
• wzrost zawartości fitoplanktonu oraz zmiany jego gatunków
• wzrost zawartości zawiesin i spadek przezroczystości wody
• wzrost warstwy osadów dennych
• spadek zawartości tlenu
• zmiana w liczebności i gatunkach ryb
ZGWiH-ISIŚ
Klasyfikacja troficzna jezior


Oligotroficzne – zawartość biogenów bardzo mała.
Limituje to produkcję biologiczna i utrzymuje ją na
niskim poziomie. Szybkość rozkładu materii
organicznej jest równa jej produkcji. Wody czyste,
zawartość tlenu wysoka.
Mezotroficzne – większy dopływ biogenów, wzrasta
produkcja biologiczna, zwiększa się zawartość
materii organicznej. Produkcja zaczyna przewyższać
rozkład. Kumulacja osadów dennych, obniżenie
stężenia tlenu przy dnie.
ZGWiH-ISIŚ
Klasyfikacja troficzna jezior


Eutroficzne – Jezioro bogate w biogeny. Duża
produkcja biologiczna, produkcja przewyższa
rozkład. Występuje masowy rozwój glonów w postaci
zakwitów. Zwiększa się mętność i barwa. Wysoka
kumulacja materii organicznej. Zwiększa się
zawartość osadów dennych.Przy dnie występuje
znaczny spadek stężenia tlenu (nawet warunki
anaerobowe)
Dystroficzne – nadmiar substancji biogennych.
Produkcja wielokrotnie przewyższa rozkład.
Gwałtownie rośnie warstwa osadów dennych. Jezioro
się wypłyca i przekształca w bagno.
ZGWiH-ISIŚ
Zagrożenia wód
Troficzne
Nietroficzne
Substancje
toksyczne
Zakwaszenie wód
Metale ciężkie
Zasolenie wód
Budowle hydrotechniczne
Wahania poziomu wód
Rekreacja turystyka
Introdukcja organizmów
Podgrzewanie wód
ZGWiH-ISIŚ
Substancje toksyczne



Pestycydy
Metale ciężkie
Środki konserwacji drewna i metalu
50% przypadków śnięcia ryb – spowodowane pestycydami,
Kumulacja pestycydów w wyższych poziomach troficznych
(np.kumulacja DDT w stosunku do osadów dennych w
bentosie –30, w rybach –300, w mewach –ok.8000 razy)
ZGWiH-ISIŚ
Zakwaszenie


Kwas siarkowy
Kwas azotowy
Z opadem atmosferycznym i spływami powierzchniowymi.
Zakwaszenie gleb powoduje zwiększony eksport substancji
np. wapnia i magnezu oraz fosforu wzmagając eutrofizację
wód
ZGWiH-ISIŚ
Metale ciężkie


Z różnych gałęzi przemysłu
Z silników spalinowych gł transport
i komunikacja (ołów)
Metale ciężkie występują w formach aktywnych w
środowisku kwaśnym, w glebach naturalnie kwaśnych oraz
zakwaszonych przez „kwaśne deszcze”
ZGWiH-ISIŚ
Zasolenie wód

Dopływ silnie zasolonych wód
kopalnianych
Zasolenie wód może powodować zmiany w stosunkach
ilościowych roślin i zwierząt, a nawet ustępowanie niektórych
gatunków.
Zasolone wody podgrzane (np. w instalacjach) powodują
ogromne szkody i kłopoty z powodu korozji.
ZGWiH-ISIŚ
Budowle hydrotechniczne




Kanalizacja cieków – tworzenie
betonowych lub kamiennych koryt
Budowa częściowych tam podłużnych i
poprzecznych
Likwidacja wysp
Tworzenie podpiętrzeń i zb.
zaporowych
ZGWiH-ISIŚ
Wahania poziomu wód


Zbiorniki zaporowe
Elektrownie szczytowo-pompowe
Przerzuty wody w elektrowniach szczytowo-pompowych
powodują znaczne i częstotliwe (parokrotnie w ciągu doby)
wahania poziomu, a często także mętności wody ( z resuspensji
osadów dennych)
ZGWiH-ISIŚ
Rekreacja i turystyka


Niszczenie roślinności litoralnej
Zanieczyszczenie wód
ZGWiH-ISIŚ
Introdukcja organizmów



Sztuczne wprowadzenie elementów
obcych grozi możliwością
zawleczenia chorób i pasożytów
Dreissesna polymorpha – zarastanie
konstrukcji
Introdukcja amura białegowyniszczenie roślinności eutrofizacja
ZGWiH-ISIŚ
Podgrzewanie wód

Zrzut wód pochłodniczych z
elektrociepłowni i innych zakładów
przemysłowych
Wyższa temperatura wody powoduje:
• mniejszą rozpuszczalność gazów (tlenu)
• Zmniejszenie lepkości wody – wzmożenie sedymentacji
• przyspieszenie reakcji chemicznych
• zakłócenie rytmu rocznego gatunków (tarło, wyloty owadów)
• zmiana struktury gatunków zwierząt (ciepłolubne wnikają wypierając
rodzime)
ZGWiH-ISIŚ