Transcript ZV 3x
Slide 1
1
Slide 2
• Biološko stanje voda temelji se na međusobnim utjecajima
životnih zajednica i staništa, odnosno promjenama koje
nastaju kao posljedica izmijenjenih abiotskih činitelja.
• Životne zajednice poremećenih ekosustava sastavljene su od
malobrojnih vrsta s brojnim jedinkama.
• Najčešći biološki pokazatelji kakvoće vode su:
STUPANJ SAPROBNOSTI
STUPANJ BIOLOŠKE PROIZVODNJE
MIKROBIOLOŠKI POKAZATELJI
STUPANJ OTROVNOSTI
INDEKS RAZLIKE
2
Slide 3
Promjenljivi uvjeti staništa utječu na životne zajednice, tako da
svaki skup karakterističnih uvjeta staništa predstavlja
karakteristična životna zajednica.
Promatranjem životnih zajednica prema broju vrsta i njihovoj
populaciji, može se zaključiti o kakvoći vode.
Stupnjevi saprobnosti, Liebmann 1942.
oligosaprobni
beta-mezosaprobni
alfa-mezosaprobni
polisaprobni
3
Slide 4
Oligosaprobnu zonu karakterizira dovoljno otopljenog kisika, velika
prozirnost i mali broj bakterija (
tvari. To su planinski potoci i jezera.
Beta-mezosaprobna zona je malo onečišćena, ali još uvijek aerobna.
Prozirnost je značajna, a ukupni broj bakterija je manji od 100.000 u
1cm3. To su veća jezera i donji tokovi nezagađenih rijeka.
Alfa-mezosaprobne vode su vode onečišćene organskom tvari. Zbog
intenzivne primarne proizvodnje i razgradnje koncentracija
otopljenog kisika je neujednačena. Ukupni broj bakterija je veći od
100.000 /cm3, prozirnost je smanjena, a u vodi je prisutan veliki broj
algi, te protozoa. Alfa-mezosaprobi su prilagođeni promjenama pH i
kisika, nisu osjetljivi na amonijak, ali su osjetljivi na vodik-sulfid.
4
Slide 5
Polisaprobne vode jako su onečišćene. Prevladavaju pretežito
anaerobni uvjeti. Kao proizvod truljenja pojavljuje se vodik-sulfid
koji se osjeća po mirisu. Voda je mutna i obojena. Ukupni broj
bakterija je veći od 150.000 /cm3, a polisaprobi su otporni na vodiksulfid, amonijak, kolebanja pH vrijednosti i male koncentracije
kisika. To su jako onečišćeni vodotoci, dijelovi potoka i rijeka
nizvodno od ispusta otpadnih voda.
Saprobni indeks
Metoda Pantle-Bucka temelji se na ispitivanju svih živih organizama
životne zajednice. Organizmi se određuju prema kvaliteti, prema
sastavu i prema broju jedinki. Saprobni indeks određuje se prema:
S
s
h
Σ(s h)
Σh
saprobiološka vrijednost svake vrste (od 1-4)
količinska zastupljenost vrste u vodi, malobrojne do
brojne (od 1-9)
5
Slide 6
Stupanj saprobnosti
Saprobni indeks “s”
Ksenosaprobni
0,0 – 0,5
Oligosaprobni
0,5 – 1,5
Beta-mezosaprobni
1,5 – 2,5
Alfa-mezosaprobni
2,5 – 3,5
Polisaprobni
3,5 – 4,0
Odnos stupnja saprobnosti i indeksa saprobnosti
6
Slide 7
• Ovisi o raspoloživoj hrani.
• Naumann je 1919. označio oligotrofne vode siromašne, a
eutrofne bogate hranjivim solima.
• Trofikacija se u prirodnm sustavima zbiva donošenjem
hranjivih tvari sa sliva, te kruženjem biogenih tvari u sustavu.
• Poremećaji u hranjenju obično nastaju djelovanjem čovjeka ispuštanjem otpadne tvari → kulturna ili antropogena
eutrofikacija.
Pokazatelji trofičkog stanja su:
ukupni fosfor (mgP/m3)
klorofil-a (mg/m3)
ukupan broj stanica (broj/l)
organska proizvodnja gC/m2/god
prozirnost (m) (Secchi disk)
7
Slide 8
1865. god. fra. Pietro Angelo Secchi
8
Slide 9
Stupanj trofije
Ukupan fosfor
(mgP/m3)
Klorofil-a (mg/m3)
Prozirnost (Secchi) (m)
srednje
max
srednje
max
Ultraoligotrofan
4,0
1,0
2,5
6,0
12,0
Oligotrofan
10,0
2,5
8,0
6,0
6,0
Mezotrofan
10 - 35
2,5 - 8
8 - 25
3 - 1,5
6-3
Eutrofan
35 - 100
8 - 25
25 - 75
1,5 - 0,7
3 - 1,5
100
25
75
0,7
1,5
Hipertrofan
Pokazatelji trofičkog stanja voda stajačica
9
Slide 10
Stupanj trofije
Pokazatelj
Oligotrofan
Mezotrofan
>10
3-10
<3
rijetka
povremena
uobičajena
80 – 100
< 30
80 – 100
30 – 80
30 – 140
100 – 200
0 – 30
140 – 1400
Ukupan P (mmol/m3)
Klorofil-a mg/m3
< 10
<1
10 – 20
1–5
20 – 40
5 – 10
> 40
> 10
Mikrofitoplankton br.stan./l
< 103
103 – 106
106 – 108
> 106
Prozirnost (m)
Obojenost
Zasićenost kisikom
- na površini
- pri dnu
Ukupan anorg. N (mmol/m3)
Eutrofan
Hipereutrofan
Pokazatelj eutrofikacije Jadranskog mora
10
Slide 11
Prije eutrofikacije
Eutrofizirana jezera
Nakon eutrofikacije
11
Slide 12
• U vodi stalno žive razlagači (saprofagi) i proizvođači (producenti).
U vode ispiranjem ili ispuštanjem otpadnih voda dolaze mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja.
• Neki od tih MO su patogeni.
• Mikroorganizmi fekalnog porijekla odumiru u prirodnim vodama,
zbog promjena uvjeta staništa (temperatura, pH, UV zračenje,
predatori i dr.).
• Pojedinačno određivanje MO u vodi je skup i dugotrajan
postupak. Traže se MO koji su indikatori određene vrste
bakteriološkog zagađenja.
• Ukupni koliformi i fekalni koliformi su najčešći indikatorski MO.
Sastavni su dio crijevne flore i u njima ne izazivaju bolest, već samo
ako dospiju u tkiva izvan probavnog sustava.
12
Slide 13
• Pod ukupne koliforme spadaju MO kao što su Escherichia coli iz
probavnog sustava, a Enterobacter, Seratia marcescens,
Providencia i dr. mogu potjecati iz tla.
• Fekalni koliformi preciznije određuju mjesto nastanka i
obuhvaćaju MO samo iz probavnog trakta.
• Streptococcus faecalis je također indikator fekalnog zagađenja.
• Broj indikatorskih organizama označava se kao najvjerojatniji
broj ili kao broj utvrđen membranskom filtracijom.
• Istražuju se indikatorski MO koji bi bili pouzdaniji od
koliformnih, a jednostavniji za određivanje od nekih patogenih,
npr. virusa.
• Bakteriofagi (kolifagi) su se pokazali kao dobar indikator za
određivanje patogenih MO. Oni su virusi određenih vrsta
bakterija. Otporni su i duže preživljavaju u vodi. Mogli bi
poslužiti za utvrđivanje zdravstvene ispravnosti vode, naročito
kad je zagađenje malo i kad je teško izolirati uzročnika
zagađenja.
13
Slide 14
Patogeni organizam
Bolest
Bakterije:
Salmonela paratyphi (A,B,C)
Salmonela typhi
Shigellae vrste
Vibrio cholearae
Leptospirae
Mycobacterium tuberculosis
Pseudomonas aeruginosa
paratifus
tifus
dizenterija
kolera
leptirospiroza
tuberkoloza
infekcije rana, oka, meningitis
Vrusi:
Poliovirus
Echovirus
Coxsackievirus (A,B)
Hepatitis A
Rotavirus
Adenovirus
paraliza meningitis
meningitis, dišne bolesti
meningitis, dišne bolesti, groznice
miokarditis
infektivna žutica
povraćanje, proljev, dišne bolesti, očne infekcije
Protozoe:
Entamoeba histolytica
Giardia lamblia
amebijaza
lamblijaza
Helminti:
Ascaris lumbricoides
Ankylostoma duodenale
Echinococus
Schistosoma
askaridoza
ankilostomoza
ehinokokoza
shistosomoza
Bolesti koje se prenose
vodom
14
Slide 15
• Najčešći izvori otrovnih tvari su iz industrije, naročito kemijske.
• Otrovne tvari ugrađuju se u stanična tkiva i putuju i nagomilavaju
se u hranidbenom lancu. Negativno djelovanje može se vidjeti tek
nakon više godina.
• Otrovna je svaka tvar koja u živom organizmu izaziva bolest,
nenormalno vladanje i genetičke promjene, fiziološke smetnje,
fizičke deformacije i smrt.
• Stupanj otrovnosti određuje se bio-testom:
Utvrđuje se koncentracija tvari kad ugiba 50% ispitanih
organizama (srednja smrtonosna koncentracija – LC50)
Najveća koncentracija kad se ne opaža učinak na ispitivane
organizme tijekom 96 sati (srednja granica podnošljivosti LTm)
15
Slide 16
• Posebnu pozornost treba posvetiti odabiru indikatorskih vrsta i
na fizikalno-kemijske uvjete bio-testa.
• Vrijednosti TLm pokazuju samo akutnu otrovnost otpadne tvari
u laboratorijskim uvjetima i ne potvrđuju da isti rezultat vrijedi u
nekom drugom vodnom ekosustavu.
• Rijetko se primjenjuju bio-testovi u razdoblju od 30 do 200 dana
kojima bi se utvrdilo dugotrajno djelovanje malih koncentracija
→ trajna otrovnost.
• Na mjestima ispusta pročišćenih/nepročišćenih otpadnih voda
mogu se postaviti spremnici s indikatorskim vrstama riba/vodnih
organizama, na temelju čijeg se ponašanja može procijeniti
učinkovitost pročišćavanja, odnosno sanitarna ispravnost vode.
16
Slide 17
To je matematički izraz za strukturu životne zajednice
Polazi se od pretpostavke da je u životnoj zajednici zastupljen
određen broj vrsta odgovarajuće populacije.
U poremećenim sustavima doći će do sukcesija vrsta (smanjenje
broja vrsta, povećanje populacije).
Indeks će imati maksimum, ako svaki organizam pripada drugoj
vrsti, a minimum, ako su svi organizmi iste vrste.
H
'
s
i1
Ni
N
s
Ni
N
broj organizama i-te vrste
ukupan broj organizama
ukupan broj vrsta
log 2
Ni
N
H’< 1 - veliko onečišćenje
H’ = 1 - 3 - umjereno
H’ > 3 - čista voda
17
Slide 18
Ciklus – kruženje vode na Zemlji
18
Slide 19
Količina 103 km3
Postotak od ukupnih zaliha
13,0
0,001
1.350.400,0
97,583
Kopno:
26.431,7
1,910
rijeke
1,7
0,00012
slatka jezera
125,0
0,009
slana jezera
105,0
0,00758
vlaga tlu
150,0
0,0108
50
0,0044
26.000,0
1,878
Podzemna voda
7.000,0
0,506
Ukupno na Zemlji
1.383.844,7
100,00
Lokacija
Atmosfera (vodena para)
Hidrosfera
Oceani
voda u biomasi
ledenjaci, glečeri
Litosfera
19
Slide 20
• Od ukupne slatke vode, 78% je u obliku leda.
• Vodena para se onečišćuje u postupku isparavanja i prolaskom
kroz atmosferu plinovima, dimovima i česticama prašine.
• Daljnje onečišćenje atmosferskih voda događa se ispiranjem
površina, tečenjem u vodotocima, procjeđivanjem u
podzemlje.
• Prirodne vode služe kao izvorišta za vodoopskrbu, ali i kao
prijemnici upotrijebljene vode → promjena kakvoće vode.
20
Slide 21
Vodni sustavi mogu biti onečišćeni i zagađeni
• Onečišćenje označava unošenje u vodne sustave tvari ili energije
uslijed čega se mijenjaju pokazatelji svojstveni prirodnim vodama,
pa time vode postaju manje podobne za uporabu, naročito za
vodoopskrbu i namjene gdje je potrebna visoka kakvoća vode.
• Zagađenje označava ispuštanje tvari ili energije, izravno ili
neizravno u vodne sustave djelovanjem čovjeka, čiji ishod
predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje, štetnost za žive
organizme i vodne sustave, te smanjuje kakvoću ili ometa
uporabu vode za planirane namjene.
21
Slide 22
Nekontrolirani ribolov – pretjerano iskorištavanje slatkovodnih i
morskih organizama → poremećaj piramide biomase, smanjenje
brojnosti populacija.
Poljoprivreda – zauzimanje prirodnih površina, korištenje gnojiva,
zaštitnih sredstava, ispiranje u vodne sustave.
Urbanizacija – prenamjena prostora, promjena mikroklimatskih
elemenata, stvaranje otpadnih voda iz domaćinstava i industrije,
ispiranje onečišćenih slivnih površina.
Izgradnja industrijskih pogona – otpadne vode, plinovi, sintetski
spojevi, teške kovine.
Rashladne vode – unos toplinske energije → mijenjanje abiotskih
činitelja
Ispuštanje dimova – kisele kiše, degradacija šuma, smanjenje
svjetlosti.
Promet – cestovni, željeznički, zračni
Proizvodnja energije – fosilna goriva, nuklearna goriva
22
Slide 23
23
Slide 24
STAMBENI OBJEKTI
Uzgoj
Stoke
+
POLJOPRIVREDNE
POVRŠINE
Površinsko otjecanje
Komunalne ili
kućanske
otpadne vode
Otjecanje sa
poljoprivrednih
površina
INDUSTRIJRSKA PODRUČJA
Raspršeni
izvori
zagađenja
VODNI
RESURSI
Točkasti
izvori zagađenja
Industrijske
otpadne vode
Također : termičko zagađenje + životinjski otpad
Točkasti i raspršeni izvori onečišćenja
24
Slide 25
Kućanske otpadne vode su najvećim dijelom biološki razgradive.
Razlikuju su:
• svježe otpadne vode – razgradnja je tek započela,
koncentracija kisika slična vodi iz vodovoda
• odstajale – ne sadrže kisik, jer je utrošen na razgradnju
• trule (septičke) – anaerobna razgradnja, ravnoteža između
razgrađivača i organske tvari
Biokemijska potrošnja kisika
g/st.
60 – 80
Raspršene tvari
g/st.
70
60 – 70
70 - 80
75
100
Kanada, SAD
80 – 100
100 - 120
Japan
64 – 84
58 - 76
Zemlja
Francuska
Italija
Švicarska
Dnevno opterećenje otpadnom tvari kućanskih otpadnih voda
25
Slide 26
• 2/3 od ukupne suhe tvari je organskog porijekla.
• Broj ukupnih koliformnih bakterija (b.c) je 2,5 ·1010 – 2,5 · 1012 po stanovniku/dan
• Broj enterovirusa je 3 · 105 – 2,5 · 106 zaraznih jedinica po stanovniku/dan
• Od ukupnog broj MO samo je mali broj patogen.
• Temperatura kućanske otpadne vode varira tijekom godine (11 - 25 °C)
Pokazatelj
Ukupno krute tvari
Ukupno raspršene tvari
Ukupno otopljene tvari
BPK5
KPK
Ukupan dušik (N)
Ukupan fosfor (P)
pH
Klorida
Sulfata
Koncentracija mg/l
300 – 1200
100 – 400
250 – 850
100 – 400
200 – 1000
15 – 90
5 – 20
7 – 7,5
30 – 85
20 – 60
Prosječni sastav kućanskih otpadnih voda
26
Slide 27
Kućanske otpadne vode su mutne, imaju neprijatan miris.
Nepovoljno utječu na ekološke i sanitarne prilike u
prijemniku.
U područjima gdje nema kanalizacije, kućanske otpadne
vode se prikupljaju u septičkim jamama.
Otpadne vode koje se prikupljaju u septičkim jamama
posebno su zagađene, dovoze se na uređaje za čišćenje
otpadnih voda i prethodno miješaju s kanalizacijskim
vodama (1:100)
Prosječni sastav otpadne vode iz septičkih jama
Pokazatelj
Ukupno raspršene tvari
BPK5
KPK
NH4
Koncentracija mg/l
5000 – 17000
4000 – 10000
6000 – 16000
1500 – 5000
27
Slide 28
Industrija
Šećerane
Pivovare
Tvornice konzervi
Destilacija žita
Destilacija melase
Mliječne prerađevine
Prerada mesa
Celuloza i papir
Kožare
Tekstilna: pamučna
vunena
BPK5 mg/l
450 – 2000
500 – 1200
300 – 4000
15000 – 20000
20000 – 30000
300 – 2000
600 – 2000
16000 – 25000
500 – 5000
50 – 1750
200 - 10000
Organsko opterećenje razgradivih industrijskih voda
28
Slide 29
Nastajanje
kiselih kiša
Oborinske vode mogu se uvjetno nazvati otpadnim vodama.
U praksi su se nekad smatrale čistim rasterećenja na mješovitoj kanalskoj mreži.
Zbog sve većeg onečišćenja atmosfere i slivnih površina tereti oborinskih voda
mogu biti značajni.
29
Slide 30
Vode koje s procjeđuju ili otječu s prirodnih površina čine raspršene
izvore onečišćenja
Srednje koncentracije oborinskih voda s poljoprivrednog zemljišta
Pokazatelj mg/l
Ukupni isparni ostatak
Obradivo
zemljište
1241
Pašnjaci
Livade
222
108
Raspršene tvari
1021
38
40
Ukupan fosfor
Nitrati ( kao N)
1,05
1,5
0,49
0,4
0,35
0,3
Ukupan dušik (Kjeldahl)
2,6
1,7
0,8
KPK
148
49
22
Oborinske vode iz gradova, industrijskih dvorišta i sa prometnica mogu
biti snažno opterećene ugljikovodicima, teškim kovinama, organskim
otpacima.
30
Slide 31
Srednje koncentracije oborinskih voda s površina naselja
Koncentracije u mg/l
Vrsta površine
Seoska naselja
Raspršene
Ukupan N Ukupan P Ulja i masti
tvari
50
0,2
0,1
0,6
Stambeno naselje male gustoće
Stambeno naselje velike gustoće
600
250
1,2
0,7
0,7
0,8
0,8
20,0
Trgovinsko-skladišna područja
770
1,7
1,3
33,0
31
Slide 32
Koncentracije otpadne vode mješovite i oborinske kanalizacije
Pokazatelj (mg/l)
Mješovita kanalizacija
Oborinska kanalizacija
KPK
80 – 1760
29 – 1514
BPK
10 – 470
3 – 90 (660)
Raspršene tvari
35 – 2000
130 – 11280
Ukupni fosfati
0,8 – 9,4
0,2 – 4,5
Ukupan dušik
1,0 – 16,5
0,5 – 6,5
pH
5,6 – 6,7
6,0 – 7,2
4,2 · 106 – 5,8 · 107
2,4 · 106 – 5,04 · 107
1,2 · 106 – 3,2 · 107
4 · 1055 – 1,3 · 107
Bakterije
ukupni koliformi
fekalni koliformi
Srednja koncentracija organskih tvari i hranjivih soli u oborinskim
vodama koje ispiru gradsko područje, jednaka je približno 1/3
koncentracije u otpadnim vodama mješovitih kanalizacija.
32
Slide 33
U industriji i proizvodnji energije koristi se voda za hlađenje
postrojenja = odvođenje viška topline (Termoelektrane na fosilna i
nuklearna goriva, rafinerije nafte, čeličane, kemijska industrija,
tvornice celuloze i papira, destilerije.
Ispuštene zagrijane vode mijenjaju temperaturu prijemnika →
termopolucija.
Mijenja se gustoća, kinematička viskoznost, površinska napetost,
otopivost kisika, difuznost kisika, ubrzavaju kemijski i biokemijski
procesi.
Ubrzava se uslojavanje vode, brzina taloženja,
povećanje toksičnosti nekih tvari (sinergijski
učinak).
Termopolucija nastaje i pretjeranom regulacijom
rijeka i ujezerivanjem toka.
33
1
Slide 2
• Biološko stanje voda temelji se na međusobnim utjecajima
životnih zajednica i staništa, odnosno promjenama koje
nastaju kao posljedica izmijenjenih abiotskih činitelja.
• Životne zajednice poremećenih ekosustava sastavljene su od
malobrojnih vrsta s brojnim jedinkama.
• Najčešći biološki pokazatelji kakvoće vode su:
STUPANJ SAPROBNOSTI
STUPANJ BIOLOŠKE PROIZVODNJE
MIKROBIOLOŠKI POKAZATELJI
STUPANJ OTROVNOSTI
INDEKS RAZLIKE
2
Slide 3
Promjenljivi uvjeti staništa utječu na životne zajednice, tako da
svaki skup karakterističnih uvjeta staništa predstavlja
karakteristična životna zajednica.
Promatranjem životnih zajednica prema broju vrsta i njihovoj
populaciji, može se zaključiti o kakvoći vode.
Stupnjevi saprobnosti, Liebmann 1942.
oligosaprobni
beta-mezosaprobni
alfa-mezosaprobni
polisaprobni
3
Slide 4
Oligosaprobnu zonu karakterizira dovoljno otopljenog kisika, velika
prozirnost i mali broj bakterija (
tvari. To su planinski potoci i jezera.
Beta-mezosaprobna zona je malo onečišćena, ali još uvijek aerobna.
Prozirnost je značajna, a ukupni broj bakterija je manji od 100.000 u
1cm3. To su veća jezera i donji tokovi nezagađenih rijeka.
Alfa-mezosaprobne vode su vode onečišćene organskom tvari. Zbog
intenzivne primarne proizvodnje i razgradnje koncentracija
otopljenog kisika je neujednačena. Ukupni broj bakterija je veći od
100.000 /cm3, prozirnost je smanjena, a u vodi je prisutan veliki broj
algi, te protozoa. Alfa-mezosaprobi su prilagođeni promjenama pH i
kisika, nisu osjetljivi na amonijak, ali su osjetljivi na vodik-sulfid.
4
Slide 5
Polisaprobne vode jako su onečišćene. Prevladavaju pretežito
anaerobni uvjeti. Kao proizvod truljenja pojavljuje se vodik-sulfid
koji se osjeća po mirisu. Voda je mutna i obojena. Ukupni broj
bakterija je veći od 150.000 /cm3, a polisaprobi su otporni na vodiksulfid, amonijak, kolebanja pH vrijednosti i male koncentracije
kisika. To su jako onečišćeni vodotoci, dijelovi potoka i rijeka
nizvodno od ispusta otpadnih voda.
Saprobni indeks
Metoda Pantle-Bucka temelji se na ispitivanju svih živih organizama
životne zajednice. Organizmi se određuju prema kvaliteti, prema
sastavu i prema broju jedinki. Saprobni indeks određuje se prema:
S
s
h
Σ(s h)
Σh
saprobiološka vrijednost svake vrste (od 1-4)
količinska zastupljenost vrste u vodi, malobrojne do
brojne (od 1-9)
5
Slide 6
Stupanj saprobnosti
Saprobni indeks “s”
Ksenosaprobni
0,0 – 0,5
Oligosaprobni
0,5 – 1,5
Beta-mezosaprobni
1,5 – 2,5
Alfa-mezosaprobni
2,5 – 3,5
Polisaprobni
3,5 – 4,0
Odnos stupnja saprobnosti i indeksa saprobnosti
6
Slide 7
• Ovisi o raspoloživoj hrani.
• Naumann je 1919. označio oligotrofne vode siromašne, a
eutrofne bogate hranjivim solima.
• Trofikacija se u prirodnm sustavima zbiva donošenjem
hranjivih tvari sa sliva, te kruženjem biogenih tvari u sustavu.
• Poremećaji u hranjenju obično nastaju djelovanjem čovjeka ispuštanjem otpadne tvari → kulturna ili antropogena
eutrofikacija.
Pokazatelji trofičkog stanja su:
ukupni fosfor (mgP/m3)
klorofil-a (mg/m3)
ukupan broj stanica (broj/l)
organska proizvodnja gC/m2/god
prozirnost (m) (Secchi disk)
7
Slide 8
1865. god. fra. Pietro Angelo Secchi
8
Slide 9
Stupanj trofije
Ukupan fosfor
(mgP/m3)
Klorofil-a (mg/m3)
Prozirnost (Secchi) (m)
srednje
max
srednje
max
Ultraoligotrofan
4,0
1,0
2,5
6,0
12,0
Oligotrofan
10,0
2,5
8,0
6,0
6,0
Mezotrofan
10 - 35
2,5 - 8
8 - 25
3 - 1,5
6-3
Eutrofan
35 - 100
8 - 25
25 - 75
1,5 - 0,7
3 - 1,5
100
25
75
0,7
1,5
Hipertrofan
Pokazatelji trofičkog stanja voda stajačica
9
Slide 10
Stupanj trofije
Pokazatelj
Oligotrofan
Mezotrofan
>10
3-10
<3
rijetka
povremena
uobičajena
80 – 100
< 30
80 – 100
30 – 80
30 – 140
100 – 200
0 – 30
140 – 1400
Ukupan P (mmol/m3)
Klorofil-a mg/m3
< 10
<1
10 – 20
1–5
20 – 40
5 – 10
> 40
> 10
Mikrofitoplankton br.stan./l
< 103
103 – 106
106 – 108
> 106
Prozirnost (m)
Obojenost
Zasićenost kisikom
- na površini
- pri dnu
Ukupan anorg. N (mmol/m3)
Eutrofan
Hipereutrofan
Pokazatelj eutrofikacije Jadranskog mora
10
Slide 11
Prije eutrofikacije
Eutrofizirana jezera
Nakon eutrofikacije
11
Slide 12
• U vodi stalno žive razlagači (saprofagi) i proizvođači (producenti).
U vode ispiranjem ili ispuštanjem otpadnih voda dolaze mikroorganizmi iz probavnog trakta ljudi i životinja.
• Neki od tih MO su patogeni.
• Mikroorganizmi fekalnog porijekla odumiru u prirodnim vodama,
zbog promjena uvjeta staništa (temperatura, pH, UV zračenje,
predatori i dr.).
• Pojedinačno određivanje MO u vodi je skup i dugotrajan
postupak. Traže se MO koji su indikatori određene vrste
bakteriološkog zagađenja.
• Ukupni koliformi i fekalni koliformi su najčešći indikatorski MO.
Sastavni su dio crijevne flore i u njima ne izazivaju bolest, već samo
ako dospiju u tkiva izvan probavnog sustava.
12
Slide 13
• Pod ukupne koliforme spadaju MO kao što su Escherichia coli iz
probavnog sustava, a Enterobacter, Seratia marcescens,
Providencia i dr. mogu potjecati iz tla.
• Fekalni koliformi preciznije određuju mjesto nastanka i
obuhvaćaju MO samo iz probavnog trakta.
• Streptococcus faecalis je također indikator fekalnog zagađenja.
• Broj indikatorskih organizama označava se kao najvjerojatniji
broj ili kao broj utvrđen membranskom filtracijom.
• Istražuju se indikatorski MO koji bi bili pouzdaniji od
koliformnih, a jednostavniji za određivanje od nekih patogenih,
npr. virusa.
• Bakteriofagi (kolifagi) su se pokazali kao dobar indikator za
određivanje patogenih MO. Oni su virusi određenih vrsta
bakterija. Otporni su i duže preživljavaju u vodi. Mogli bi
poslužiti za utvrđivanje zdravstvene ispravnosti vode, naročito
kad je zagađenje malo i kad je teško izolirati uzročnika
zagađenja.
13
Slide 14
Patogeni organizam
Bolest
Bakterije:
Salmonela paratyphi (A,B,C)
Salmonela typhi
Shigellae vrste
Vibrio cholearae
Leptospirae
Mycobacterium tuberculosis
Pseudomonas aeruginosa
paratifus
tifus
dizenterija
kolera
leptirospiroza
tuberkoloza
infekcije rana, oka, meningitis
Vrusi:
Poliovirus
Echovirus
Coxsackievirus (A,B)
Hepatitis A
Rotavirus
Adenovirus
paraliza meningitis
meningitis, dišne bolesti
meningitis, dišne bolesti, groznice
miokarditis
infektivna žutica
povraćanje, proljev, dišne bolesti, očne infekcije
Protozoe:
Entamoeba histolytica
Giardia lamblia
amebijaza
lamblijaza
Helminti:
Ascaris lumbricoides
Ankylostoma duodenale
Echinococus
Schistosoma
askaridoza
ankilostomoza
ehinokokoza
shistosomoza
Bolesti koje se prenose
vodom
14
Slide 15
• Najčešći izvori otrovnih tvari su iz industrije, naročito kemijske.
• Otrovne tvari ugrađuju se u stanična tkiva i putuju i nagomilavaju
se u hranidbenom lancu. Negativno djelovanje može se vidjeti tek
nakon više godina.
• Otrovna je svaka tvar koja u živom organizmu izaziva bolest,
nenormalno vladanje i genetičke promjene, fiziološke smetnje,
fizičke deformacije i smrt.
• Stupanj otrovnosti određuje se bio-testom:
Utvrđuje se koncentracija tvari kad ugiba 50% ispitanih
organizama (srednja smrtonosna koncentracija – LC50)
Najveća koncentracija kad se ne opaža učinak na ispitivane
organizme tijekom 96 sati (srednja granica podnošljivosti LTm)
15
Slide 16
• Posebnu pozornost treba posvetiti odabiru indikatorskih vrsta i
na fizikalno-kemijske uvjete bio-testa.
• Vrijednosti TLm pokazuju samo akutnu otrovnost otpadne tvari
u laboratorijskim uvjetima i ne potvrđuju da isti rezultat vrijedi u
nekom drugom vodnom ekosustavu.
• Rijetko se primjenjuju bio-testovi u razdoblju od 30 do 200 dana
kojima bi se utvrdilo dugotrajno djelovanje malih koncentracija
→ trajna otrovnost.
• Na mjestima ispusta pročišćenih/nepročišćenih otpadnih voda
mogu se postaviti spremnici s indikatorskim vrstama riba/vodnih
organizama, na temelju čijeg se ponašanja može procijeniti
učinkovitost pročišćavanja, odnosno sanitarna ispravnost vode.
16
Slide 17
To je matematički izraz za strukturu životne zajednice
Polazi se od pretpostavke da je u životnoj zajednici zastupljen
određen broj vrsta odgovarajuće populacije.
U poremećenim sustavima doći će do sukcesija vrsta (smanjenje
broja vrsta, povećanje populacije).
Indeks će imati maksimum, ako svaki organizam pripada drugoj
vrsti, a minimum, ako su svi organizmi iste vrste.
H
'
s
i1
Ni
N
s
Ni
N
broj organizama i-te vrste
ukupan broj organizama
ukupan broj vrsta
log 2
Ni
N
H’< 1 - veliko onečišćenje
H’ = 1 - 3 - umjereno
H’ > 3 - čista voda
17
Slide 18
Ciklus – kruženje vode na Zemlji
18
Slide 19
Količina 103 km3
Postotak od ukupnih zaliha
13,0
0,001
1.350.400,0
97,583
Kopno:
26.431,7
1,910
rijeke
1,7
0,00012
slatka jezera
125,0
0,009
slana jezera
105,0
0,00758
vlaga tlu
150,0
0,0108
50
0,0044
26.000,0
1,878
Podzemna voda
7.000,0
0,506
Ukupno na Zemlji
1.383.844,7
100,00
Lokacija
Atmosfera (vodena para)
Hidrosfera
Oceani
voda u biomasi
ledenjaci, glečeri
Litosfera
19
Slide 20
• Od ukupne slatke vode, 78% je u obliku leda.
• Vodena para se onečišćuje u postupku isparavanja i prolaskom
kroz atmosferu plinovima, dimovima i česticama prašine.
• Daljnje onečišćenje atmosferskih voda događa se ispiranjem
površina, tečenjem u vodotocima, procjeđivanjem u
podzemlje.
• Prirodne vode služe kao izvorišta za vodoopskrbu, ali i kao
prijemnici upotrijebljene vode → promjena kakvoće vode.
20
Slide 21
Vodni sustavi mogu biti onečišćeni i zagađeni
• Onečišćenje označava unošenje u vodne sustave tvari ili energije
uslijed čega se mijenjaju pokazatelji svojstveni prirodnim vodama,
pa time vode postaju manje podobne za uporabu, naročito za
vodoopskrbu i namjene gdje je potrebna visoka kakvoća vode.
• Zagađenje označava ispuštanje tvari ili energije, izravno ili
neizravno u vodne sustave djelovanjem čovjeka, čiji ishod
predstavlja opasnost za ljudsko zdravlje, štetnost za žive
organizme i vodne sustave, te smanjuje kakvoću ili ometa
uporabu vode za planirane namjene.
21
Slide 22
Nekontrolirani ribolov – pretjerano iskorištavanje slatkovodnih i
morskih organizama → poremećaj piramide biomase, smanjenje
brojnosti populacija.
Poljoprivreda – zauzimanje prirodnih površina, korištenje gnojiva,
zaštitnih sredstava, ispiranje u vodne sustave.
Urbanizacija – prenamjena prostora, promjena mikroklimatskih
elemenata, stvaranje otpadnih voda iz domaćinstava i industrije,
ispiranje onečišćenih slivnih površina.
Izgradnja industrijskih pogona – otpadne vode, plinovi, sintetski
spojevi, teške kovine.
Rashladne vode – unos toplinske energije → mijenjanje abiotskih
činitelja
Ispuštanje dimova – kisele kiše, degradacija šuma, smanjenje
svjetlosti.
Promet – cestovni, željeznički, zračni
Proizvodnja energije – fosilna goriva, nuklearna goriva
22
Slide 23
23
Slide 24
STAMBENI OBJEKTI
Uzgoj
Stoke
+
POLJOPRIVREDNE
POVRŠINE
Površinsko otjecanje
Komunalne ili
kućanske
otpadne vode
Otjecanje sa
poljoprivrednih
površina
INDUSTRIJRSKA PODRUČJA
Raspršeni
izvori
zagađenja
VODNI
RESURSI
Točkasti
izvori zagađenja
Industrijske
otpadne vode
Također : termičko zagađenje + životinjski otpad
Točkasti i raspršeni izvori onečišćenja
24
Slide 25
Kućanske otpadne vode su najvećim dijelom biološki razgradive.
Razlikuju su:
• svježe otpadne vode – razgradnja je tek započela,
koncentracija kisika slična vodi iz vodovoda
• odstajale – ne sadrže kisik, jer je utrošen na razgradnju
• trule (septičke) – anaerobna razgradnja, ravnoteža između
razgrađivača i organske tvari
Biokemijska potrošnja kisika
g/st.
60 – 80
Raspršene tvari
g/st.
70
60 – 70
70 - 80
75
100
Kanada, SAD
80 – 100
100 - 120
Japan
64 – 84
58 - 76
Zemlja
Francuska
Italija
Švicarska
Dnevno opterećenje otpadnom tvari kućanskih otpadnih voda
25
Slide 26
• 2/3 od ukupne suhe tvari je organskog porijekla.
• Broj ukupnih koliformnih bakterija (b.c) je 2,5 ·1010 – 2,5 · 1012 po stanovniku/dan
• Broj enterovirusa je 3 · 105 – 2,5 · 106 zaraznih jedinica po stanovniku/dan
• Od ukupnog broj MO samo je mali broj patogen.
• Temperatura kućanske otpadne vode varira tijekom godine (11 - 25 °C)
Pokazatelj
Ukupno krute tvari
Ukupno raspršene tvari
Ukupno otopljene tvari
BPK5
KPK
Ukupan dušik (N)
Ukupan fosfor (P)
pH
Klorida
Sulfata
Koncentracija mg/l
300 – 1200
100 – 400
250 – 850
100 – 400
200 – 1000
15 – 90
5 – 20
7 – 7,5
30 – 85
20 – 60
Prosječni sastav kućanskih otpadnih voda
26
Slide 27
Kućanske otpadne vode su mutne, imaju neprijatan miris.
Nepovoljno utječu na ekološke i sanitarne prilike u
prijemniku.
U područjima gdje nema kanalizacije, kućanske otpadne
vode se prikupljaju u septičkim jamama.
Otpadne vode koje se prikupljaju u septičkim jamama
posebno su zagađene, dovoze se na uređaje za čišćenje
otpadnih voda i prethodno miješaju s kanalizacijskim
vodama (1:100)
Prosječni sastav otpadne vode iz septičkih jama
Pokazatelj
Ukupno raspršene tvari
BPK5
KPK
NH4
Koncentracija mg/l
5000 – 17000
4000 – 10000
6000 – 16000
1500 – 5000
27
Slide 28
Industrija
Šećerane
Pivovare
Tvornice konzervi
Destilacija žita
Destilacija melase
Mliječne prerađevine
Prerada mesa
Celuloza i papir
Kožare
Tekstilna: pamučna
vunena
BPK5 mg/l
450 – 2000
500 – 1200
300 – 4000
15000 – 20000
20000 – 30000
300 – 2000
600 – 2000
16000 – 25000
500 – 5000
50 – 1750
200 - 10000
Organsko opterećenje razgradivih industrijskih voda
28
Slide 29
Nastajanje
kiselih kiša
Oborinske vode mogu se uvjetno nazvati otpadnim vodama.
U praksi su se nekad smatrale čistim rasterećenja na mješovitoj kanalskoj mreži.
Zbog sve većeg onečišćenja atmosfere i slivnih površina tereti oborinskih voda
mogu biti značajni.
29
Slide 30
Vode koje s procjeđuju ili otječu s prirodnih površina čine raspršene
izvore onečišćenja
Srednje koncentracije oborinskih voda s poljoprivrednog zemljišta
Pokazatelj mg/l
Ukupni isparni ostatak
Obradivo
zemljište
1241
Pašnjaci
Livade
222
108
Raspršene tvari
1021
38
40
Ukupan fosfor
Nitrati ( kao N)
1,05
1,5
0,49
0,4
0,35
0,3
Ukupan dušik (Kjeldahl)
2,6
1,7
0,8
KPK
148
49
22
Oborinske vode iz gradova, industrijskih dvorišta i sa prometnica mogu
biti snažno opterećene ugljikovodicima, teškim kovinama, organskim
otpacima.
30
Slide 31
Srednje koncentracije oborinskih voda s površina naselja
Koncentracije u mg/l
Vrsta površine
Seoska naselja
Raspršene
Ukupan N Ukupan P Ulja i masti
tvari
50
0,2
0,1
0,6
Stambeno naselje male gustoće
Stambeno naselje velike gustoće
600
250
1,2
0,7
0,7
0,8
0,8
20,0
Trgovinsko-skladišna područja
770
1,7
1,3
33,0
31
Slide 32
Koncentracije otpadne vode mješovite i oborinske kanalizacije
Pokazatelj (mg/l)
Mješovita kanalizacija
Oborinska kanalizacija
KPK
80 – 1760
29 – 1514
BPK
10 – 470
3 – 90 (660)
Raspršene tvari
35 – 2000
130 – 11280
Ukupni fosfati
0,8 – 9,4
0,2 – 4,5
Ukupan dušik
1,0 – 16,5
0,5 – 6,5
pH
5,6 – 6,7
6,0 – 7,2
4,2 · 106 – 5,8 · 107
2,4 · 106 – 5,04 · 107
1,2 · 106 – 3,2 · 107
4 · 1055 – 1,3 · 107
Bakterije
ukupni koliformi
fekalni koliformi
Srednja koncentracija organskih tvari i hranjivih soli u oborinskim
vodama koje ispiru gradsko područje, jednaka je približno 1/3
koncentracije u otpadnim vodama mješovitih kanalizacija.
32
Slide 33
U industriji i proizvodnji energije koristi se voda za hlađenje
postrojenja = odvođenje viška topline (Termoelektrane na fosilna i
nuklearna goriva, rafinerije nafte, čeličane, kemijska industrija,
tvornice celuloze i papira, destilerije.
Ispuštene zagrijane vode mijenjaju temperaturu prijemnika →
termopolucija.
Mijenja se gustoća, kinematička viskoznost, površinska napetost,
otopivost kisika, difuznost kisika, ubrzavaju kemijski i biokemijski
procesi.
Ubrzava se uslojavanje vode, brzina taloženja,
povećanje toksičnosti nekih tvari (sinergijski
učinak).
Termopolucija nastaje i pretjeranom regulacijom
rijeka i ujezerivanjem toka.
33