1.54. Skażenie wody i gleby Opracowała Bożena Smolik Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska

Woda

Znaczenie wody Woda jest nieodzowna do życia wszystkich organizmów. Niemal 97% wody na Ziemi to morza i oceany, a pozostałe 3% to woda słodka. Większość wody słodkiej jest uwięziona w postaci śniegu i lodu. Do zaspokojenia potrzeb człowieka musi wystarczyć około 0,03% całych zasobów wodnych planety. Jest to woda rzek, strumieni, jezior oraz woda gruntowa. Wodę zużywa się w gospodarstwach domowych, w wielu procesach przemysłowych i produkcyjnych. Wielka ilość wody jest potrzebna w rolnictwie. Woda jest też ważnym surowcem gospodarczym. Woda może być również źródłem odnawialnej energii.

Cykl obiegu wody Woda jest nieodzowna dla życia wszystkich organizmów. Bez obiegu wody życie na Ziemi byłoby niemożliwe. Woda w postaci deszczu, śniegu lub gradu, opadając na glebę, częściowo w nią wsiąka. Część tej wody zostanie później wchłonięta przez korzenie roślin, część wsiąknie głębiej, aż natrafi na nieprzepuszczalną warstwę skał, wtedy powstają wody podziemne. Część wód podziemnych wypływa na powierzchnię, dając początek rzekom i jeziorom. Pozostała część wody, pochodzącej z opadów atmosferycznych, odpływa rzekami do mórz i oceanów.

Zanieczyszczenia wód O zanieczyszczeniu wód mówimy wówczas, gdy w ich składzie w zwiększonej ilości występują substancje chemiczne, bakterie i mikroorganizmy, które nie są jej naturalnymi składnikami. Zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wód spowodowane są wprowadzaniem substancji nieorganicznych (stałych, ciekłych, gazowych), organicznych i radioaktywnych.

Parametry oceny jakości wód Fizykochemiczne Biologiczne hydromorfologiczne Temperatura Natlenienie Zakwaszenie Zasolenie Obecność i skład gatunkowy organizmów Dynamika przepływu wody Głębokość i szerokość koryta Rodzaj podłoża Struktura brzegu Bariery

Czynniki wpływające na jakość wody Zakwaszenie wody to skutek kwaśnych deszczy i dopływu wody o niskim pH. W kwaśnym środowisku organizmy gorzej funkcjonują i zmniejsza się ich różnorodność biologiczna (liczba gatunków) – mogą przetrwać tylko te najmniej wrażliwe. Podwyższenie temperatury wody – na skutek odprowadzania wody używanej do chłodzenia urządzeń w elektrowniach, z gospodarstw domowych, pralni, ciepłowni. Im temperatura wody jest wyższa, tym mniejsza jest w niej ilość rozpuszczonego tlenu, potrzebnego do życia organizmom wodnym. Ciepła woda zakłóca prawidłowy rozwój zwierząt. Nadmierna ilość pierwiastków biogennych (azot i fosfor) prowadzi do przyspieszonej eutrofizacji zbiorników wodnych (przekarmienia).

Zanieczyszczenia wód Wycieki ropy naftowej z platform wiertniczych lub uszkodzonych tankowców Zatapianie odpadów w oceanach (tu: zatapianie odpadów toksycznych udaremnione przez greenpeace)

Zanieczyszczenia wód Przedostawanie się do wód gruntowych szkodliwych substancji z wysypisk śmieci

Zanieczyszczenia wód Zasolenie wód śródlądowych, do którego przyczyniają się słone wody z kopalni węgla

Wszystkie związki chemiczne zawarte w ściekach komunalnych, przemysłowych oraz rolniczych i wydalane do środowiska naturalnego przedostają się do wód gruntowych i powierzchniowych, a dalej do wód pitnych.

Wśród związków chemicznych spożywanych z wodą pitną znajduje się nie więcej niż 5% tych, które pochodzą z rozpuszczenia naturalnych skał skorupy ziemskiej. Pozostałe 95% to związki pochodzące z odpadów - ścieków, śmieci i pyłów. Organizm ludzki część z nich wydala, a część kumuluje. Ale skutki picia takiej wody pojawiają się najczęściej po latach, a niekiedy w następnych pokoleniach. SKUTKI SPOŻYWANIA Z WODĄ PITNĄ NIEBEZPIECZNYCH ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH POJAWIAJĄ SIĘ DOPIERO PO WIELU LATACH. DLATEGO NIKT NIE KOJARZY PRZYCZYN NASZYCH CHORÓB Z JAKOŚCIĄ WODY PITNEJ

Około jedna trzecia zanieczyszczeń wód pochodzi z atmosfery. Wody opadowe absorbują pyły i gazy znajdujące się w powietrzu, po czym przenikają do gleby lub trafiają bezpośrednio do zbiorników wodnych. Zanieczyszczenia z opadów atmosferycznych przenikają do wód gruntowych, skąd mogą przedostawać się do wód powierzchniowych. Na stan wód negatywnie wpływają zanieczyszczenia ze źródeł pasmowych, czyli szlaków komunikacyjnych i środków transportu. Są to zanieczyszczania związkami ołowiu ze spalin oraz zanieczyszczenia spłukiwane z dróg. Największym zagrożeniem dla wód gruntowych są zanieczyszczenia pochodzące z przemysłu i z terenów rolniczych, na których stosuje się wspomniane wyżej nawozy sztuczne i środki ochrony roślin. Z kolei dla wód lądowych największe niebezpieczeństwo stanowią związki pochodzące z odpadów domowych, odchodów oraz ścieków przemysłowych. Niezwykle groźne są tu chemiczne środki w postaci syntetycznych detergentów, które nie ulegają biologicznemu rozkładowi oraz związki rtęci i ołowiu, co wynika z szerokiego zastosowania tych metali w przemyśle.

Tylko połowa polskich miast posiada oczyszczalnie ścieków komunalnych. O sytuacji na wsi lepiej nie wspominać - połowa ludności polskiej pije wodę ze studni a połowa polskich wsi nie jest dotąd skanalizowana. Ze ściekami komunalnymi kojarzą nam się najczęściej odchody ludzkie, ale pamiętajmy również o tysiącach ton środków do pielęgnacji ciała oraz środków do ochrony czystości, jakimi są współcześnie: mydła, proszki do prania, płyny do zmywania podłóg i sanitariatów, płyny do zmywania szyb, kremy, perfumy, i wszystkie inne produkty, które widzimy dzisiaj w sklepach drogeryjnych i chemicznych. Przecież to wszystko bez wyjątku spływa ze ściekami do rzek.

Co się dzieje z milionami ton pestycydów (środki ochrony roślin) wylewanych i wysypywanych na nasze pola? Niech nikt się nie łudzi, że pestycydy szkodzą tylko chwastom, grzybom, trują tylko insekty i szczury, a nie szkodzą wcale ludziom. Każdego dnia tysiące ton tych trujących środków jest spłukiwane na skutek opadów atmosferycznych do rzek i jezior.

Morza i oceany Na skażenie mórz i oceanów wpływa również przemysł wydobywczy ropy naftowej oraz transport morski. Są one odpowiedzialne za 12% zanieczyszczeń wód. Odpady powstałe przy wydobyciu i produkcji ropy są usuwane wprost do wody, a czyszczenie zbiorników odbywa się bezpośrednio na morzu. Zanieczyszczenia z tych źródeł są większe niż pochodzące z wycieków ropy na skutek katastrof.

Jakość wód w Polsce W Polsce ocenę jakości wód przeprowadza się na podstawie monitoringu czystości rzek, czyli pomiarów prowadzonych przez Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska. Według oceny jakości z 2002 roku w klasie nie odpowiadającej żadnej z norm znalazło się aż 14,2% wód. Na podstawie rozporządzenia Ministra Środowiska z 11 lutego 2004 roku, klasyfikacji wód dokonuje się w pięciostopniowej skali (Dz. U. z 2004 r. Nr 32, poz. 284), co jest zgodne z Ramową Dyrektywą Wodną UE.

Klasyfikacja czystości wód Klasa I – woda bardzo dobrej jakości, nadająca się do picia. Klasa II – woda dobrej jakości, nadająca się do picia po uzdatnieniu, przeznaczona do celów rekreacyjnych, uprawiania sportów wodnych, oraz urządzania kąpielisk. Klasa III – woda zadowalającej jakości, nadająca się do picia po uzdatnieniu oraz do nawadniania terenów rolniczych i ogrodniczych. Klasa IV – woda niezadowalającej jakości, nadająca się do picia po uzdatnieniu Klasa V – woda złej jakości, nie nadająca się do picia, nie podlegająca uzdatnianiu.

Oczyszczalnie ścieków W celu minimalizacji wpływu zanieczyszczeń na wody powierzchniowe i grunty stosuje się zabieg oczyszczania ścieków. Proces ten polega na usuwaniu ze ścieków osadów i substancji rozpuszczonych w wodzie. Zależnie od rodzajów zanieczyszczeń korzysta się z metod mechanicznych, fizycznych, chemicznych lub biologicznych.

Stałe zatruwanie ekosystemów wodnych przez : odprowadzanie ścieków bezpośrednio do zbiorników wodnych, spływanie z pól i lasów wód gruntowych zawierających środki chemiczne, kwaśne deszcze i wypłukiwanie hałd odpadowych, kończy się bardzo często całkowitym wymarciem tego systemu lub też zaniknięciem. Do tego rodzaju sytuacji dopuścił się człowiek i to on musi naprawić zło jeśli chce przeżyć jako gatunek. Prawie wszystkie zanieczyszczenia powietrza, gleby i tak w końcu wpadną do wody, dlatego trzeba stosować najlepsze metody zwalczające te zanieczyszczenia jak również bezpośrednie zabrudzenia wody.

Oszczędzaj wodę Czysta woda jest dobrem, którym powinniśmy gospodarować w sposób oszczędny. W Polsce zasoby wodne są rozmieszczone nierównomiernie i zmienne w zależności od pory roku. Skutkiem jest wysoki deficyt wody i jej ujemny bilans. W Polsce duża część wody z tych niewielkich zasobów jest marnowana. Według oceny Międzynarodowego Programu „Populacja i Środowisko” jesteśmy jedynym krajem europejskim zagrożonym deficytem wody. Wciąż nie zdajemy sobie sprawy ze skali zagrożenia brakiem wody zdatnej do picia.

Gleba

Zanieczyszczenia gleb Zanieczyszczenia gleby powodowane są przez wszelkie związki chemiczne, pierwiastki promieniotwórcze i mikroorganizmy, występujące w glebie w zwiększonych ilościach, które dokonują zmiany jej cech gleby i uniemożliwiają jej normalne użytkowanie.

Źródła zanieczyszczeń Zakłady przemysłowe emitują pyły zawierające metale ciężkie (np. ołów, rtęć) oraz gazy (np. związki siarki, azotu, chloru). Są także źródłem zanieczyszczeń ropą naftową i jej pochodnymi a nawet substancjami radioaktywnymi. Na zanieczyszczenia w ogromnej mierze wpływa składowanie odpadów przemysłowych.

Źródła zanieczyszczeń Niebagatelny wpływ na zanieczyszczenia chemiczne gleb mają również nowoczesne technologie rolnicze, szczególnie zaś postępująca chemizacja upraw (poprzez środki ochrony roślin - pestycydy i toksyczne składniki występujące w nawozach i środkach powodujących wzrost roślin).

Źródła zanieczyszczeń Szczególnie negatywnie na jakość gleb wpływa transport samochodowy, zanieczyszczając glebę i szatę roślinną spalinami, zawierającymi związki ołowiu i szkodliwe węglowodory. Transport wpływa również ujemnie na stan gleb z uwagi na techniczną degradację gleb, prowadzoną poprzez budowę szlaków komunikacyjnych i transportowych.

Niszcząca działalność człowieka Erozja gleby jest procesem rozmywania lub rozwiewania powierzchniowej warstwy gleby. Erozja może być spowodowana m.in. wycinaniem i wypalaniem lasów, intensywnym wypasem zwierząt, nieprawidłową uprawą ziemi. Nadmierne wylesianie, prowadzenie intensywnej gospodarki rolnej i eksploatacja wód może prowadzić również do efektu stepowienia gleb. Jednak czynnikiem, który w największy sposób wpływa na zachwianie równowagi biologicznej gleb są zanieczyszczenia chemiczne. Głównym ich źródłem jest przemysł, rolnictwo oraz transport. Skutki działania tych gałęzi działalności człowieka mogą prowadzić do zjawiska zmęczenia gleby, czyli obniżenia jej żyzności.

Skutki zanieczyszczenia gleb Zanieczyszczenia zmieniają skład i stan gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Nadmierne stosowanie nawozów sztucznych i korzystanie ze środków ochrony roślin skutkują zakłóceniem przebiegu wegetacji roślin, degradacją struktury gleb. Prowadzi to do obniżenia urodzajności gleb, co z kolei wpływa na zmniejszenie plonów. Konsekwencją jest obniżenie jakości żywności oraz jakości paszy dla zwierząt. Zanieczyszczenia chemiczne gleb, pochodzące z działalności przemysłowej, mogą przenikać do upraw, a następnie przedostają się do organizmów zwierząt i ludzi. Mogą też wpływać bezpośrednio na zanieczyszczenie wód powierzchniowych i gruntowych, na skutek wymywania z gleb szkodliwych substancji.

Skutki Zanieczyszczenia techniczne i chemiczne niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej. Chemiczne oddziaływanie na stan gleby wpływa na zmianę jej odczynu, powodując zakwaszenie. Zakwaszenie gleb prowadzi do hamowania rozwoju mikroorganizmów, a pod wpływem procesów rozkładu substancji organicznych i procesów życiowych roślin, uwalniają się trujące metale. Na kwasowość gleby wpływają także zanieczyszczenia obecne w powietrzu w postaci związków siarki i azotu, które docierają do gleb w postaci kwaśnych deszczy.

Zadania Jakiej klasy woda jest potrzebna do celów rolniczych? Uzupełnij schemat wybierając wszystkie możliwe przyczyny z podanych niżej punków: a/ Erozja wietrzna, b/ nieodpowiednie techniki upraw, c/. zbyt intensywna eksploatacja gleby, d./ wypalanie roślinności, e/.ograniczenie powierzchni naturalnej roślinności, f./ wycinanie lasów pod uprawy, g./ pożary lasów, h/ skażenie powietrza, i/ skażenie wód, j/.rabunkowa gospodarka leśna, k/kłusownictwo

Zadania Wymień trzy metody oczyszczania ścieków Wymień procesy, towarzyszące obiegowi wody w ekosystemach Wymień trzy dziedziny gospodarki, przyczyniające się w największym stopniu do zanieczyszczenia wody i gleby.

Źródła Z.Sendecka i wsp., Vademecum.Biologia, Operon 2009 M. Kłyś,K.Żbikowska-Zdun, Biologia, Nowa Era,1994 B.Gulewicz, Biologia,ABC,1998 B.Klimuszko, Biologia,Żak, 2004 J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia,Operon,2007