Zanieczyszczenia i ochrona wód

Obieg wody w przyrodzie Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na ziemi Podstawowy związek decydujący o życiu organizmów, w tym człowieka Wchodzi w skład organizmów, pełni funkcje środowiska życia, jest składnikiem pożywienia, umożliwia przemianę materii.

Obieg wody … Właściwości cieczy: W warunkach naturalnych woda występuje w trzech stanach skupienia: Ciekłym, Gazowym, Stałym Właściwości cieczy: -mają pewną gęstość -nie mają kształtu -są nie ściśliwe (trudno ściśliwe) -mają objętość -górna powierzchnia cieczy to powierzchnia swobodna, -przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują.

Stan gazowy Właściwości gazów: -nie mają określonego kształtu -przyjmują kształt naczynia w którym się znajdują -nie mają sprężystości, postaci -mają objętość -łatwo można zmienić ich objętość -mają gęstość mniejszą niż ciecz

Stan gazowy -mają ciężar -mają kształt -mają objętość Cząsteczki gazu mają dużą swobodę ruchu i poza chwilami zderzeń, nie oddziałują ze sobą. Gaz samorzutnie wypełnia naczynie, w którym się znajdują, dążąc do zajęcia możliwie największej objętości. Gazy pod wpływem spadku temperatury kurczą się. STAN STAŁY -mają ciężar -mają kształt -mają objętość -objętość nie zależy od kształtu naczynia -są nie ściśliwe -mają gęstość większą niż ciecz

Przejścia fazowe wody Ze stanu stałego w ciekły – topnienie Ze stanu ciekłego w stały – krzepnięcia Ze stanu ciekłego w gazowy – parowanie Ze stanu gazowego w ciekły – skraplanie Ze stanu stałego w gazowy – sublimacja Ze stanu gazowego w stały – resublimacja

Topnienie Jest to zmiana stanu skupienia substancji ze stanu ciała stałego w stan ciekły. Ciała krystaliczne topią się tylko ściśle określonej temperatury, natomiast ciała bezpostaciowe – w pewnym zakresie temperatur.

Krzepnięcie Jest to zmiana stanu skupienia z ciekłego na stały. Temperatura krzepnięcia danej substancji jest równa jej temperaturze topnienia. Podczas krzepnięcia temperatura ciała się obniża. W czasie tego procesu zawsze następuje zamiana objętości ciała. Zazwyczaj objętość się zmniejsza, a co z tym idzie gęstość się zwiększa. Takie właściwości ma większość metali i ciał organicznych.

Parowanie Zachodzi w każdej temperaturze i na powierzchni cieczy. Ciecze parują w każdej temperaturze. Czy widzieliście gdy w upalny dzień tuż po deszczu parował asfalt? tak, naprawdę, to parowała woda. Szybkość parowania zależy od rodzaju cieczy, wielkości powierzchni swobodnej i warunków otoczenia.

Temperatura wrzenia zależy od rodzaju cieczy, np. Wrzenie Jest to gwałtowne parowanie zachodzące w całej objętości cieczy w temperaturze wrzenia. Temperatura wrzenia zależy od rodzaju cieczy, np. Dla wody wynosi 100°C.

Sublimacja, resublimacja, skraplanie Skraplanie – proces polegający na przejściu znajdującej się w powietrzu pary widnej ze stanu gazowego w ciekły (kondensja pary wodnej), lub stały (resublimacja), prowadzi do powstania chmur, mgieł, rosy i szronu.

Zasoby wodne i ich użytkowanie Zasoby wodne w Polsce są stosunkowo małe. Na tle Europy pod względem ilości wody, znajdujemy się na 22 miejscu. 22 km2 zasobów wodnych ocenia się jako możliwe do wykorzystania, przeliczając to na 1 mieszkańca jest to około 1500 m3/rok. W Polsce ścierają się wpływy klimatu oceanicznego i kontynentalnego. Oceany: Spokojny, Atlantycki, Indyjski, Północny sa najwiekszymi zbiornikami wodnymi na ziemi.

Zasoby wodne a potrzeby człowieka W Europie w miarę posuwania się z zachodu na wschód opady maleją, choć parowanie jest takie same. W związku z tym w Polsce w głąb ziemi przenika mniej wody niż w krajach Europy Zachodniej. W dodatku czwartorzędowe podłoże geologiczne naszego kraju charakteryzuje się dużą przepuszczalnością. Oznacza to, że część wód podziemnych szybko spływa do Bałtyku. Tymczasem ilość wody do dyspozycji pozostaje taka sama. Już dzisiaj, w niektórych regionach w Polsce odczuwa się deficyt wody. Dotyczy to Górnego Śląska, Krakowa, Łodzi i Kielc. Najlepsza sytuacja panuje w województwie zachodniopomorskim i pomorskim, jest tam dużo jezior i stosunkowo czystych rzek.

Biologiczne znaczenie wody Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych dotąd organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę . Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej.

Woda w życiu człowieka Zapotrzebowanie na wodę dla gospodarstw domowych, fabryk i rolnictwa jest niezwykle wysokie, zwłaszcza w bogatych, rozwiniętych krajach. Wykorzystuje się ją w przemyśle, transporcie i gospodarstwach domowych. Jest jednak także groźnym żywiołem.

Woda w życiu człowieka Wodę wykorzystuje się na dwa sposoby: Wodę czerpie się ze zbiorników naturalnych. Transport wodny, rekreacja i elektrownie wodne. W krajach uprzemysłowionych przemysł i energetyka zużywają ogromne ilości wody.

Jak oszczędzać wodę Nigdy nie wylewaj niepotrzebnie wody, kiedy można jej użyć np.: do podlewania kwiatów, ogrodu, czy sprzątania. Sprawdź czy Twoje instalacje wodociągowe nie mają przecieków. Napraw kapiące krany wymieniając uszczelki. Sprawdź, czy nie wycieka woda ze zbiornika Twojej toalety.

Jak oszczędzać wodę Unikaj zbędnego spłukiwania toalety. Bierz szybki prysznic. Zastąp natrysk wersją oszczędnościową, z małym strumieniem. Używaj małej ilości wody do kąpieli. Nie pozwól , aby woda była odkręcona, kiedy myjesz zęby lub twarz.

Jak oszczędzać wodę Używaj zmywarki i pralki tylko wtedy, kiedy ją uzupełnisz lub ustaw na program oszczędnościowy. Nie używaj bieżącej wody do rozmrażania mięsa lub mrożonek. Odmrażaj jedzenie przez noc w lodówce lub mikrofalówce. Przechowuj wodę do picia w lodówce, a nie odkręcaj jej za każdym razem, kiedy chcesz się napić zimnej wody. Trawnik podlewaj oszczędnie.

Jak oszczędzać wodę… Wyposaż swój wąż w zamykaną końcówkę, która pozwala regulować strumień wody. Ustaw zraszacz tak, aby podlewać tylko trawnik i kwiaty, a nie miejsca wybetonowane. Unikaj zbyt dużej ilości nawozów, bo zwiększają zapotrzebowanie trawy na wodę. Unikaj instalacji fontann, jeśli nie mają zamkniętego obiegu wody. Myj samochód w myjni, która stosuje recykling wody.

Głównymi użytkownikami wody są: Przemysł Rolnictwo Leśnictwo Gospodarka komunalna

Przemysł Wykorzystanie wody w procesach technologicznych, Nośnik energii, Środek komunikacji, Bariera ochronna, Środek gaśniczy. Największe ilości wody zużywają: energetyka, hutnictwo, górnictwo, przemysł chemiczny i papierniczy

Rolnictwo Nawadnianie gruntów Zraszanie upraw Hodowla ryb Dla zwierząt hodowlanych

Cele komunalne Pobór wody do celów spożywczych Pobór wody do celów higienicznych Stopień wyposażenia mieszkania w urządzenia sanitarne. Poziom życia ludności.

Wody naturalne dzielimy na: Z uwagi na zawartość soli mineralnych oraz wielkość zbiorników: - wody morskie – słone - wody śródlądowe - słodkie

Wody naturalne dzielimy na: W zależności od pochodzenia: - wody opadowe - atmosferyczne - powierzchniowe i podziemne

Zagrożenia dla wody Fabryki odprowadzające do rzek oraz jezior wodę zawierającą trujące substancje, przez co zdarzają się lokalne katastrofy biologiczne. Miasta, z których wylewają się do rzeczek potoki ścieków zawierających: resztki pożywienia, odchody, brudną wodę po myciu i praniu. Miasta muszą dużo inwestować w oczyszczalnie ścieków.

Zagrożenia dla wody… Ścieki są wytwarzane także przez rolnictwo, ponieważ nawozy sztuczne powszechnie stosowane przez rolników są wypłukiwane przez deszcz. Nawozy wraz z deszczówką trafiają do zbiorników wodnych. Przez kominy elektrowni cieplnych, hut, cementowni oraz zakładów chemicznych wypuszcza się w powietrze duże ilości trujących gazów i pyłów, które powracają na ziemię w formie kwaśnych deszczy. Niebezpieczne mogą być cmentarze położone zbyt blisko zbiorników wody.

Rodzaje zanieczyszczeń wód Zanieczyszczenie wód to niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych, które są spowodowane wprowadzeniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych oraz ciepła (pozwalają wykorzystać wodę do celów gospodarczych i spożywczych)

Zanieczyszczenia naturalne i sztuczne Pochodzą z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych (np. zasolenie, zanieczyszczenie) SZTUCZNE Są związane z działalnością człowieka, pochodzą głównie ze ścieków, z powierzchniowych i gruntowych spływów z terenów przemysłowych, rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. Dzielimy je na: Biologiczne i chemiczne

Zanieczyszczenia biologiczne Są spowodowane obecnością drobnoustrojów patogennych np. - bakterii, - wirusów, - glonów, - grzybów, - pierwotniaków

Zanieczyszczenia chemiczne Odnoszą się do zmian składu chemicznego i odczynu. Należą do nich: benzyna, smary, oleje, ropa, detergenty, chemiczne środki ochrony roślin, nawozy, silne kwasy, zasady, fenole.

Zanieczyszczenia wód

Najgroźniejsze zanieczyszczenia Detergenty Gospodarstwa domowe, pralnie, myjnie Przemysł papierniczy, farbiarski, gumowy, szklarski, tekstylny, budownictwo

Zanieczyszczenia… Środki ochrony roślin, nawozy (azotany, fosforany i chlorki) Przemysł chemiczny Rolnictwo i leśnictwo

Zanieczyszczenia … Fenole, krezole Przemysł chemiczny, spożywczy, Ścieki komunalne, Rafinerie naftowe, koksownie, gazownie Garbiarnie

Zanieczyszczenia … Związki metali ciężkich (Hg, Cd, Cr, Pb, Mn, Cu, Fe) Transport samochodowy, Garbiarnie, Ścieki przemysłowe, Metalurgia, górnictwo, hałdy hutnicze, hutnictwo, przemysł zbrojeniowy

Zanieczyszczenia … Radioizotopy np. rad Eksplozje jądrowe, Awarie jądrowe, Przemysł zbrojeniowy, Odpady, Ścieki.

Zanieczyszczenia … Węglowodany aromatyczne Petrochemia, Przemysł chemiczny.

Zanieczyszczenia … Benzyna, nafta, oleje, ropa naftowa, smary Komunikacja i transport samochodowy, Transport wodny: żegluga śródlądowa, dalekomorska Awarie i katastrofy tankowców, platform wiertniczych, Przemysł paliwowo-energetyczny

Ścieki i ich rodzaje Podstawowym źródłem zanieczyszczeń wód są ścieki pochodzące z miast i przemysłu oraz spływy powierzchniowe z terenów rolniczych i nieskanalizowanych. Ścieki – to mieszanina zużytej wody oraz różnego rodzaju substancji płynnych, stałych, gazowych, radioaktywnych oraz ciepła.

Podział ścieków Pochodzenie: Bytowo-gospodarcze (bezpośrednie otoczenie człowieka np. zakład pracy), Przemysłowe (zakłady produkcyjne i usługowe. Przemysł paliwowo-energetyczny, metalurgiczny, górniczy, elektromaszynowy, włókienniczy, chemiczny, garbarski, spożywczy), Opadowe (spływy deszczowe np. topnienie śniegu)

Podział ścieków – proces produkcyjny Przemysł Nawozy sztuczne Paliwowo-energetyczny Metalurgiczny Chemiczny Celulozowo-papierniczy Spożywczy np.. Cukrownie, Mleczarski Tekstylny, Garbarski Elektrownie Zawartość ścieków Weglany, fosforany, siarczany, siarkowodów i fenol Detergenty, ropa, smary Związki metali ciężkich Kwas siarkowy Chlorki sodu, węglan wapnia Kwas mlekowy Barwniki, metale ciężkie Ciepło

Wskaźniki zanieczyszczeń W ocenie czystości bierze się pod uwagę: Cechy fizyczne Cechy chemiczne Cechy biologiczne

Fizykochemiczne zanieczyszczenia wód Temperatura Smak Zapach Odczyn wody Twardość Mętność Utlenialność

Wskaźniki biologiczne Miano Coli – najmniejsza ilość wody wyrażona w m3, w której znajduje się jedna bakteria z grupy Coli Indeks saprobowości Saprobowość – to zanieczyszczenie wody martwa materia organiczną lub produktami jej gnilnego rozkładu. Stopień saprobowości zależy od ilości substancji organicznej przedostającej się do rzeki, ilości obumierającej w rzece biomasy, przebiegu i zaawansowania procesów samooczyszczania wody.

Kasy czystości wód Klasa I – wody czyste nadające się do picia, do korzystania przez przemysł spożywczy i farmaceutyczny, do hodowli ryb; Klasa II – chów i hodowla zwierząt gospodarskich, rekreacja; Klasa III – zaopatrzenie zakładów przemysłowych z wyjątkiem przemysłu spożywczego i farmaceutycznego), nawadnianie terenów rolniczych i ogrodniczych.

Ochrona zasobów wodnych – rozwiązania techniczne Napowietrzanie wód stojących, Stosowanie bezściekowych technologii w produkcji przemysłowej, Zabezpieczanie hałd i wysypisk, Oczyszczanie ścieków i unieszkodliwianie odpadów ściekowych, Utylizacja wód kopalnianych oraz powtórne wtłaczanie tych wód do górotworu.

Monitoring Monitoring Bałtyku, Monitoring jezior, Systemy osłonowe ujęć wodnych, Obserwacje hydrometeorologiczne, Monitoring rzek, Monitoring zwykłych wód podziemnych w aspekcie ich jakości oraz poziomu zwierciadła wód.

Bibliografia Pyłka-Gutowska E., Ekologia z ochroną środowiska, Wyd. Oświata, Warszawa 1998. Wilczek Z., Ekologia w Turystyce, Wyd. Wyższa Szkoła Społeczno-Przyrodnicza w Lublinie, Warszawa Lublin 2004. Wiąckowski S., Ekologia ogólna, Oficyna Wydawnicza Branta, Bydgoszcz-Kielce 2008.