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
Rodzaj zanieczyszczenia 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 Bakterie coli typ fekalnego Ołów 43 57 Miedź 59 41 Kadm 84 16 Chrom 50 Cynk Arsen 95 5 Żelazo 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 Zn Cd Pb Cu Mn Europa 55 0,4 22 15 9,4 AmerykaPn 47,2 0,67 16,8 3,7 3,0 Suwałki 18 0,28 13,4 1,3 - Kraków 94 4,9 6,3 Szarów 39 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 P-PO4 0,7 1,4 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 Ni 0,6 0,1 0,2 Cu <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 biomasa produkcja Nutrienty mineralne Materia organiczna ZGWiH-ISIŚ
Eutrofizacja eutrofizacja przyczyna konsekwencje drapieżnictwo niezrównoważony dopływ/odpływ 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 białego-wyniszczenie 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