Dane INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół Samorządowych w Nowogrodzie – Gimnazjum im. Papieża Jana Pawła II ID grupy: 96/82_MP_G1 Kompetencja: Matematyka i przyroda Temat projektowy: Arcyróżności bez zawiłości Semestr/rok szkolny: V semestr 2012 r.

Występowanie wody na Ziemii

WODA NA ZIEMII Woda jest związkiem chemicznym bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie. Około trzy czwarte powierzchni ziemi pokryte jest wodami, lądy podbiegunowe posiadają stałą pokrywę lodową, a na pozostałych lądach wody znajdują się w rzekach, stawach, jako wody gruntowe i źródlane, a także w postaci związanej w minerałach i skałach.

Para wodna Para wodna jest składnikiem atmosfery. Woda wchodzi w skład istot żywych; za jej pośrednictwem przebiegają wszelkie procesy życiowe: trawienie, wydalanie, krążenie krwi i oddychanie, a więc cała przemiana materii związana z życiem i funkcjami organizmu może odbywać się tylko w środowisku wodnym.

ZASOBY WODY NA ZIEMII

Woda na Ziemi Powierzchnię w 70,8% zajmuje woda wszechoceanu zawarta w morzach i oceanach; pozostałe 29,2% stanowią kontynenty i wyspy. Niezbędnej do życia na Ziemi wody w stanie ciekłym nie wykryto na powierzchni innych ciał niebieskich. Wnętrze Ziemi składa się z grubego płaszcza, płynnego jądra zewnętrznego (generującego pole magnetyczne) oraz stałego jądra wewnętrznego.

CIEKAWOSTKI… Ze 100% wody istniejącej na Ziemi - 97% to woda słona nie nadająca się do spożycia, - 2,7 % to wody lodowcowe (polarne), - 0,3÷0,5% to wody służące do picia, zanieczyszczane systematycznie od 100 lat (tj. od chwili powstania przemysłu),

Zasoby wodne o znaczeniu gospodarczym Na zasoby wodne o znaczeniu gospodarczym składają się: • Opady i osady atmosferyczne, • wody podziemne głębszych poziomów, • wody powierzchniowe.

Zmienność przestrzenna rocznych sum opadów atmosferycznych na Ziemi

Rozkład przestrzenny średniego rocznego odpływu (mm/rok)

Występowanie wody Woda jest źródłem życia na Ziemi, jednak jej rozmieszczenie na powierzchni Ziemi jest bardzo zróżnicowane. W jednym miejscu jest dostatek wody, w innym jej brak. Cyrkulacja wody w przyrodzie to ustawiczne przemieszczanie się wody przy równoczesnej zmianie stanu skupienia - wody powierzchniowe wyparowują, chmury dają opad, deszcz przenika glebę, itd.

Zasoby wodne wybranych państw świata oraz ich dostępność Kraj Zasoby wodne (m3/mieszkańca/rok) Procent populacji z dostępem do bezpiecznej wody w 2000 r. 1950 2000 2050 (prognoza) Arabia Saudyjska 1421 205 83 95 Argentyna 579592 26811 18824 79 Australia 41733 17908 13419 100 Brazylia 128763 40455 29810 87 Chiny 5047 2196 2007 75 Egipt 2661 857 456 Indie 5831 2050 1361 88 Iran 6947 1768 1114 Kanada 211181 94283 74223 Meksyk 12885 3613 2549 86 Norwegia 120061 87637 80082 Polska 2264 1453 1703 Rosja 43797 30890 44334 99 Rumunia 12752 9253 11515 58 Szwecja 25663 20325 20690 Turcja 8988 2828 1975 USA 15702 8695 6063

Zasoby wodne Zasoby wody słodkiej są znacznie mniejsze od ich zapasu i obejmują jedynie tę ich część, która pozostaje w obiegu. W odróżnieniu od np. surowców mineralnych są one odnawialne. Nie oznacza to jednak, że mogą być eksploatowane bez ograniczeń. Pewna część zasobów nie może być użytkowana, w przeciwnym razie grozi to trwałą degradacją ekosystemów wodnych i lądowych. Zasoby, które można wykorzystywać bez uszczerbku dla środowiska nazywamy eksploatacyjnymi (wody podziemne i zbiorniki wodne) lub dyspozycyjnymi (rzeki). Pobór wód przekraczający te zasoby nie powinien mieć miejsca i nie powinno to podlegać kryteriom ekonomicznym. Niestety rzeczywistość jest często inna.

Wody podziemne

Wody podziemne WODY PODZIEMNE to wody występujące pod powierzchnią Ziemi, w skalnych warstwach wodonośnych ukształtowanych na nieprzepuszczalnym podłożu.

Występowanie wody Ze względu na głębokość zalegania, wody podziemne dzielone są na: - gruntowe – tworzą pod powierzchnią ziemi pierwszą trwałą warstwę wodonośną, zasilane są wodami opadowymi, rzadziej powierzchniowymi, nie podlegają bezpośrednim wpływom atmosferycznym; - przypowierzchniowe (zaskórne) – występują blisko powierzchni ziemi i są silnie zanieczyszczone, ich temperatura zmienia się w zależności od pogody. - głębinowe – zalegają bardzo głęboko, są silnie zmineralizowane i nie biorą aktywnego udziału w krążeniu wody

Występowanie wody - wgłębne – zalegają w warstwie wodonośnej przykrytej warstwą nieprzepuszczalną, zasilają je wody opadowe; szczególnym rodzajem wód wgłębnych są wody artezyjskie, które ze względu na specyficzne ułożenie warstw skalnych znajdują się pod ciśnieniem hydrostatycznym

Strefy poziomowe strefa zasilania jest to obszar, na którym warstwa wodonośna wychodzi na powierzchnię terenu i gdzie następuje infiltracja wód opadowych lub powierzchniowych, strefa spływu obejmuje ona tę część warstwy wodonośnej, gdzie woda przemieszcza się od strefy zasilania do strefy drenażu, zachodzi tutaj poziomy ruch wód strefa drenażu jest to ta część warstwy wodonośnej, gdzie następuje całkowity lub częściowy odpływ wód podziemnych do sieci powierzchniowej  lub do głębszych poziomów wodonośnych.

Biorąc pod uwagę głębokość zalegania wód podziemnych można je podzielić na: wody podskórne wody gruntowe wody wgłębne Wody głębinowe

Wody podziemne Jako że wody podziemne są związane z litosferą ich pochodzenie jest różne. Można je zatem także podzielić ze względu na genezę na: wody infiltracyjne, które tworzą się w warstwach Ziemi wskutek przesiąkania opadów atmosferycznych. Podziemne wody infiltracyjne występują głównie w przypowierzchniowych warstwach skorupy ziemskiej. W dogodnych warunkach wody infiltracyjne mogą przenikać na duże głębokości, nawet do kilku kilometrów w głąb Ziemi. wody kondensacyjne powstają w wyniku kondensacji pary wodnej bądź to na samej powierzchni Ziemi, bądź też bezpośrednio pod powierzchnią. Ilość powstającej w ten sposób wody jest zazwyczaj niewielka, wody te nie odgrywają większej roli w zasilaniu wód podziemnych.

Wody podziemne wody juwenilne powstają w ostatnim etapie krzepnięcia magmy podczas jej wędrówki ku powierzchni Ziemi. Magma stygnąc uwalnia wodę. Występowanie wód juwenilnych ograniczone jest do obszarów występowania aktywności wulkanicznej. Obecnie spotyka się te je w głębokich rozpadlinach skorupy ziemskiej w obszarach, gdzie istnieje działalność tektoniczna. wody reliktowe to wody podziemne występujące na znacznych głębokościach. Znajdują się one poza strefą aktywnej wymiany wód, więc nie biorą udziału w globalnym obiegu wody. Wody te powstały w dawnych epokach geologicznych. Przykryte są one nieprzepuszczalnymi warstwami młodszych okresów geologicznych. Wody reliktowe są wodami dawnych mórz. Niektóre z nich na skutek wysłodzenia nie są słone. Wody reliktowe występują na terenie Karpat w miejscach występowania złóż ropy naftowej.  

Rola wód podziemnych Wody podziemne odgrywają istotną rolę w ogólnym bilansie wodnym danego obszaru. Szacuje się ze w 55 % są one źródłem zasilania rzek. Wody podziemne mają ponadto duże znaczenie gospodarcze. Pozostają głównym rezerwuarem wód pitnych dla potrzeb ludności i przemysłu spożywczego. Ich wykorzystanie wiąże się jednak z koniecznością kosztownego oczyszczania i uzdatniania, a ponadto główne ścieki tych wód (rzeki) są często nazbyt oddalone od miejsc osadnictwa. Daje się to zauważyć zwłaszcza na rzadko zaludnionych obszarach wiejskich. Wody podziemne na skutek działalności człowieka ulegają zanieczyszczeniu. Najsilniej na degradację jakości wód narażone są wody gruntowe, których zwierciadło występuje na głębokości poniżej 5 m, w obrębie obszarów zurbanizowanych oraz intensywnych upraw rolnych. Jest to spowodowane brakiem występowania utworów trudno przepuszczalnych izolujących warstwę wodonośną od powierzchni. Podstawowymi antropogenicznymi źródłami zanieczyszczenia wód podziemnych są przemysł, górnictwo, a także działalność rolnicza.

Wody śródlądowe

Wody śródlądowe   Występowanie wód śródlądowych, ich rodzaj i rozmieszczenie uzależnione jest przede wszystkim od: - klimatu, - ukształtowania terenu, - budowy geologicznej. Występują one głównie w postaci rzek, jezior, lodowców i wód podziemnych. Ponadto wody śródlądowe spotkać można też na bagnach, mokradłach i innych terenach podmokłych, a także w wieloletniej zmarzlinie.

RZEKI RZEKI to wody płynące po powierzchni Ziemi (czasem pod jej powierzchnią – tzw. rzeki podziemne), w obniżeniach terenu zwanych korytami, pod wpływem siły grawitacji.

Rzeki Istnienie każdej rzeki uzależnione jest od ciągłości i wielkości zasilania. Według tego kryterium wyróżnia się: - rzeki stałe – płynące przez cały rok, w których zasilanie przewyższa odpływ wody oraz straty w wyniku parowania i wsiąkania, - rzeki okresowe (sezonowe) – płynące regularnie w porze deszczowej, wysychające w porze suchej; - rzeki epizodyczne (chwilowe) – płynące nieregularnie, tylko w czasie ulewnych, krótkotrwałych deszczów na pustyni.

Rzeki Zasilanie rzeki może odbywać się przez wody pochodzące: - ze spływu powierzchniowego po opadach atmosferycznych, - z topnienia pokrywy śnieżnej, - z topnienia lodowców, - z dopływu wód podziemnych.

Rzeki Od wielkości zasilania zależy przepływ rzeki, czyli objętość wody, jaka przepływa przez dany profil koryta w jednostce czasu Przy niskich i średnich stanach rzeka wypełnia tylko swoje koryto; w czasie wezbrań poziom wody podnosi się i rzeka zalewa terasy zalewowe płynąc tzw. łożyskiem. Całość tej długiej, wklęsłej formy terenu powstałej w skutek erozyjnej i akumulacyjnej działalności rzeki nazywa się doliną rzeczną . Roczny rytm zmian stanów rzeki w dolinie związany z zasilaniem, przepływem oraz zlodzeniem nazywa się ustrojem rzeki.

Ujścia rzek Ujście deltowe tworzy rzeka wpadająca do płytkiego zbiornika o spokojnych wodach; rzeka rozwidla się na kilka ramion ujściowych, np. Wisła, Wołga, Nil . Ujście lejkowe (estuarium) powstaje przy głębokich zbiornikach, w których występują znaczne pływy, uprzątające przynoszony przez rzekę materiał skalny; w takich przypadkach rzeka uchodzi do morza jednym korytem, np. La Plata, Kongo, Loara.

Rzeki   Wyróżnia się rzeki główne, które uchodzą do zbiorników wody stojącej (oceanu, morza, jeziora) lub kończą swój bieg w piaskach pustyni wsiąkając w podłoże oraz dopływy (prawe i lewe), uchodzące do innych rzek. Rzeka główna wraz z dopływami tworzy system rzeczny. Natomiast obszar, z którego wszystkie wody spływają do rzeki głównej i jej dopływów nazywa się dorzeczem. Dorzecza wszystkich rzek uchodzących do jednego morza lub oceanu tworzą zlewisko tego morza lub oceanu.

Jeziora JEZIORA to śródlądowe zagłębienia wypełnione w naturalny sposób wodą.

Powstawanie jezior Jeziora powstają, gdy w podłożu zagłębienia znajdują się utwory nieprzepuszczalne lub słabo przepuszczalne oraz gdy zasilanie wodą jest większe niż jej odpływ, parowanie i wsiąkanie. Jeziora mogą być zasilane przez: - wody opadowe, - wody podziemne, - rzeki.

Typy jezior Ze względu na okres wypełnienia wodą wyróżniamy: jeziora stałe, w których zasilanie przez cały rok przewyższa straty wody na parowanie i wsiąkanie, jeziora okresowe (periodyczne), które wysychają w porze suchej; - ze względu na rodzaj wody wyróżniamy: jeziora słodkowodne, jeziora słone;

Typy jezior jeziora przepływowe (zasilane przez rzekę i jednocześnie oddające nadmiar wody innej rzece),

Typy jezior jezora odpływowe (oddają nadmiar wody rzece),

Typy jezior jeziora dopływowe

Typy jezior jeziora bezodpływowe

Typy jezior Ze względu na pochodzenie (genezę) misy jeziornej wyróżniamy: -jeziora tektoniczne, które powstały wskutek ruchów skorupy ziemskiej, mają wydłużony kształt i należą do najgłębszych jezior na świecie, -jeziora wulkaniczne, które powstały przez wypełnienie wodą opadową krateru wulkanicznego,na ogół mają owalny kształt , są małe ale głębokie -jeziora polodowcowe, które powstały na obszarach objętych niegdyś zlodowaceniem, np. jeziora Pojezierza Mazurskiego, Pomorskiego, Wielkopolskiego -jeziora krasowe, które powstały na obszarach zbudowanych ze skał węglanowych i w których występuje wietrzenie chemiczne

Typy jezior -jeziora deltowe, które powstały w osadach gromadzonych u ujścia dużych rzek, np. Jezioro Druzno w delcie Wisły -jeziora przybrzeżne (mierzejowe), które powstały przez odcięcie mierzeją płytkiej zatoki morskiej, np. Jezioro Łebsko jeziora reliktowe (szczątkowe) – pozostałości dawnych obszarów morskich, np. Morze Kaspijskie, -jeziora pochodzenia kosmicznego, które powstały w zagłębieniach po uderzeniach meteorów; najczęściej mają niewielkie rozmiary, -jeziora zakolowe (starorzecza), jako pozostałości po dawnych meandrach (zakolach);, powszechnie występują np. wzdłuż rzek syberyjskich na Nizinie Zachodniosyberyjskiej -jeziora antropogeniczne (zbiorniki sztuczne), które powstały wskutek działalności człowieka; najczęściej w wyniku przegrodzenia doliny rzecznej zaporą, np. Jezioro Solińskie

Lodowce LODOWCE to naturalne masy lodu, pozostające w stałym powolnym ruchu, które powstały na lądzie w wyniku nagromadzenia i przeobrażenia śniegu. 

Typy lodowców - lądolody i czasze lodowe – pokrywają wielkie obszary Antarktydy, Grenlandii i Islandii

Typy lodowców - lodowce górskie i dolinne – tworzą się w górach powyżej granicy wiecznego śniegu;

Typy lodowców - lodowce przedgórskie - powstają przez połączenie się kilku lodowców górskich w wielkie pole lodowe, np. Malaspina na Alasce.

Typy lodowców - lodowce szelfowe - charakterystyczne dla strefy brzegowej lądolodów, ich podstawa znajduje się poniżej poziomu morza i unosi w wodach oceanu lub leży na dnie szelfu, np. Lodowiec Szelfowy Rossa na Antarktydzie.

Lodowce Wszystkie lodowce powstają ponad granicą wiecznego śniegu, czyli na wysokości, powyżej której przeważa akumulacja (gromadzenie) śniegu i lodu nad ich topnieniem w ciągu roku. Wysokość granicy wiecznego śniegu na lądach jest uwarunkowana zróżnicowanym dopływem energii słonecznej do powierzchni Ziemi oraz wielkością opadów. Najniżej granica wiecznego śniegu przebiega w obszarach okołobiegunowych (0 m n.p.m.), tam też powstają lądolody. W miarę przesuwania się ku niższym szerokościom geograficznym jej wysokość wzrasta do około 6000 m n.p.m. w obszarach zwrotnikowych i 5000 m n.p.m. nad Równikiem. 

Sublimacja Przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego. Zjawisko odwrotne do sublimacji to resublimacja. Po raz pierwszy najdokładniej proces ten opisał nieznany alchemik średniowieczny zwany pseudo-Geberem (XII w.). W następnych wiekach sublimacja stała się procesem powszechnie stosowanym w laboratoriach chemicznych. Sublimację wyzyskuje się w laboratoriach i w przemyśle do oczyszczania względnie wydzielania z mieszanin substancji takich jak jod, kamfora, salmiak, naftalen, antracen i innych.

Resublimacja Przejście fazowe, polegające na bezpośrednim przechodzeniu substancji z fazy gazowej (pary) w fazę stałą z pominięciem stanu ciekłego. Resublimacja jest procesem odwrotnym do sublimacji. W wyniku resublimacji wody (pary wodnej) powstaje szron. Resublimacja, w połączeniu z sublimacją lub parowaniem, jest wykorzystywana do oczyszczania lub rozdzielania substancji i otrzymywania jej w postaci drobnych kryształów (jest to m.in. metoda oczyszczania jodu).

Parowanie Proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy. Może odbywać się w całym zakresie ciśnień i temperatur, w których mogą współistnieć z sobą obie fazy. Szybkość procesu parowania zależy od temperatury oraz ciśnienia parcjalnego pary nad cieczą. Gdy ciśnienie pary jest równe ciśnieniu pary nasyconej w danej temperaturze, to parowanie nie zachodzi. Stan też określa się jako równowagę między parowaniem a skraplaniem. Obniżenie ciśnienia oraz napływ gazu o mniejszym stężeniu pary, zwiększa szybkość parowania. Gdy ciśnienie pary nasyconej zrówna się z ciśnieniem otoczenia, wówczas proces parowania - zwany wówczas wrzeniem - zaczyna zachodzić również w całej objętości cieczy.

Skraplanie lub kondensacja Zjawisko zmiany stanu skupienia, przejścia substancji z fazy gazowej w fazę ciekłą. Przeciwieństwo parowania. Skraplanie może zachodzić przy odpowiednim ciśnieniu i w temperaturze niższej od temperatury krytycznej. Zestaw parametrów; ciśnienie i temperatura, dla których rozpoczyna się proces skraplania nazywany jest punktem rosy. Kondensacja wiąże się ze zmniejszeniem odległości między cząsteczkami substancji. Spadek temperatury powoduje, że cząsteczki poruszają się wolniej. Siły oddziaływania między nimi wzrastają, aż do momentu uzyskania nowego stanu równowagi. Przy tym zachodzi wydzielanie energii w postaci ciepła. Cząsteczki tworzą zwartą masę, jednak nie powstają między nimi trwałe wiązania charakterystyczne dla ciał stałych.

Topnienie Przemiana fazowa, polegająca na przejściu substancji ze stanu stałego w stan ciekły. Zjawisko topnienia ściśle wiąże się ze zjawiskiem krzepnięcia. Oznaczana eksperymentalnie temperatura topnienia nie zawsze jednak odpowiada ściśle temperaturze krzepnięcia. Wynika to m.in. z wpływu zanieczyszczeń, szybkości schładzania lub ogrzewania, tworzeniem zarodków krystalizacji oraz ze zjawisk powierzchniowych i międzyfazowych. Dla każdego idealnie czystego pierwiastka i większości związków chemicznych, przy określonym ciśnieniu można wyznaczyć jedną, ściśle określoną temperaturę topnienia, która zarazem jest też jej temperaturą krzepnięcia. Pomiary takie wykonuje się na bardzo małych próbkach i przy jak najwolniejszym tempie zmiany temperatury. Niektóre związki chemiczne nie topią się w ogóle, gdyż rozkładają się przed osiągnięciem temperatury topnienia.

Krystalizacja Proces powstawania fazy krystalicznej z fazy stałej (amorficznej), fazy ciekłej, roztworu lub fazy gazowej. Krystalizacja jest procesem egzotermicznym. Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Mieszaniny jednorodne cieczy (rozpuszczalnik) i ciała stałego (substancja rozpuszczona) mają graniczne stężenie, w którym rozpoczyna się proces krystalizacji.

Krystalizacja z fazy ciekłej Krystalizacja z fazy ciekłej jest powszechnie występującym zjawiskiem w naturze. Większość związków chemicznych ma ściśle określoną temperaturę, w której ulega krystalizacji. W przypadku mieszanin temperatura krystalizacji zależy od składu mieszaniny. Krystalizacja z fazy ciekłej ma ogromne znaczenie technologiczne przy obróbce cieplnej takich materiałów jak metale, tworzywa sztuczne, sztuczne i naturalne włókna, oraz szkło. Zwykle proces krystalizacji przebiega w czterech częściach zwanych fazami: nukleacja (zarodkowanie) - powstawanie zarodków krystalizacji, czyli miejsc, od których kryształy zaczynają powstawać swobodny wzrost pojedynczych kryształów zwany propagacją krystalizacji reorganizacja warstwy powierzchniowej i powstawanie tzw. mikrostruktury krystalicznej zlepianie się pojedynczych kryształów w większe struktury

Krystalizacja z roztworu Proces krystalizacji z roztworu przeprowadza się zwykle w celu wyodrębnienia i oczyszczenia wybranego związku chemicznego. Każdy układ rozpuszczalnik - związek chemiczny ma pewne graniczne stężenie, zwane stężeniem nasycenia, od którego rozpoczyna się krystalizacja. Stężenie to z reguły maleje ze spadkiem temperatury. Krystalizację z roztworu przeprowadza się poprzez schłodzenie roztworu lub odparowanie rozpuszczalnika. Można też przeprowadzać krystalizację dodając stopniowo do roztworu ciecz, w której nie rozpuszcza się jeden z jego składników. Szczególną techniką krystalizacji z roztworu są tzw. metody kroplowe, np. metoda wiszącej kropli. Proces ten odbywa się w podobny sposób jak zwykła krystalizacja z fazy ciekłej, większe jednak znaczenie ma tu pierwszy i drugi etap krystalizacji, a trzeciego etapu można łatwiej uniknąć.

Krystalizacja z fazy gazowej Polega na krystalizacji par metali lub faz z plazmy na powierzchni docelowej. Połączenie naniesionej powłoki i podłoża ma charakter adhezyjny i zależy od czystości podłoża, dlatego też stosuje się chemiczne (zgrubne) i jonowe (dokładne) metody oczyszczania powierzchni. Celem procesu jest wytworzenie cienkich warstw modyfikujących fizyczne i chemiczne własności powierzchni.

Opad atmosferyczny Ogół ciekłych lub stałych produktów kondensacji pary wodnej spadających z chmur na powierzchnię Ziemi, unoszących się w powietrzu oraz osiadających na powierzchni Ziemi i przedmiotach. Dzieli się je na opady pionowe i poziome (osady atmosferyczne). Do opadów pionowych zalicza się: deszcz, mżawkę, śnieg, krupy oraz grad. Opad, który nie dociera do powierzchni Ziemi, nazywa się virgą. Opady poziome (osady atmosferyczne) dzieli się na ciekłe i stałe. Osady ciekłe to np. rosa, a osady stałe to np. gołoledź, szadź, szron czy zamróz.

Deszcz opad atmosferyczny dosięgający powierzchni Ziemi w postaci kropel wody o średnicy większej od 0,5 mm. Gdy krople są mniejsze niż 0,5 mm opad taki nazywa się mżawką. Opad nie sięgający powierzchni Ziemi nazywa się virgą. Duże krople wody (powyżej 8 mm) spadając ulegają rozpadowi. Deszcz może powstawać też z lodowych chmur wysokich, gdy opadające i ogrzane w pobliżu powierzchni Ziemi kryształy przekształcają się w krople wody, które mogą być wtedy duże lub małe w zależności od wilgotności względnej powietrza. Intensywność deszczu klasyfikuje się jako: "lekki opad" gdy spada nie więcej niż 0,25 cm wody na godzinę, "umiarkowany opad" – pomiędzy 0,25–0,75 cm wody na godzinę, "silny opad" – powyżej 0,75 cm wody na godzinę.

Mżawka Opad atmosferyczny w postaci gęsto padających drobnych kropelek wody o średnicy poniżej 0,5 mm. Krople wody o tak małej średnicy mają niewielką prędkość spadania od 0,10 cm/s do 20 cm/s. Tak niewielka prędkość spadania kropli sprawia, że są niesione przez wiatr, a nie spadają w dół, co wywołuje osiadanie na powierzchniach pionowych przedmiotów, powstała w ten sposób woda jest czasami określana jako osad atmosferyczny, a w rzeczywistości stanowi zjawisko pośrednie między opadem a osadem atmosferycznym. W niskich temperaturach w zależności od warunków opadania/osadzania mżawka wywołuje szadź, zamróz, gołoledź, w tym i czarny lód. Mżawka pochodzi często z niskich chmur warstwowych, chmur stratocumulus (zazwyczaj w postaci virgi) lub z cumulusów pasatowych. Opad o większych kroplach określa się jako deszcz. Mżawce często towarzyszy mgła, a dla drobnych kropel mżawka jest jednocześnie mgłą.

Śnieg Opad atmosferyczny w postaci kryształków lodu o kształtach głównie sześcioramiennych gwiazdek, łączących się w płatki śniegu. Po opadnięciu na ziemię tworzy porowatą pokrywę śnieżną o niewielkiej gęstości także zwaną śniegiem. Śnieg powstaje, gdy w chmurach para wodna krystalizuje, tworząc kryształy lodu. Płatek śniegu to struktura kryształów śniegu, mogąca mieć do kilku centymetrów. Czasem określa się tak samo również pojedyncze kryształki

Krupy Opad atmosferyczny, zawsze o charakterze przelotnym, w postaci kulistych, nieprzezroczystych ziarenek lodowych o średnicy od 1 do 15 mm, całkowicie porowatych (krupy śnieżne) lub z porowatym jądrem i lodową otoczką (krupy lodowe). Krupy nie są przezroczyste, odbijają się od gruntu.

Grad opad atmosferyczny w postaci bryłek lodu (nazywanych gradzinami lub gradowinami) o średnicy od 5 mm do 50 mm. Opad gradu następuje zwykle w ciepłej porze roku z mocno rozbudowanych chmur typu cumulonimbus i bywa połączony z silnym opadem deszczu. Obfity grad ze szczególnie dużymi gradowinami, tzw. gradobicie, może spowodować znaczące straty, w szczególności w rolnictwie i może trwać nawet kilka godzin.

Smog Nienaturalne zjawisko atmosferyczne polegające na współwystępowaniu zanieczyszczeń powietrza spowodowanych działalnością człowieka oraz niekorzystnych naturalnych zjawisk atmosferycznych: znacznej wilgotności powietrza (mgła) i braku wiatru. Wchodzące w skład smogu szkodliwe związki chemiczne, pyły i znaczna wilgotność są zagrożeniem dla zdrowia, są bowiem czynnikami alergizującymi i mogą wywołać astmę oraz jej napady, a także powodować zaostrzenie przewlekłego zapalenia oskrzeli, niewydolność oddechową lub paraliż układu krwionośnego.  

Ciało stałe Rodzaj fazy skondensowanej, każda substancja, która nie jest płynna, czyli zachowuje kształt i jest nieściśliwa. Ciało stałe jest pojęciem mało precyzyjnym i mogą w nim występować w rzeczywistości różne stany skupienia materii zwane bardziej precyzyjnie fazami fizycznymi. W ciałach stałych mogą występować różne fazy: ciało krystaliczne kryształy plastyczne kryształy condis kwazikryształy Nie wszystkie ciała stałe mają budowę krystaliczną. Niektóre są w stanie "zamrożonego nieporządku", który z termodynamicznego punktu widzenia jest niestabilny (choć może istnieć bardzo długo). Taką fazę nazywa się: fazą szklistą lub fazą amorficzną Substancja stała w stanie szklistym, której przykładem jest szkło, może być traktowana jak ciecz o nieskończenie dużej lepkości. W wielu substancjach, jak np. w tworzywach sztucznych lub w metalach często zdarza się, że w stanie stałym występują na raz dwie fazy, np. krystaliczna i amorficzna, tworząc złożoną mikrostrukturę, decydującą o własnościach mechanicznych całego materiału.

Własności cieczy wynikają z zachowania się jej cząsteczek: stan skupienia materii – pośredni między ciałem stałym a gazem, w którym ciało fizyczne trudno zmienia objętość, a łatwo zmienia kształt. Wskutek tego ciecz przyjmuje kształt naczynia, w którym się znajduje, ale w przeciwieństwie do gazu nie rozszerza się, aby wypełnić je całe. Powierzchnia styku cieczy z gazem lub próżnią nazywa się powierzchnią swobodną cieczy. Istnienie cieczy ogranicza od strony niskich temperatur temperatura krzepnięcia, a od wysokich temperatura wrzenia. Czysta ciecz może istnieć w temperaturze niższej od temperatury krzepnięcia – nazywana jest wówczas cieczą przechłodzoną. Może ona także istnieć w temperaturze wyższej od temperatury wrzenia – jest wtedy nazywana cieczą przegrzaną. Ciecz przechłodzona lub przegrzana jest w nietrwałym stanie termodynamicznym i pod wpływem zanieczyszczenia lub zaburzenia odpowiednio krzepnie lub wrze. Niektóre substancje ciekłe o dużej lepkości nie krystalizują się, pozostając w stanie amorficznym, który formalnie biorąc jest cieczą przechłodzoną. Własności cieczy wynikają z zachowania się jej cząsteczek: podobnie jak w gazie, mają one pełną swobodę przemieszczania się w objętości zajmowanej przez ciecz występują między nimi oddziaływania międzycząsteczkowe, które się jednak w obrębie objętości cieczy znoszą nawzajem. oddziaływania międzycząsteczkowe nie znoszą się na granicy cieczy z inną fazą na skutek czego występuje zjawisko zwane napięciem powierzchniowym.

Gaz stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.  

Zanieczyszczenia wody

Czym są zanieczyszczenia ? Zanieczyszczeniami wód nazywamy wszelkie substancje chemiczne oraz mikroorganizmy, które występują w wodach naturalnych, nie będąc ich naturalnymi składnikami lub będąc, nimi - występują w zwiększonych ilościach. Do zanieczyszczeń wód zaliczamy również wody podgrzane - zanieczyszczenie termiczne. Wśród organizmów żywych największą rolę w zanieczyszczaniu wód odgrywają bakterie Escherichia coli. Zanieczyszczenia mogą występować w postaci rozpuszczonej (gazy, ciecze, ciała stałe), układów koloidalnych lub zawiesin.

Źródła zanieczyszczeń wód Jeszcze mniej więcej do średniowiecza dominowały zanieczyszczenia wód pochodzenia naturalnego. Związane są głównie z rozwojem i obumieraniem wodnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Powodowane są także wypłukiwaniem pewnych substancji ze skał i gleb. Wraz z rozwojem miast, a następnie ośrodków przemysłowych do wód zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. Obecnie głównymi źródłami zanieczyszczeń wód są ścieki komunalne i przemysłowe. W wyniku działalności rolniczej do wód powierzchniowych dostają się użyte w nadmiarze nawozy sztuczne i organiczne oraz niewłaściwie stosowane środki ochrony roślin. Przemysł wydobywczy odprowadza do wód gruntowych duże ilości bardzo silnie zasolonych wód kopalnianych.

Skutki zanieczyszczania wód Substancje zanieczyszczające wody powierzchniowe powodują zmianę jej barwy i smaku oraz zmętnienie. Wpływa to ujemnie na jakość wody i przydatność do spożycia. Zawarte w wodzie mikroorganizmy chorobotwórcze mogą powodować ciężkie zatrucia pokarmowe. Prawie wszystkie zanieczyszczenia wód wytworzone przez człowieka są toksyczne dla większości organizmów wodnych. W miarę wzrostu stężeń substancji zanieczyszczających wody, zmniejszy się ilość ryb w zbiornikach wodnych. Z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych związane jest zjawisko eutrofizacji.

Zakwit wody Zjawisko eutrofizacji - Jest to proces wzbogacania wód w zbiornikach wodnych pierwiastkami biogennym. Skutkiem zwiększenia ilości składników pokarmowych w środowisku jest przyspieszone rozmnażanie mikroorganizmów .Widocznym efektem jest tzw. zakwit wody.

Zapobieganie zanieczyszczaniu wód Z pewnością nie jesteśmy i nigdy nie będziemy w stanie całkowicie zapobiec zanieczyszczaniu wód. Powinniśmy jednak podejmować działania mające na celu ograniczenie dalszego zanieczyszczania wód. Najbardziej skuteczną formą ograniczania dalszego zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest oczyszczanie ścieków komunalnych i przemysłowych. Aby zapobiec dalszemu zanieczyszczaniu wód powierzchniowych, należy również systematycznie kontrolować ich stan. Oceny stanu wód można dokonać na podstawie licznych badań fizykochemicznych i biologicznych. Wody podziemne są obecnie zanieczyszczone w bardzo niewielkim stopniu. Dlatego też wymagają szczególnej ochrony. Aby zapobiec zanieczyszczaniu tych wód, należy przede wszystkim nie dopuścić do odprowadzania do nich żadnych ścieków, nawet oczyszczonych. Obecne prawo wodne wydało już taki zakaz. W celu utrzymania czystości wód podziemnych należy również właściwie lokalizować i eksploatować wysypiska niebezpiecznych odpadów.

Oczyszczalnie ścieków

Cel oczyszczania ścieków Podstawowym celem oczyszczania ścieków jest ochrona środowiska naturalnego człowieka, a przede wszystkim ochrona czystości wód powierzchniowych.

Co to są ścieki ? Ściekami nazywamy wody zużyte przez gospodarstwa domowe i zakłady przemysłowe, oraz wody spłukujące z powierzchni terenów miejskich i rolniczych, różnego rodzaju nieczystości. Występują w nich ponadto wirusy, bakterie, promieniowce i grzyby oraz jaja robaków pasożytniczych.

Podział ścieków Ścieki możemy podzielić na: - miejskie i bytowo-gospodarcze: pochodzą one z zakładów pralniczych, gastronomicznych, domów mieszkalnych, itp. Ścieki miejskie, oprócz zagrożenia biologicznego organizmów wodnych, stanowią poważne zagrożenie higieniczne, a nawet epidemiologiczne. - rolnicze: pochodzą ze spływu z podwórzy, gnojowisk, większych zakładów hodowli drobiu, tuczu świń. Ich działanie jest podobne do ścieków bytowo-gospodarczych; - radioaktywne: pochodzące z zakładów naukowych, leczniczych, reaktorów atomowych itp. Są szczególnie groźne - przemysłowe: pochodzące z procesów produkcyjnych i przetwórczych prawie wszystkich dziedzin przemysłu.

Jak oczyszcza się ścieki ? Analiza ścieków umożliwia dobór odpowiednich metod ich oczyszczania. Metody oczyszczania ścieków można podzielić na: - mechaniczne: oparte na wykorzystaniu technologii rozdrabniania, cedzenia, sedymentacji, filtracji, wypieniania i odwirowania oraz flotacji; - fizyczno - chemiczne: związane ze zjawiskami odparowania, odgazowania, wymrażania i wymiany jonowej; - chemiczne: oparte a procesach utleniania, redukcji, wytrącania i zobojętnienia; - biologiczne: wykorzystujące odpowiednie metaboliczne przemiany bakterii.

Rodzaje oczyszczalni ścieków Ze względu na rodzaj oczyszczanych ścieków wyróżnia się: - oczyszczalnie ścieków bytowo - gospodarczych; - oczyszczalnie przemysłowe - oczyszczalnie ścieków deszczowych W zależności od zasięgu obsługiwanego terenu ogólnie oczyszczalnie ścieków można podzielić na miejscowe i grupowe. Wśród miejscowych można wyróżnić oczyszczalnie: - jednostkowe - osiedlowe - oddziałowe - zakładowe - centralne Oczyszczalnie grupowe można podzielić na: - okręgowe - regionalne - transregionalne

Działanie oczyszczalni Ze względu na różne wymagania w stosunku do stopnia oczyszczania ścieków w poszczególnych oczyszczalniach można wykorzystywać metody oczyszczania w bardzo różnym zakresie. Wstępne mechaniczne oczyszczanie ścieków polega przede wszystkim na przeprowadzeniu ich przez kraty, piaskowniki i odtłuszczacze, a czasami także przez komory wstępnego napowietrzania. Produktami pozostałymi po pierwszej fazie oczyszczania są zanieczyszczenia duże, zatrzymywane przez kraty, np. puszki, butelki. Następnymi pozostałościami są substancje ciężkie, np. piasek, natomiast po fazie odolejania pozostają substancje lekkie, pływające po powierzchni wody. Następnym etapem oczyszczania ścieków jest sedymentacja, czyli proces polegający na opadaniu cząsteczek pod wpływem siły ciężkości. Trzeci stopień, to klarowanie, czyli oddzielanie zawiesin od cieczy poprzez filtrowanie, odwirowanie lub dodanie środków przyspieszających proces osadzania się cząstek zawiesiny. Tak oczyszczone ścieki można z powrotem wlewać do rzek, jezior, itp, chyba, że wymagają one jeszcze chlorowania lub oczyszczania biologicznego.

Nasza wyprawa do oczyszczalni ścieków w Nowogrodzie

Charakterystyka zbiorników wodnych w Polsce pod względem zanieczyszczenia

Rzeki : Wisła W przekroju Krakowa woda w Wiśle charakteryzuje się nadmiernym zanieczyszczeniem w okresie całego roku. O dyskwalifikacji decyduje 15 parametrów jakości. Najczęściej norm III klasy nie spełniają oznaczenia: wskaźników zasolenia, substancji biogennych, metali ciężkich oraz stanu sanitarnego. W przekroju Warszawy stan zanieczyszczenia wody w Wiśle przekracza normy klasy III w 69 % okresu badań. O dyskwalifikacji decyduje 7 parametrów jakości. Najczęściej norm nie spełniają następujące oznaczenia: miano Coli, chlorofil, zawiesiny oraz BZT5 . W przekroju Kiezmarka stan zanieczyszczenia wody w Wiśle przekracza normy klasy III w 55 % okresu badań. O nadmiernym zanieczyszczeniu wody w Wiśle decydują takie wskaźniki jak: stan sanitarny, chlorofil oraz sporadycznie azot azotynowy.

Lp. Parametr Jednostka WISLA KRAKÓW WARSZAWA KIEZMARK stężenie średnie 1. BZT5 mg O2/l 7,2 5,7 3,9 2. ChZT Cr 25,5 33,7 21,5 3. Chlorki mg Cl/l 851 151 155 4. Siarczany mg SO4/l 69 66 5. Substancje rozp. mg /l 1798 567 562 6. Zawiesina ogólna 23 33 9,5 7. Fosforany mg PO4/l 0,49 0,24 0,33 8. Cynk mg Zn/l 0,31 0,02 0,005 9. Miano Coli ml/bakt. 0,004 0,515 0,016

Rzeki: Odra W przekroju granicznym w Chałupkach stan zanieczyszczenia wody w Odrze przekracza normy klasy III w całym okresie badań. O dyskwalifikacji wody decyduje 12 parametrów jakości, a głównie: miano Coli, azot azotynowy, cynk i fosfor ogólny. W przekroju Wrocławia stan zanieczyszczenia wody w Odrze przekracza normy klasy III w 55 % okresu badań. O dyskwalifikacji wody decyduje 7 parametrów jakości, a głównie: miano Coli, zawiesina, chlorki, cynk, fosfor ogólny i chlorofil. W przekroju Krajnika stan zanieczyszczenia wody w Odrze przekracza normy klasy III w 92 % okresu badań. O dyskwalifikacji wody decydują 3 parametry jakości, a głównie: miano Coli, fosfor ogólny i chlorofil.

ODRA Lp. Parametr Jednostka CHAŁUPKI WROCŁAW KRAJNIK stężenie średnie 1. BZT5 mg O2/l 5,9 6,8 3,7 2. ChZTCr 23,7 23,9 30,4 3. Chlorki mg Cl/l 90 184 83 4. Siarczany mg SO4/l 104 111 93,6 5. Substancje rozp. mg /l 472 686 471 6. Zawiesina ogólna 45 23 17,3 7. Fosforany mg PO4/l 0,85 0,39 0,34 8. Cynk mg Zn/l 0,36 0,07 0,02 9. Miano Coli ml/bakt. 0,0004 0,014

Rzeki Przymorza W rzekach Przymorza obserwowana jest powolna poprawa jakości wody. Jednak nadal występują ponadnormatywne wartości: miana Coli i związków biogennych. Stężenia zanieczyszczeń przekraczały normy klasy III w 9 % okresu badań dla Pasłęki, 77 % okresu badań dla Redy oraz w 71 % okresu badań dla Wieprzy.

Lp. Parametr Jednostka PASŁĘKA REDA WIEPRZA NOWA PASŁĘKA WEJHEROWO STARY KRAKÓW steżenie średnie 1. BZT5 mg O2/l 4,1 3,5 2,6 2. ChZTCr 31,8 17,3 18,7 3. Chlorki mg Cl/l 16 13 11 4. Siarczany mg SO4/l 26 34 33 5. Subst.rozp. mg /l 306 252 222 6. Zawiesina ogólna 8 14 7. Fosforany mg PO4/l 0,43 0,18 0,26 8. Cynk mg Zn/l 0,031 0,004 0,003 9. Miano Coli ml/bakt. 0,001 0,059 0,009

Jeziora W Polsce znajduje się ok. 9000 jezior o powierzchni większej niż 1 ha Zgodnie z programem PMŚ badaniami w sieci regionalnej objęte są jeziora o powierzchni większej od 50 ha, odgrywające istotną rolę w zasobach wodnych kraju, a także zbiorniki mniejsze, lecz ważne dla regionu ze względów gospodarczych lub przyrodniczych.

  Analiza danych o stanie czystości badanych jezior wskazuje na bardzo mały udział wód o I klasie czystości. Jezior o wodach najwyższej jakości stwierdzono bowiem tylko 13 (zaledwie 3% liczby badanych jezior i niecałe 7% objętości ich wód). Liczebność grup jezior w II i III klasie czystości jest podobna: 165 jezior w klasie II i 166 jezior w klasie III. Jednakże wzięcie pod uwagę objętości wód przechyla wskaźnik oceny na korzyść wód II klasy czystości, które stanowią prawie 60% przebadanych zasobów wodnych jezior. Do jezior o wodach pozaklasowych zaliczono blisko 20% ocenianych zbiorników.

Analiza zmian jakości wód jezior w okresie ostatnich 20 lat wskazuje, że w jeziorach poddanych minimalnej presji antropogenicznej zmiany stanu czystości wód następują bardzo powoli i w czasie kilku lub nawet kilkunastu lat są prawie niezauważalne. Postępująca degradacja jest natomiast wyraźnie widoczna w jeziorach zanieczyszczanych ściekami, co znajduje odzwierciedlenie nie tylko w pogorszeniu wartości niektórych wskaźników jakości wód, lecz często także w obniżeniu klasy czystości wód.

Zbiorniki zaporowe W Polsce istnieje ponad 100 sztucznych zbiorników zaporowych, o łącznej powierzchni ok. 350 km2, co stanowi ok. 0,11% powierzchni Polski. 69 największych zbiorników i stopni wodnych może maksymalnie zgromadzić około 3423,4 mln m3wody. Największe zbiorniki położone są w dorzeczu Wisły. Zalicza się do nich zbiornik Solina oraz zbiornik Włocławek.

Zbiorniki zaporowe W przeważającej części polskich zbiorników zaporowych graniczna wartość wiosennych stężeń fosforu są znacznie przekroczone co powoduje zakwity glonów. Obserwowane są również wysokie stężenia chlorofilu ,co świadczy o zwiększonej żyzności i dużym nasileniu produkcji pierwotnej glonów. Wody takie są uznawane za pozaklasowe.

Stężenie fosforu [mg P/dm3] Chlorofil a [mg/dm3] Zbiornik Stężenie fosforu [mg P/dm3] Chlorofil a [mg/dm3] Produkcja pierwotna fitoplanktonu [m g O2/ dm3 x h] Wisła Czarne 5-71 1-13.6 - Goczałkowice 38-230 20-163 50-105 Rybnik 86-100 18-164 Dobczyce 0-60* 2-32 Porąbka 0-16* 27-37 50-80

Morze Bałtyckie Z oceny zrzutu zanieczyszczeń do Morza Bałtyckiego w okresie 1988-1996 wynika, że podstawowe znaczenie ma stan czystości wód dużych rzek tj. Odry wprowadzającej wody do Zatoki Pomorskiej i Wisły zasilającej Zatokę Gdańską. Ładunki zanieczyszczeń odprowadzane przez rzeki stanowią około 90% całkowitego obciążenia Bałtyku z terenu Polski.

Stan środowiska Morza Bałtyckiego w polskiej strefie ekonomicznej Na przestrzeni lat 1977-1996 fitobentos Zatoki Gdańskiej, a szczególnie wewnętrznej Zatoki Puckiej, uległ wyraźnym zmianom wskazującym na jego degradację. Stan zasobów ichtiofauny Morza Bałtyckiego z ekonomicznego punktu widzenia od kilku ostatnich lat oceniany jest jako kryzysowy. Mała biomasa stad dorsza, zniszczone populacje łososia, zagrożony byt gatunków zalewowych oraz duża liczebność mniej wartościowych ryb pelagicznych, takich jak szprot i śledź - to obecne problemy nękające polskich rybaków bałtyckich. Od początku lat dziewięćdziesiątych stan sanitarny plaż ulega stałej systematycznej poprawie. Prawie wszystkie kąpieliska na wybrzeżu zachodnim i środkowym są otwarte.

Wody podziemne Z zestawienia ocen uzyskanych w latach 1991 - 1996 wynika, że wody wgłębne wyróżniają się zdecydowanie lepszą i trwalszą jakością. Udział wód o najwyższej i wysokiej jakości mieścił się w przedziale 54 - 67%, natomiast wód o średniej jakości w przedziale 14 - 26%. Wody o niskiej jakości stanowiły 15 - 23% badanych wód. Obniżenie jakości spowodowane było w większym stopniu czynnikami geogenicznymi niż czynnikami antropogenicznymi.

Skutki zanieczyszczeń wód Bałtyku Duży dopływ soli biogenicznych Zakwity fitoplanktonu i masowy rozwój makroglonów Wzrost biomasy zooplanktonu i kolejnych ogniw łańcucha pokarmowego Obumieranie organizmów → opadanie martwej materii organicznej na dno zbiornika Rozkład bakteryjny martwej materii organicznej → zużywanie dostępnego tlenu → brak tlenu Beztlenowy rozkład pozostałej części materii organicznej → pojawianie się toksycznego siarkowodoru → wymieranie makrofauny dennej

Kumulacja substancji toksycznych w organizmach żywych

Źródła, z których korzystaliśmy http://ekoczest.republika.pl/oczyszczalnie.htm http://levis.sggw.waw.pl/~ozw1/zintegrowgospwod/ZintergrowanagospwodREW20/jakoscwod/5monit/5.htm http://ekoproblemy.2ap.pl/zanwod.htm http://wiedza.ekologia.pl/zanieczyszczenia/Zanieczyszczenia-wod-skad-sie-biora-scieki,11031,galeria,73081.html http://www.naszbaltyk.pl/skutki_eutrofizacji.html