Spis treści

Spis treści

3. ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ I ICH KRÓTKIE CHARAKTERYSTYKI

 

 

3.1. Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na powstawanie

3.1.1. Punktowe

3.1.2. Liniowe

3.1.3. Obszarowe

3.2 Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na umiejscowienie

3.2.1. Zanieczyszczenia wód podziemnych

3.2.2. Zanieczyszczenia wód lądowych

3.2.3. Zanieczyszczenia mórz i oceanów

3.2.4. Zanieczyszczenia wód atmosferycznych

3.3. Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na pochodzenie

3.3.1. Naturalne czyli domieszki

3.3.2. Antropogeniczne

 

3.1. Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na powstawanie

3.1.1. Punktowe:

Ścieki (wody zwrotne) z systemów kanalizacyjnych (przemysłowych i komunalnych)

Stanowią główne źródło zanieczyszczeń wód, zwłaszcza powierzchniowych. Należą do nich ścieki:

Bytowo-gospodarcze, tj. wody zużyte do celów higienicznych i gospodarczych, w gospodarstwach domowych, zakładach pracy i zakładach użyteczności publicznej. Charakteryzują się one na ogół stałym składem wynikającym z powtarzalności zabiegów higienicznych i czynności związanych z prowadzeniem gospodarstw domowych.

Przemysłowe, tj. wody zużyte w zakładach produkcyjnych i usługowych w wyniku procesów technologicznych. Ich skład zależy od rodzaju przemysłu, materiałów stosowanych w produkcji oraz w technologii. Ten rodzaj ścieków oznacza się na ogół większym stężeniem i wyższym stopniem zanieczyszczenia od ścieków bytowo-gospodarczych.

Opadowe z terenów skanalizowanych, tj. głównie wody deszczowe i roztopowe oraz wody zużyte na polewanie ulic i placów. Ścieki te cechuje znacznie mniejsze zanieczyszczenie i niewielkie stężenie, szczególnie po pewnym czasie trwania deszczu lub roztopów.

Wody filtracyjne (gruntowe) przedostające się do kanalizacji przez nieszczelności i pęknięcia przewodów kanalizacyjnych. Odznaczają się zwykle niewielkim zanieczyszczeniem.

 

Podgrzane wody chłodnicze (głównie z elektrowni cieplnych)

Podgrzane wody chłodnicze, stały się problemem w wyniku rozwoju przemysłu paliwowo-energetycznego. Podwyższenie temperatury wód powierzchniowych ma zazwyczaj wpływ na biocenozę odbiorników tych wód, choć także wpływa na ogół na wzrost tempa produkcji biologicznej (organicznej). Kumulacja materii organicznej prowadzi z kolei do wzrostu biologicznego zapotrzebowania na tlen, przy jednoczesnym zmniejszeniu jego rozpuszczalności, niedobór tlenu może być przyczyną śnięcia ryb.

Zasolone wody kopalniane

Zrzuty z zasolonych wód kopalnianych, z których większość zawiera duże stężenie chlorków i siarczanów, stanowią istotne zagrożenie dla wód płynących. Wody takie są nader uciążliwym zanieczyszczeniem dyskwalifikującym wodę do celów spożywczych i nawodnień rolniczych (zasolenie gleb) oraz do celów przemysłowych (korozja urządzeń).

 

3.1.2. Liniowe:

Zanieczyszczenia pasmowe wzdłuż szlaków komunikacyjnych

Zanieczyszczenia te są związane z emisją spalin przez pojazdy mechaniczne. Zawierają one związki ołowiu, mogące przedostać się do wód gruntowych.

 

3.1.3. Obszarowe:

Odpływy z terenów rolniczych (nawozy i pestycydy, środki ochrony roślin)

Odpływy z terenów rolniczych stanowią najgroźniejsze źródło zanieczyszczeń obszarowych, zawierają duże ilości związków chemicznych z nawozów sztucznych i środków ochrony roślin. Są to głównie związki azotu i fosforu powodujące – zwłaszcza w wodach stojących – nadmierny wzrost ich żyzności, prowadzący do politrofi (przeżyźnienia). Te źródła zanieczyszczeń w zasadzie nie podlegają kontroli.

Odpływy z terenów przemysłowych (nie ujęte w systemy kanalizacyjne) oraz ze składowisk odpadów komunalnych

Składowiska takie często usytuowane są w niewłaściwym miejscu i są niedostatecznie zabezpieczone. Zanieczyszczenia te przenikają najczęściej do wód gruntowych, a wraz z nimi przedostają się do wód powierzchniowych. Do najszkodliwszych zanieczyszczeń należą tu: pestycydy i detergenty oraz produkty ropy naftowej.

Zanieczyszczenie atmosfery przedostające się do wód

Są to głównie zakwaszone opady atmosferyczne, powstałe w wyniku utlenienia dwutlenku siarki do kwasu siarkowego. Zakwaszają one biotopy wodne, co stwarza bardzo niekorzystne warunki do rozwoju życia organicznego.

 

3.2. Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na umiejscowienie

3.2.1. Zanieczyszczenia wód podziemnych

Zanieczyszczenia infiltrujące

Wiele zanieczyszczeń znajdujących się w wodach powierzchniowych, które nie zostaną z nich usunięte, czy to przy udziale człowieka czy dzięki biodegradacji, może stać się zanieczyszczeniami wód podziemnych. Dzieje się tak dzięki procesowi naturalnego przesiąkania wód do głębszych warstw gleby gdzie może dojść do spotkania się z wodami gruntowymi. Wiele zanieczyszczeń przemysłowych może się tak przemieszczać. Przykładem mogą być tutaj trwałe związki syntetycznych detergentów, które często przedostają się do wód gruntowych. Widocznym objawem tego typu zanieczyszczenia jest pian pokrywająca wodę pochodzącą ze studni. Zanieczyszczenia rolnicze również często przedostają się do wód gruntowych, wraz ze ściekami z odwadnianych terenów rolniczych lub z wodami opadowymi. Wymienić tutaj należy zarówno stosowane nawozy jak i środki ochrony roślin. Przedostające się do wód gruntowych azotany i fosforany mogą pochodzić z nawozów sztucznych. Natomiast stosowane pestycydy mogą dostarczać wielu bardzo szkodliwych i trudnych do usunięcia zanieczyszczeń.

Zanieczyszczenia wprowadzane bezpośrednio

Ostatnio coraz częściej korzysta się z odnawialnych źródeł energii, do których należy zaliczyć podziemne złoża wód termalnych. Wydobywanie tych wód jest bardzo opłacalne, wiąże się z tym jednak parę zagrożeń dla środowiska. Nie można wydobytej wody po wykorzystaniu wypuścić do powierzchniowego odbiornika. Mogłoby to spowodować zakłócenie równowagi zarówno w wodach głębinowych jak i powierzchniowych. Dlatego wody ze źródeł termalnych, o ile to możliwe, wpuszcza się z powrotem. I tu pomimo ogólnego stosowania obiegów zamkniętych może wystąpić zanieczyszczenie związkami obcymi, które spowoduje niemożność wykorzystywania tych wód w przyszłości do celów spożywczych lub jako wody pitnej.

 

3.2.2. Zanieczyszczenia wód lądowych

Zanieczyszczenia organiczne

Są to zwykle mieszaniny związków rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych. Źródłem ich są wszelkiego rodzaju odpadki domowe, odchody ludzi i zwierząt oraz ścieki przemysłowe. Szczególnie szkodliwe są nowe syntetyczne związki chemiczne, odporne na rozkład biologiczny i w związku z tym stale utrzymujące się w środowisku. Do tej grupy należą syntetyczne detergenty i chlorowcopochodne węglowodorów.

Syntetyczne detergenty są to substancje powierzchniowo czynne stosowane jako środki piorące, myjące i czyszczące. Syntetyczne detergenty, wprowadzone na rynek przed 25 laty, zastępują mydło. Ale w przeciwieństwie do mydeł, które łatwo ulegają rozkładowi biologicznemu i bez trudu dają się usuwać ze ścieków, większość syntetycznych detergentów trudno ulega biodegradacji, a ponadto nie można ich usunąć zwykłymi sposobami stosowanymi do oczyszczania wody. Próby zastąpienia detergentów odpornych na biologiczne usuwanie doprowadziły do zsyntetyzowania związków mniej trwałych ale, które okazały się jednak bardziej szkodliwe dla ryb. Dla ułatwienia działania czyszczącego detergentów dodaje się do nich fosforany, których rola w zanieczyszczeniu wody jest równie znaczna. Głównym źródłem zanieczyszczenia detergentami są gospodarstwa domowe i zakłady wykorzystujące je jako środki czyszczące. Widocznym objawem jest piana pokrywająca wodę rzek i jezior.

Chlorowcopochodne węglowodorów są jedną z najbardziej rozpowszechnionych grup trwałych związków chemicznych. Głównymi przedstawicielami tej klasy są chloroorganiczne pestycydy oraz wielochlorowcopochodne dwufenylu.

W zanieczyszczeniu wód powierzchniowych pestycydami można wyróżnić: zanieczyszczenie chroniczne, zwykle około 1 część na 109, oraz krótkotrwałe zanieczyszczenia większymi ilościami. Źródłem zanieczyszczenia wód rzek jezior i stawów pestycydami mogą być:

Insektycydy chloroorganiczne, ze względu na swą małą rozpuszczalność w wodzie, są adsorbowane na cząstkach stałych i po pewnym czasie opadają na dno oraz są adsorbowane przez glony i inne składniki planktonu i ryby. Pestycydy występujące w małych ilościach w wodzie mogą wywierać bardzo niekorzystne działanie w skutek tendencji do gromadzenia się w materiale biologicznym. Są to również związki bardzo trudne do usunięcia z wody przeznaczonej do picia.

Wielochlorowcopochodne dwufenylu (WCD) są produkowane i stosowane jako mieszaniny złożone z 50 i więcej izomerów zawierających od 5 do 8 atomów chloru w cząsteczce. WCD są nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w olejach i rozpuszczalnikach organicznych. Są odporne na ogrzewanie i większość odczynników chemicznych. Jakkolwiek WCD są stosowane w przemyśle już od 60 lat nie wiadomo w jaki sposób dostają się do środowiska. Przypuszcza się że ścieki przemysłowe są głównym źródłem zanieczyszczenia, a rzeki głównym środkiem rozprzestrzeniania w środowisku. WCD, które znalazły się w środowisku są tam trwałe przez wiele lat.

Zanieczyszczenia nieorganiczne

Związki metali ciężkich są zanieczyszczeniami o znanym działaniu szkodliwym. Do najbardziej niebezpiecznych dla środowiska i człowieka ze względu na działanie i rozpowszechnianie zalicza się związki rtęci, ołowiu i kadmu.

Rtęć (Hg). Śladowe ilości rtęci znajdują się prawie wszędzie w środowisku. Wynika to z właściwości samego pierwiastka jak i jego soli. Szkodliwe dla środowiska skutki działania rtęci wynikają jednak nie z jej rozpowszechnienia naturalnego, lecz są związane z działalnością człowieka. Skażenie wód lądowych i morskich rtęcią pochodzi przede wszystkim z ogromnego przemysłowego zastosowania tego metalu. Największe ilości rtęci zużywają fabryki chloru i alkaliów, a następnie przemysł elektrotechniczny, fabryki papieru i in. Niewielkie ilości pochodzą ze stosowania fungicydów rtęciowoorganicznych. Usuwanie odpadów przemysłowych do wody jest przyczyną wysokiej zawartości tego metalu w rybach. Objawy kumulacji rtęci w rybach wskazują na zwiększony jej poziom w wodzie. Zdarza się, że ryby nie nadają się do spożycia ze względu na duża zawartość rtęci.

Ołów (Pb). Dawniej występowało niebezpieczeństwo zanieczyszczenia wody wodociągowej ołowiem tam gdzie zainstalowano rury ołowiowe. Głównym źródłem zanieczyszczenia ołowiem wód powierzchniowych są kopalnie rud ołowiu. Zanieczyszczenie może powstawać również przy szlakach komunikacyjnych. Występuje tam zmywanie z powierzchni terenu ołowiu powstałego ze spalania paliw, przez spływy wód opadowych.

Źródłem zanieczyszczenia związkami kadmu, miedzi i niklu są różne zakłady przemysłowe. Miedziane rury i części przewodów mogą być przyczyną zanieczyszczenia wody pitnej.

 

3.2.3. Zanieczyszczenia mórz i oceanów

 

Ropa naftowa i oleje opałowe

Od kilkudziesięciu lat paliwo płynne otrzymywane z ropy naftowej w coraz większym stopniu stosowane jest zamiast węgla do celów energetycznych oraz jako podstawowy surowiec w przemyśle chemicznym. W związku z tym olbrzymie ilości ropy, olejów i benzyny transportuje się drogą morską. Zanieczyszczenie wód morskich pochodzące z transportu spowodowane jest usuwaniem do wody wszelkich odpadków olejowych podczas pracy statków oraz myciem tankowców, które zwykle odbywa się na morzu. Oblicza się, że zanieczyszczenie z tych źródeł znacznie przekracza ilości pochodzące z różnych wypadków morskich łącznie z katastrofami tankowców. W stosunku do ogólnej masy wód oceanów, obecne zanieczyszczenie ropą i olejami nie jest groźne. Oleje są usuwane z wody w wyniku różnych procesów naturalnych, których skuteczność zależy od następujących czynników: temperatury, światła słonecznego, szybkości wiatru, wysokości fali, rodzaju i ilości bakterii w wodzie oraz składu chemicznego oleju, jego ciężaru właściwego, stopnia oczyszczenia itp.

Olej wylany do wody szybko rozpościera się na jej powierzchni w postaci bardzo cienkiej warstwy. Część węglowodorów odparowuje. Obecne w ropie naftowej kwasy i sole nieorganiczne ulegają rozpuszczeniu, a pozostała część oleju – zemulgowaniu. Możliwe jest wytworzenie dwóch rodzajów emulsji: oleju w wodzie i wody w oleju. Emulsje pierwszego rodzaju mieszają się z wodą i dzięki temu ulegają dużej dyspersji. Drugi rodzaj pozostaje na powierzchni dopóki nie zwiększy się jego gęstość i nie opadnie na dno. Dyspersja oleju w wodzie jest etapem poprzedzającym jego utlenianie. Rozróżnia się dwa typy utleniania: autooksydację, która zachodzi pod wpływem tlenu i światła słonecznego oraz utlenianie mikrobiologiczne. Utlenianie mikrobiologiczne jest najważniejszym procesem w oczyszczaniu wód od zanieczyszczeń olejami. Obliczono uwzględniając tylko 1/3 ogólnej powierzchni oceanów i głębokość od 10 m jako stref biologicznie czynną, że co najmniej 1011 ton oleju rocznie może ulec degradacji mikrobiologicznej. Sytuacja przedstawia się inaczej, gdy zostaną zanieczyszczone wody przybrzeżne lub gdy kierunek przeważających w danym rejonie wiatrów znosi warstwy oleju na ląd. Wówczas mogą ulec uszkodzeniu instalacje przybrzeżne, zanieczyszczone zostają porty, plaże i miejscowości wypoczynkowe. W takich wypadkach ginie zwykle wiele ptaków i organizmów wodnych.

Istnieje wiele sposobów zmniejszenia szkód z powodu zalania olejem wód przybrzeżnych:

Inne zanieczyszczenia

Niektóre zanieczyszczenia obecne w powietrzu, np. dwutlenek węgla, są absorbowane przez wody oceanów. Wiele zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu osiąga powierzchnię wód wraz z opadami deszczu. Zanieczyszczenie chlorowcopochodnymi węglowodorów: pestycydami i chloropochodnymi dwufenylu pochodzi z opadu pyłów, na których są one zaadsorbowane.

Wiele zanieczyszczeń, które wywołują szkodliwe skutki biologiczne, jest doprowadzanych z wodami rzek. Stały dopływ zanieczyszczonych wód rzecznych jest szczególnie niebezpieczny dla mórz względnie zamkniętych, takich jak np. Bałtyk. Wymiana wody Bałtyku z wodą oceanu jest bardzo ograniczona, co sprzyja gromadzeniu się trwałych związków chemicznych. Lokalnie stwierdza się niebezpiecznie wysokie stężenia rtęci. W Bałtyku obserwuje się już wyraźną eutrofizację. Niska temperatura tego morza bardzo zwalnia procesy samooczyszczania. W takiej sytuacji wprowadzenie każdego następnego zanieczyszczenia jest bardzo niebezpieczne dla wszystkich układów biologicznych.

 

3.2.4. Zanieczyszczenia wód atmosferycznych

Woda znajdująca się w atmosferze prędzej lub później trafia na powierzchnię ziemi. Jednak wcześniej może ona spotkać się z wieloma zanieczyszczeniami gazowymi lub pyłowymi unoszącymi się w powietrzu. Opad deszczu w rejonach przemysłowych, przelatując przez sztucznie powstałe chmury zanieczyszczeń dokonuje ich wymycia, przez co spadają one na ziemię i dostają się do gleby lub zbiorników wodnych. W ten sposób wody opadowe mogą zawierać różnorodne zanieczyszczenia. Taki też jest mechanizm powstawania kwaśnych deszczy. Wody opadowe zmywają też wiele szkodliwych substancji z dachów, ulic i placów. Z pól zmywają chemikalia stosowane w uprawie i ochronie roślin, z hałd odpadów miejskich, przemysłowych i kopalnianych zmywają i spłukują do wód powierzchniowych różne toksyczne związki. W miastach wody deszczowe zawierają coraz więcej składników szkodliwych, takich jak: oleje i smary, węglowodory zaadsorbowane na cząsteczkach sadzy i pyłów, związki ołowiu z silników spalinowych, sole stosowane do usuwania soli i śniegu z ulic – głównie chlorek sodu i wapnia.

 

3.3. Podział źródeł zanieczyszczeń ze względu na pochodzenie

3.3.1. Naturalne czyli domieszki

Domieszki wody

Woda, z którą mamy do czynienia, jest rozcieńczonym roztworem rozmaitych domieszek. Domieszkami wody są:

W przyrodzie najmniej domieszek zawiera woda pochodząca z opadów atmosferycznych. Jednak wbrew potocznym przekonaniom woda opadowa nie jest czysta, gdyż przechodząc przez "chmury" pyłów i gazów przemysłowych, ulega zanieczyszczeniu (stąd obecność w niej lotnych związków organicznych lub kwasu siarkowego i azotowego). Do tego dochodzi skażenie w wyniku wymywania z powierzchni np. dachu dalszych zanieczyszczeń (odchody ptaków, składniki pokrycia - związki miedzi, azbest itd.).

Najwięcej domieszek zawiera woda morska i wody podziemne. Oczywiście domieszki wody morskiej są szkodliwe dla zdrowia i woda ta nadaje się do picia dopiero po ich usunięciu. Wody podziemne mogą zawierać szkodliwe domieszki pochodzące ze złóż naturalnych (np. arsen) lub z powierzchni ziemi.

Dobrej jakości naturalna woda mineralna nie zawiera szkodliwych domieszek z powierzchni ziemi, ani też ze ścieków odprowadzanych do ziemi, gdyż naturalna woda mineralna z definicji może pochodzić tylko z dobrze izolowanych geologicznie zbiorników podziemnych powstałych we wcześniejszych okresach rozwoju naszej planety.
Woda wodociągowa, którą produkuje się z wody pozaklasowej, zawiera najwięcej szkodliwych domieszek.

Domieszki wody wodociągowej

Substancje nieorganiczne:

amoniak, chlorki, mangan, srebro, antymon, chrom (+3), miedź, tal, arsen, cyjanki, molibden, tytan, azotany, cynk, nikiel, uran, azotyny, fluorki, ołów, wanad, bar, fosfor, rtęć, żelazo, beryl, glin, selen (+4), bor, kadm, siarczany, magnez, sód

Substancje organiczne:

chlorowane alkany - dichlorometan, 1, 1, 1-trichloroetan, 1, 1-dichloroetan, tetrachlorek węgla, 1,2-dichloroetan, tetrachloroetan

chlorowane eteny - chlorek winylu, trichloroeten, 1, 1-dichloroeten, tetrachloroeten, 1, 2-dichloroeten

węglowodory aromatyczne - benzen, benzo(k)fluoranten, styren, benzo(a)piren, etylobenzen, toluen, benzo(b)fluoranten, fluoranten, benzo(ghi)perylen, indeno(1,2,3-cd)piren,ksyleny

chlorobenzeny - chlorobenzen, 1, 4-dichlorobenzen, 1, 2-dichlorobenzen, trichlorobenzeny, 1, 3- dichlorobenzen

inne - akryloamid, kwas nitrylotrójoctowy, dialkilocyna, epichlorohydryna, polichlorobifenyle, adypinian, heksachlorobutadien, tributylowy tlenek cyny

Środki dezynfekujące i produkty towarzyszące:

środki dezynfekujące - monochloramina, jod, di-i trichloramina, dwutlenek chloru, chlor

 

3.3.2. Antropogeniczne

Rolnictwo

Wody opadowe mogą z terenów użytkowanych rolniczo zmywać różnego rodzaju związki, będące pozostałością po stosowanych nawozach sztucznych oraz środkach ochrony roślin. W ten sposób dostaje się do wody wiele bardzo szkodliwych i trudnych do usunięcia zanieczyszczeń. Pestycydy zawierają dużo związków posiadających właściwości silnie toksyczne, mutagenne lub teratogenne. Związki te często kumulują się w środowisku i stanowią duże zagrożenie dla zwierząt oraz człowieka.

Azotany i fosforany pochodzące z nawozów sztucznych są odpowiedzialne za powstawanie deficytu tlenowego w wodzie poprzez nadmierny rozwój glonów. Wzrost glonów w wodach bogatych w azotany i fosforany może być wprost proporcjonalny do ilości promieniowania słonecznego jakie otrzymuje woda. Intensywny wzrost glonów prowadzi do eutrofizacji zbiorników wodnych. Eutrofizacja, czyli nadmierne użyźnienie wód jest przyczyną starzenia się i obumierania jezior. W warunkach naturalnych eutrofizacja jest procesem powolnym, który może trwać setki i tysiące lat. Obecnie proces ten został gwałtownie przyśpieszony na skutek wykorzystywania jezior jako odbiorników ścieków. Dopływ substancji będących materiałem odżywczym dla glonów i innych składników planktonu przyspiesza ich wzrost. Glony szybko rosną i szybko obumierają. Martwe glony opadają na dno zbiornika i przy dostatecznym dopływie tlenu ulegają przekształceniu w związki nieorganiczne, które z kolei stają się źródłem materiału odżywczego i cały cykl się powtarza. W miarę gromadzenia się substancji organicznych i przy znacznym ich rozkładzie następuje coraz silniejsze zużycie tlenu; jego niedobór hamuje dalsze procesy mineralizacji, prowadzi do wymierania organizmów o dużym zapotrzebowaniu tlenu; gromadzi się osad denny w postaci mułu (sapropel), zbiornik wypłyca się i przekształca stopniowo w zamulony staw, a z czasem w torfowisko.

Przemysł

Zanieczyszczenia przemysłowe stanowią wielką grupę związków. Są tak samo zróżnicowane jak zróżnicowany jest przemysł. Zanieczyszczenia wód wywołane przez przemysł mogą być różnorodne. Mogą je wywoływać czynniki fizyczne jak i chemiczne. Związki chemiczne zanieczyszczające wody mogą organiczne lub nieorganiczne. Jednocześnie występuje powiązanie typu zanieczyszczenia z działalnością zakładu. Na przykład produkty odpadowe z hut i pieców mogą być m. in. źródłem fenoli. Rakotwórcze aminy aromatyczne np. beta-naftyloamina i benzydyna pochodzą z fabryk barwników, syntetycznego kauczuku i innych tworzyw sztucznych jak i przemysłu farmaceutycznego. Wymienione związki mają właściwości toksyczne, a ich usunięcie z wody wymaga specjalnych zabiegów chemicznych. Natomiast ścieki z fabryk celulozy, płyt pilśniowych itp. Mogą być szczególnie poważnym problemem ze względu na dużą zawartość związków organicznych ulegających gniciu, które łatwo mogą spowodować wyczerpanie zapasu tlenu w rzekach i jeziorach do których są odprowadzane. Podobne skutki mogą wywołać ścieki z fabryk konserw.

do góry