Zanieczyszczenie wód – niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody, spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych czy ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.
Skład zanieczyszczonych wód
Zanieczyszczenie wód jest spowodowane głównie substancjami chemicznymi, bakteriami i innymi mikroorganizmami, obecnymi w wodach naturalnych w zwiększonej ilości. Substancje chemiczne, organiczne i nieorganiczne (mineralne) występują w postaci roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. rozkładaniem substancji z gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych oraz czynnikami antropogenicznymi. Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie: ołów (Pb), miedź (Cu), chrom (Cr), kadm (Cd), rtęć (Hg) i cynk (Zn), a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne. Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznym i biochemicznym procesom nazywa się substancjami refrakcyjnymi.
Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi źródłami zanieczyszczeń wód są transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Wody ulegają zanieczyszczeniu także w wyniku eutrofizacji. Obieg wody w przyrodzie został zakłócony przez człowieka – wycinanie lasów, monokulturę rolnictwa, niewłaściwe i nadmierne zabiegi rolnicze, urbanizację.
Podział zanieczyszczeń
Ze względu na pochodzenie
naturalne – takie, które pochodzą z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych – np. zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza;
sztuczne – antropogeniczne, czyli związane z działalnością człowieka – np. pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne także można podzielić na grupę biologicznych (bakterie, wirusy, grzyby, glony) oraz chemicznych (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady).
pośrednio szkodliwe – takie, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu niezbędnego do utrzymania przy życiu organizmów wodnych.
Ze względu na trwałość zanieczyszczeń
rozkładalne – zawierające substancje organiczne, potencjalnie trujące, lecz podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale bakterii (ścieki domowe)
nierozkładalne – zawierające substancje nieulegające większym przemianom chemicznym i nieatakowane przez drobnoustroje (sole, metale ciężkie)
trwałe – zawierające substancje ulegające rozkładowi biologicznemu w niewielkim stopniu i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres (pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej)
Ze względu na źródło
źródła punktowe – ścieki odprowadzane w zorganizowany sposób systemami kanalizacyjnymi, pochodzące głównie z zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich,
zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe – zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych,
zanieczyszczenia ze źródeł liniowych lub pasmowych – zanieczyszczenia pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane przez środki transportu i spłukiwane z powierzchni dróg lub torowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, osadowych.
Ocena stopnia zanieczyszczeń
Stopień zanieczyszczenia wód określa się za pomocą tzw. wskaźników zanieczyszczenia, który mówi o stężeniu danej substancji w miligramach na 1 dm³ wody. Jednym z najważniejszych wskaźników zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest stężenie rozpuszczonego tlenu, które może przyjmować maksymalną wartość 8,9 mg/dm³ – mniejsze stężenie tlenu świadczy o zanieczyszczeniu wód związkami organicznymi, rozkładalnymi biochemicznie; spadek stężenia tlenu poniżej 4 mg/dm³ powoduje obumieranie wielu organizmów wodnych. Innymi wskaźnikami zanieczyszczenia wód naturalnych są: biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, będące miarą zawartości rozkładalnych biochemicznie związków organicznych; chemiczne zapotrzebowanie tlenu – miara zawartości wszystkich związków organicznych; obecność zawiesin mineralnych i organicznych, a także nieorganicznych i organicznych związków azotu, fosforu.
Prócz sposobów oceny zanieczyszczenia wód opartych na wskaźnikach fizycznych i chemicznych stosuje się metody badania stanu biologicznego wody. Najczęściej jest stosowany tzw. system saprobowy, wykorzystujący wyniki analizy hydrobiologicznych wód.
W zależności od składu organizmów wodnych, wody dzieli się na:
oligosaprobowe – czyste,
zanieczyszczone
II klasa – woda do hodowli ryb z wyjątkiem łososiowatych, do hodowli zwierząt gospodarskich, urządzania isk, rekreacji i sportów wodnych;
III klasa – woda służąca do nawadniania terenów rolniczych, ogrodniczych i upraw pod szkłem, zaopatrzenia zakładów przemysłowych z wyjątkiem tych, które wymagają wody o jakości wody pitnej.
Ocena jakości jezior w Polsce w 2002 roku:
5,8% – klasa I
39,2% – klasa II
40,8% – klasa III
14,2% – wody nieodpowiadające normom
Unia Europejska stawia sobie za cel ochronę krajowych wód powierzchniowych, przepływowych, przybrzeżnych i gruntowych. Kraje członkowskie zostały zobowiązane do zapobiegania pogorszenia stanu wód oraz do odnowy wszelkich zasobów wód powierzchniowych.
Oczyszczanie ścieków – jest to usuwanie ze ścieków zawartych w nich zanieczyszczeń w celu zminimalizowania ich szkodliwego oddziaływania na wody powierzchniowe lub grunty. Do oczyszczania ścieków wykorzystuje się:
Procesy fizyczne – cedzenie, sedymentacja, flotacja oraz filtracja – są wykorzystywane do usuwania ze ścieków stałych zanieczyszczeń,
Procesy biologiczne – wynikające z działalności życiowej mikroorganizmów, m.in. bakterii, a także glonów i roślin – są wykorzystywane do usuwania koloidalnych i rozpuszczonych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych ze ścieków oraz przetwarzania osadów ściekowych w formę dogodną do ostatecznego ich zagospodarowania,
Procesy chemiczne – są wykorzystywane do oczyszczenia ścieków przemysłowych, a także do usuwania ze ścieków bytowo-gospodarczych związków biogennych.
Zespół urządzeń i obiektów służących oczyszczaniu ścieków nosi nazwę oczyszczalni ścieków. W dużych oczyszczalniach ścieków, obsługujących centralne systemy kanalizacyjne, najczęściej stosowane są rozwiązania, w których poszczególne procesy oczyszczania prowadzone są w wydzielonych urządzeniach. W lokalnych systemach unieszkodliwiania ścieków zalecane są metody oczyszczania, umożliwiające jednoczesny przebieg procesów oczyszczania ścieków w jednym urządzeniu, co znacznie zmniejsza nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacji. Do urządzeń takich należą:
osadniki – w których zachodzą głównie procesy sedymentacji i floatacji, powodujące wydzielanie stałych zanieczyszczeń ze ścieków oraz procesy beztlenowego rozkładu osadów ściekowych,
filtry – w których zachodzą głównie procesy filtracji i absorpcji, lecz również biologiczny rozkład zanieczyszczeń tlenowych z zatrzymanych ścieków,
komory – z przedłużonym napowietrzaniem osadu czynnego lub ze złożami biologicznymi, w których zachodzą przy intensywnym udziale mikroorganizmów biologiczne procesy tlenowe rozkładu zanieczyszczeń w ściekach i tlenowa stabilizacja osadów,
stawy biologiczne i oczyszczalnie korzeniowe – stanowiące rodzaj „ekologicznego reaktora”, w których zachodzą procesy wykorzystywane w sztucznych oczyszczalniach ścieków, a ponadto procesy charakterystyczne dla naturalnego środowiska ze znacznym udziałem roślinności (fotosynteza, fotoutlenianie, pobór zanieczyszczeń przez rośliny i inne).
W małych oczyszczalniach ścieków mogą być także wykorzystywane kultury mikroorganizmów w postaci tzw. osadu czynnego, wymieszanych ze ściekami bądź w postaci błony bakteryjnej, zaszczepionej na powierzchni złoża biologicznego.
Najbardziej powszechnym urządzeniem do oczyszczania ścieków w lokalnych systemach są osadniki gnilne nazywane inaczej dołami gnilnymi lub szambami. Objętość takiego osadnika musi być dostosowana do jego funkcji oczyszczania ścieków i przeróbki osadów, które wraz z kożuchem powinny być okresowo usuwane.
Ze względu na rodzaj i ilość oczyszczanych ścieków rozróżnia się oczyszczalnie: miejskie, grupowe, osiedlowe, domowe oraz przemysłowe.
Stopień oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych w 2003 roku:
Na 2,2 km³/rok ścieków wymagających oczyszczenia, oczyszczone zostały 2 km³, z czego:
Tuszyńska L.: Edukacja ekologiczna dla nauczycieli i studentów. Warszawa: Wyższa Szkoła Pedagogiczna TWP w Warszawie, 2006. Brak numerów stron w książce
Pyłka-Gutowska E: Ekologia z ochroną środowiska. Przewodnik. Oświata, marzec 2004. Brak numerów stron w książce
Górka K., B. Poskrobko, W. Radecki: Ochrona środowiska. Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, 2001. Brak numerów stron w książce
