ZANIECZYSZCENIE WÓD

Degradacja jakości wód obejmuje zmiany ich cech fizyko-chemicznych i biologicznych przez wprowadzenie do nich ogromnych ilości substancji organicznych i nieorganicznych, energii, czy substancji promieniotwórczych. Uniemożliwia to wykorzystanie zasobów wodnych do różnych celów związanych z działalnością i egzystencją człowieka.

Co to są ścieki?
Ściekami nazywamy wody zużyte przez gospodarstwa domowe i zakłady przemysłowe, oraz wody opadowe spłukujące z powierzchni terenów miejskich i rolniczych, różnego rodzaju nieczystości. Ścieki zawierają bardzo dużo zawiesin łatwo opadających, zawiesin nie opadających, koloidów i związków rozpuszczonych. Występują w nich ponadto wirusy, bakterie, promieniowce i grzyby oraz jaja helmintów (robaków pasożytniczych). Surowe ścieki są mętne, o zabarwieniu brudnoszarym i zapachu fekalnym lub chemicznym w zależności od pochodzenia. Zgniłe ścieki mają barwę ciemnoszarą lub prawie czarną i są cuchnące od produktów powstających podczas gnicia.

Rodzaje i podział ścieków
Zanieczyszczenia wód ze względu na działanie na organizmy można podzielić na:

• bezpośrednio szkodliwe, do których zaliczamy fenole powstające w gazowniach i koksowniach, kwas cyjanowodorowy usuwany z gazowni, kwas siarkowy i siarczany usuwane z fabryk nawozów sztucznych, fabryk kwasu siarkowego, celulozowni i papierni oraz fabryk włókien sztucznych,
• pośrednio szkodliwe, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu potrzebnego do utrzymania przy życiu wszystkich organizmów wodnych. Według kryterium trwałości zanieczyszczenia wód dzielimy na:
• rozkładalne - wszystkie substancje organiczne potencjalnie trujące, podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale przede wszystkim bakterii (np. substancje zawarte w ściekach domowych),
• nierozkładalne - substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (np. sole metali ciężkich),
• trwałe - substancje w niewielkim tylko stopniu ulegające rozkładowi biologicznemu (np. pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej, które trudno ulegają biodegradacji) i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres czasu.

• naturalne, (np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza)
• sztuczne, pochodzące głównie z działalności człowieka (np. odpady lotne, ciekłe i stałe, środki chemizacji rolnictwa, odpady hodowlane - obornik, gnojowica).

• miejskie i bytowo-gospodarcze - pochodzą one z zakładów pralniczych, gastronomicznych, szpitali, ustępów, domów mieszkalnych itp. Ścieki miejskie, oprócz zagrożenia biologicznego organizmów wodnych, stanowią poważne zagrożenie higieniczne, a nawet epidemiologiczne. Wraz z obiegiem wody rozprzestrzeniać się może dur brzuszny, czerwonka, wąglik, wirus Heinego Medina i żółtaczki zakaźnej;
• rolnicze - pochodzą ze spływu z podwórzy, gnojowisk, większych zakładów hodowli drobiu, tuczu świń. Ich działanie jest podobne do ścieków bytowo-gospodarczych. Spływ z ogrodów i pól uprawnych bogato nawożonych odpowiada ściekom przemysłowym;
• radioaktywne - pochodzące z zakładów naukowych, leczniczych, reaktorów atomowych itp. Są szczególnie groźne, ponieważ ich inaktywacja nastręcza wiele trudności. Zatapia się je w tak zwanych mogielnikach lub betonowych skrzyniach. co stwarza możliwości przedostania się substancji radioaktywnych do cyklu hydrologicznego. Jeśli nawet radioaktywność wody - dzięki dużemu rozcieńczeniu utrzymuje się na poziomie dopuszczalnych norm, to i tak można przypuszczać, że następuje szkodliwa koncentracja tych substancji w organizmach roślin i zwierząt;
• przemysłowe - pochodzące z procesów produkcyjnych i przetwórczych prawie wszystkich dziedzin przemysłu. Składają się głównie z kwasów mineralnych, zasad, soli metali ciężkich, cyjanków, substancji organicznych, olei mineralnych, tłuszczy, substancji utleniających (w tym wolny chlor), substancji redukujących (np. siarczki), barwników, fenoli i węglowodorów. Substancje te nie zawsze występują w stężeniach bezpośrednio trujących. Stanowią ponad połowę ogólnej ilości ścieków, czynią jednak wodę i produkty z niej pochodzące nieprzydatnymi do spożycia. Przy zawartości 1-10 mg/l giną ryby zależnie od wieku i gatunku. Przy zawartości fenolu 0,1-0,2 mg/1 skażone ryby stają się niejadalne, ponieważ ich mięso ma bardzo zły smak. Woda pitna o podobnej zawartości fenoli ma bardzo nieprzyjemny zapach, który potęgowany jest dodatkowo przez chlorowanie. Ścieki przemysłowe są głównym źródłem toksyn (takich jak sole miedzi, niklu, cynku, ołowiu i chromu, chlor, amoniak, cyjanki) w wodach powierzchniowych.

Wody deszczowe
Wody deszczowe są na ogół również bardzo zanieczyszczone. Wody te, już podczas przejścia przez dolną warstwę atmosfery zanieczyszczają się różnego rodzaju pyłami, substancjami gazowymi oraz komórkami mikroorganizmów i ich formami przetrwalnymi unoszącymi się w powietrzu. Dalsze zanieczyszczenie tych wód następuje podczas spływu z powierzchni gruntu. Wody deszczowe, które opadają na teren miejski spłukują zanieczyszczenia z nawierzchni ulic i placów. Zanieczyszczenia te obfitują w duże ilości cząstek stałych, olejów, różnego rodzaju paliw płynnych oraz bardzo duże liczby bakterii w tym również gatunków chorobotwórczych. Wody deszczowe, które opadają na tereny rolnicze lub leśne, spłukują z powierzchni gleby cząstki organiczne, nawozy mineralne i środki ochrony roślin. W sumie, ilość i skład zanieczyszczeń zawartych w wodach opadowych różni się nieraz bardzo znacznie od siebie, gdyż zależy od stopnia zanieczyszczenia powietrza, a zatem od rodzaju i liczby zakładów przemysłowych na danym terenie, rodzaju nawierzchni ulic, intensywności ruchu (zwłaszcza samochodowego), a także od obfitości opadu.

Roczna produkcja ścieków w Polsce
Zapoznawszy się z podziałem i rozkładem ścieków przyjrzymy się teraz konkretnym wartością dotyczącym zanieczyszczeń odprowadzanych do polskich wód powierzchniowych. Umożliwi to nam na zorientowanie się w rozmiarach problemu i na poznanie zmian w ilości ścieków w poszczególnych latach.

Ścieki przemysłowe i komunalne odprowadzane do wód powierzchniowych

Wyszczególnienie	1990	1995	1998
	W hektometrach sześciennych
Ogółem	11368,4	9980,9	9882,2
odprowadzane bezpośrednio z zakładów	9054,5	8128,5	8226,6
w tym wody chłodnicze (umownie czyste)	7253,7	6961,3	7041,6
odprowadzone siecią kanalizacyjną	2313,9	1852,4	1655,6
w tym wymagające oczyszczania	4114,7	3019,6	2840,6
Oczyszczane	2772,1	2319,1	2416,3
w tym odprowadzone siecią kanalizacyjną	1391,0	1257,6	1311,4
mechanicznie	1458,5	917,3	965,3
chemicznie	217,8	188	142,4
biologicznie	1095,8	1133,0	980,4
Nie oczyszczane	1342,6	700,2	424,3
odprowadzane bezpośrednio z zakładów	419,7	105,4	80,1
odprowadzone siecią kanalizacyjną	922,9	594,8	344,2

Powyższa tabela ilustruje nam ilości ścieków odprowadzanych do wód powierzchniowych w ostatnich latach. Z przedstawionych danych wynika, że całkowita ilość ścieków produkowanych w Polsce stale się zmniejsza. Jednocześnie należy zwrócić uwagę na fakt, iż w bardzo szybkim tempie maleje ilość nie oczyszczanych ścieków odprowadzanych bezpośrednio z zakładów i wpuszczanych do sieci kanalizacyjnej. Tak więc głównym problemem polskiej gospodarki wodnej jest wciąż bardzo duża liczba ścieków wymagających oczyszczania

Rozkład ścieków w poszczególnych regionach Polski
Znając dane dotyczące ilości ścieków produkowanych na terenie całego kraju w ciągu kilku ostatnich lat należy zwrócić uwagę na regionalny rozkład zanieczyszczeń. Poszczególne obszary Polski bardzo się pod tym względem różnią. Wielkość zrzutu ścieków komunalnych i przemysłowych w poszczególnych województwach przedstawia rysunek poniżej.

Ścieki przemysłowe i komunalne wymagające oczyszczenia w Polsce w poszczególnych województwach w 1991 roku

Kolejne oddziaływania
Kolejnym, negatywnym oddziaływaniem energetyki na środowisko jest emisja podgrzanych wód chłodniczych, które stanowią ok. 80% wszystkich ścieków przemysłowych wytwarzanych w Polsce. Mimo, że wody te uznawane są za czyste i nie wymagające oczyszczania, to ich wprowadzanie do odbiorników powoduje ogromne zaburzenia istniejących tam ekosystemów, powodując zmiany w składzie gatunkowym występującej tam flory i fauny, a także ograniczając zdolność do samooczyszczania się wód powierzchniowych. Wpływ elektrowni na wody powierzchniowe przejawia się zarówno w znaczeniu ilościowym, jak i jakościowym. W elektrowni woda jest wykorzystywana w procesach produkcji energii elektrycznej do wytwarzania pary (obieg parowo-wodny) oraz do ochładzania pary (obieg chłodzący skraplacze). Obieg parowo-wodny wymaga uzupełnienia wodą o wysokiej jakości, natomiast obieg chłodzący potrzebuje dużej ilości wody. Woda chłodząca skraplacze odprowadza do otoczenia znaczne ilości ciepła. Ochładzanie wody podgrzanej powoduje powstawanie strat bezzwrotnych wody, wpływając na bilans wody w przyrodzie, oraz oddziałuje na środowisko, wprowadzając zmiany w ekosystemach wód powierzchniowych. Odprowadzanie do ekosystemów wodnych dużej ilości ciepła z elektrowni powoduje zakłócenie wytworzonej równowagi. Wpływ elektrowni na wody sprowadza się do następujących zjawisk:

• zmniejszenia zasobów wodnych regionu, w wyniku powstawania strat bezzwrotnych (dotyczy to zarówno wód powierzchniowych, jak i podziemnych,
• zmian właściwości fizycznych i chemicznych wód powierzchniowych,
• zmian właściwości fizycznych i chemicznych wód powierzchniowych,
• zwiększenie zanieczyszczenia wód powierzchniowych w wyniku odprowadzania ścieków powstałych w procesach wytwarzania energii elektrycznej.

W procesie wytwarzania energii elektrycznej powstają straty ciepła, przede wszystkim w skraplaczu, a ponadto także w kotle, kominie, turbinie i innych urządzeniach. Stosunek energii cieplnej zamienionej na energię elektryczną do całkowitej ilości energii zużytej w procesie wytwarzania stanowi o sprawności elektrowni brutto. Sprawność brutto nowoczesnych elektrowni konwencjonalnych, w zależności od mocy turbin, wynosi 32-35%. Dla ochrony środowiska istotne jest, ile ciepła wytworzonego w kotle jest przekazane do wody chłodzącej. W elektrowniach konwencjonalnych jest to 43-45%. W tabeli podano bilans ciepła niezbędnego do wytwarzania 1kWh energii elektrycznej w zależności od mocy turbin.

Energia cieplna przekazana wodzie chłodzącej jest wydalana do otoczenia w wyniku parowania, konwekcji, promieniowania i przenikania. Wymienione procesy zachodzą w odbiornikach wody chłodzącej, którymi są: rzeki, jeziora, zbiorniki lub chłodnie. Zespół obiektów służących do przepływu wody chłodzącej od ujęcia do ujścia jest nazywany obiegiem wody chłodzącej.

Procesy wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach opalanych węglem powodują powstawanie ścieków, które odprowadzane do wód powierzchniowych wpływają na ich stan i jakość. Ścieki powstające w elektrowniach są zanieczyszczone ciepłem, substancjami rozpuszczonymi (tzw. ścieki zasolone), zawiesiną oraz produktami ropy naftowej.

Ścieki z elektrowni opalanych węglem ze względu na stężenie zanieczyszczeń i ich szkodliwość nie mogą być odprowadzane bezpośrednio do wód powierzchniowych. Ich oczyszczanie wymaga stosowania trudnych i drogich procesów technologicznych.

Darmowy hosting zapewnia PRV.PL