Komponenty srodowiska-woda

Literatura

1. K. Adamowicz : Oczyszczanie ścieków, Serwis Ekologiczny Proekologia
2. Ocena jakości wód powierzchniowych w 2005 roku w regionie tarnowskim, Opracowanie: Wojewódzki

Inspektorat Ochrony Środowiska w Krakowie, Delegatura w Tarnowie, Dział Monitoringu Środowiska,

Tarnów

2006

3. Toksykologia środowiska, 2006
4. D. Cichy, W. Michałow, H. Saudner: Ochrona i kształtowanie środowiska, W-wa 1988, WSiP
5. A.L. Kowal, M. Świderska-BroŜ: Oczyszczanie wody, Wyd. PWN, W-wa-Wrocław 1996
6. Dijlido – Instrumentalne metody badania wody i ścieków, 1997
7. W. Chełmicki – Woda. Zasoby, degradacja, ochrona, 2001
8. Dobrzański – Ochrona środowiska przyrodniczego
9.

http://pl.wikipedia.org

10.

http://greenworld.serwus.pl

11. R.Graffiti – Biologiczna ocena jakości wody
12. B. Bartkiewicz – Oczyszczanie ścieków płynących, PWN, W-wa 2002
13. B. Koziorowski, J. Kucharski – Ścieki przemysłowe, W-wa 1964
14. B. Głowniak, E. Kempka, T. Winnicki – Podstawy ochrony środowiska, PWN, W-wa 1985
15. Encyklopedia multimedialna PWN, W-wa 1999
16. K. Stępczak – Ochrona i kształtowanie środowiska, WSiP, W-wa 1994
17. L. Kowal – Oczyszczanie wody, PWN, W-wa 2005
18. A. Stańczykowa – Ekologia naszych wód, W-wa 1997
19. B. Alloway – Chemiczne podstawy zanieczyszczeń środowiska, 1999
20. Falkowska – Chemia atmosfery, 1996
21. K. Juda – Rezler – Oddziaływanie zanieczyszczeń powietrza, 2000
22. Cz. Rosik – Dulewska – Podstawy gospodarki odpadami, 2002
23. Bartkiewicz B. - Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002
24. Hartmann L., - Biologiczne oczyszczanie ścieków, Wyd. Instalator Polski, Warszawa 1996
25.

http://www.publikacje.hdwao.pl

26. Mała encyklopedia PWN, PWN, Warszawa, 1995

Komponenty środowiska

- WODA

- POWIETRZE

- GLEBA

Komponenty środowiska

WODA

Woda jest jedynym odnawialnym

surowcem strategicznym,

a równocześnie jako jeden z nielicznych

surowców naturalnych nie ma

substytutu.

„Woda nie jest produktem

handlowym takim jak kaŜdy inny,

lecz raczej dziedzictwem,

które musi być chronione, bronione

i traktowane jako takie.”

Dyrektywa Wodna Unii Europejskiej 2000/60/WE

Większość wody występującej w przyrodzie jest
"słona" (około 97,38%), tzn. zawiera duŜo
rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu.

W wodzie rozpuszczone są równieŜ gazy –
najwięcej dwutlenku węgla.

W wodzie rozpuszczone są równieŜ inne sole
mineralne – najwięcej woda morska i wody
mineralne.

Właściwości fizyczne wody

• Temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0

C= 273,15 K

• Temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm: 100°C = 373,15 K

• Gęstość w temperaturze 4°C: 1 kg/l

• Temperatura krytyczna: 374°C = 647,15 K

• Ciepło właściwe: 4187 J/(kg*K) = 1 kcal

Rozszerzalność temperaturowa

Woda jako jedna z niewielu substancji nie poddaje się
zasadzie liniowej rozszerzalności temperaturowej –

w zakresie temperatur 0°C - 4°C rozszerza się wraz ze
spadkiem temperatury, a zmniejsza objętość wraz ze
wzrostem temperatury.

Ciągłe krąŜenie wody w przyrodzie opisuje cykl

hydrologiczny.

Szacuje się, Ŝe wszystkie rodzaje wód łącznie mają objętość

1360 mln km

Funkcje wody w środowisku

geograficznym

- rzeźbotwórcza (akumulacja rzeczna i lodowcowa, erozja

rzeczna i lodowcowa),

- skałotwórcza (osady morskie z minionych epok

geologicznych)

- magazyn ciepła (para wodna w atmosferze)
- rozpuszczalnik związków organicznych (woda w glebie)
- źródło poŜywienia dla człowieka (rybołówstwo)
- droga transportowa (Ŝegluga)
- źródło energii (hydroelektrownie)

Znaczenie biologiczne

Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych

i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich organizmów.

Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi
środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany
materii, substancji odŜywczych, hormonów, enzymów.

Reguluje temperaturę.

Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych
produktów przemiany materii.

Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku
noworodka ok. 15% więcej.

Wody powierzchniowe klasyfikuje się wg:

- zasolenia
- zawartości składników mineralnych

- temperatury (prądy morskie ciepłe i zimne,

stratyfikacja termiczna)

- moŜliwości przemieszczania się

1. wody płynące: rzeki, strumienie
2. wody stojące: jeziora, bagna

Zasoby wodne - źródła wody potencjalnie uŜytecznej
dla człowieka, np. dla celów rolnictwa, przemysłu,
potrzeb gospodarstw domowych, rekreacji itp.

Zasoby wodne tworzą trzy rodzaje wód:
- opady i osady atmosferyczne
- wody podziemne głębszych poziomów
- wody powierzchniowe

Woda w gospodarce

woda surowa

woda opadowa np. deszczówka

woda powierzchniowa np. rzeka

woda gruntowa

woda głębinowa

woda źródlana

woda słona np. morska

woda słodka

ścieki

cieki komunalne

cieki bytowe

cieki przemysłowe

fekalia

gnojowica

woda uŜytkowa (zasoby

wodne)

woda wodociągowa

woda pitna

woda przemysłowa

woda twarda

woda miękka

woda demineralizowana

woda gorzka

woda odgazowana

woda obiegowa

skropliny (kondensat)

woda destylowana

woda podwójnie destylowana (woda
redestylowana)

Rodzaje wody w zaleŜności od czystości i zastosowania (w przybliŜeniu
w kolejności procesu produkcyjnego):

Woda opadowa - woda, która spada na powierzchnię Ziemi w postaci opadów
atmosferycznych (deszczu, śniegu, gradu).

Jej skład zaleŜy od czystości powietrza, które napotyka podczas opadania -
charakteryzuje się duŜą zawartością gazów (tlenu, azotu, dwutlenku węgla)
i moŜe zawierać:
- sadzę
- pyłki roślinne
- pył przemysłowy
- mikroorganizmy
- pewne ilości soli mineralnych

Ze względu na zawartość rozpuszczonego dwutlenku węgla pH wody
opadowej wynosi około 6 (odczyn kwaśny).

Niektóre gazowe zanieczyszczenia (dwutlenek siarki, siarkowodór, tlenek azotu)
obniŜają pH jeszcze bardziej, powodując zjawisko kwaśnych deszczy.

Wody powierzchniowe

- wody występujące na powierzchni ziemi, łatwe do

bezpośredniego ujęcia (czerpania).

Dzielimy je na:
- słone (morza, oceany) – 97%
- słodkie (większość wód śródlądowych) – 3%
- płynące (rzeki, strumienie)
- stojące (jeziora, stawy).

Woda gruntowa

to zasoby wody w podziemnych warstwach skał, zwanych warstwą

wodonośną. Jest ona zasilana przez wody opadowe, które przenikają przez warstwy
przepuszczalne dla wody i zatrzymują się ponad warstwami nieprzepuszczalnymi.

Jej gromadzenie i magazynowanie wymaga dziesiątków lub setek lat.

Z tego względu szybkie wykorzystanie, spowoduje jej niedobory (powolna regeneracja).

Woda gruntowa jest waŜna dla utrzymania gleby przy Ŝyciu. Czystość wód gruntowych
moŜe być zagroŜona przez chemizację rolnictwa oraz ścieki i odpady przemysłowe.

Woda słodka

jest to woda zawierająca stosunkowo niewielkie

ilości soli (szczególnie w porównaniu do wody morskiej).

Całość wody słodkiej na kuli ziemskiej (poniŜej 3%) pochodzi z
procesów parowania i skraplania (ewentualnie resublimacji –
przejście ze stanu gazowego w stan stały).

Woda morska

– woda występująca w morzach i oceanach

W wodzie morskiej rozpuszczone jest tysiące związków
chemicznych i prawie wszystkie pierwiastki chemiczne obecne na
kuli ziemskiej.

Charakterystyka wody morskiej

Najbardziej charakterystyczną cechą wody morskiej, jest wysokie
stęŜenie kationów sodu (Na

), potasu (K

), magnezu (Mg

) i glinu

(Al

) oraz anionów chlorkowych, siarczynowych oraz węglanowych,

które łącznie nadają wodzie morskiej intensywnie gorzki lub gorzko-
słony smak i powodują, Ŝe nie nadaje się ona do picia.

StęŜenie jonów w wodzie morskiej przelicza się na stęŜenie kationów
sodu w 1 dm

wody.

StęŜenie to w oceanach jest względnie stałe i zaleŜy głównie od strefy
klimatycznej. Wynosi ono 32-40 ‰.

W morzach stęŜenie to waha się w granicach od 3 do 50 ‰.

Skład pierwiastków w wodzie

morskiej (% wagowe)

Pierwiatek

Tlen

85,7

Wodór

10,8

Chlor

1,9

Sód

1,05

Magnez

0,1350

Siarka

0,0885

Wapń

0,04

Potas

0,0380

Brom

0,0065

Węgiel

0,0026

Chlorek sodu

77,5

Chlorek magnezu

10,8

Siarczan magnezu

4,7

Siarczan wapnia

3,6

Siarczan potasu

2,5

Węglan wapnia

0,35

Bromek magnezu

0,22

> 34 pierwiastki

0,33

Typowy skład soli w wodzie
morskiej

Woda pitna

- czysta woda, która nadaje się do spoŜycia bez zagroŜenia

dla zdrowia.

Powinna ona zawierać odpowiednią ilość soli mineralnych (dlatego woda
destylowana, mimo wysokiej czystości, nie nadaje się do celów
konsumpcyjnych), a nie zawierać zanieczyszczeń organicznych
i nieorganicznych.

Czasami wodę pitną moŜna uzyskać przez przegotowanie wody
powierzchniowej, lecz nie daje to gwarancji unieszkodliwienia wszystkich
drobnoustrojów.

SpoŜywanie wody skaŜonej bakteriologicznie moŜe być przyczyną
zatrucia.

W krajach wysokorozwiniętych coraz powszechniej spoŜywa się wodę
mineralną.

Woda wodociągowa

- woda dostarczana do mieszkań, za pośrednictwem

komunalnej sieci wodociągowej.
- jest to najczęściej uzdatniana woda rzeczna lub z ujęć podziemnych.
- jest oczyszczona ze szkodliwych substancji, ale zawiera rozpuszczone

sole wapnia, magnezu, Ŝelaza i innych pierwiastków.

Woda przemysłowa

jest to woda zazwyczaj piątej klasy czystości, której

skład chemiczny lub bakteriologiczny nie zezwala na uŜywanie jej do celów
spoŜywczych ani w gospodarstwie domowym, ale moŜe być uŜywana w celach
technologicznych.

Woda przemysłowa stosowana jest między innymi:

- do celów technologicznych w elektrowniach
- w instalacjach centralnego ogrzewania
- w ogrodnictwie i sadownictwie
- do gaszenia poŜarów

Woda twarda

jest to woda zawierająca znaczne stęŜenie soli róŜnych

metali, a zwłaszcza wapnia i magnezu np. chlorków, siarczanów (VI),
wodorowęglanów wapnia i magnezu.

Podczas gotowania wody twardej powstaje nierozpuszczalny osad
węglanu wapnia lub magnezu tzw. kamień kotłowy.

Woda miękka

- jest to woda posiadająca niskie stęŜenie minerałów.

Posiada odczyn lekko kwaśny.

Woda gorzka

-jest to woda zawierająca rozpuszczone związki

magnezu, głównie siarczan (VI) magnezu zwanego solą gorzką.

Woda demineralizowana

- woda pozbawiona obcych jonów przez

wymianę ich na jony wodorowe i wodorotlenowe pochodzące z wymieniacza
jonowego lub przez wielokrotną destylację.

Woda destylowana

- woda pozbawiona, metodą destylacji, soli

mineralnych oraz innych substancji zanieczyszczających.

Zawiera rozpuszczone gazy (głównie dwutlenek węgla, tlen, azot).

Stosowana jest tam, gdzie wymagana jest wysoka czystość roztworu.

cieki

- to zuŜyte ciecze, roztwory, koloidy lub zawiesiny, a takŜe

odpadowe ciała stałe odprowadzane za pomocą rurociągów do
odbiorników naturalnych.

Ze względu na ich pochodzenie ścieki dzieli się na:

- komunalne - pochodzące głównie z gospodarstw domowych -

zawierają one zwykle odpadki Ŝywności, detergenty i fekalia.

- przemysłowe - zawierają najczęściej rozmaite związki

chemiczne, będące ubocznym produktem procesów
technologicznych stosowanych w zakładach przemysłowych.

- rolniczne - powstające z wód spływających z pól i gospodarstw

wiejskich – zawierają zwykle nawozy sztuczne, pestycydy oraz
zanieczyszczenia drobnoustrojami.

Składniki organiczne ścieków:
- białka
- węglowodany
- tłuszcze
- oleje
- Ŝywice
- barwniki
- fenole
- produkty naftowe
- detergenty
- pestycydy itp.
Składniki nieorganiczne ścieków:
- zasady
- kwasy nieorganiczne
- metale cięŜkie (ołów, miedź, rtęć, cynk, kadm, chrom)
- arsen
- chlor
- siarkowodór
- jony siarczanowe, chlorkowe, azotanowe, fosforanowe, węglanowe,

amonowe itd.

RóŜnorodne związki organiczne i nieorganiczne
nadają ściekom określone cechy fizyczne takie
jak:

- mętność
- barwa
- zapach
- zawiesiny

Zanieczyszczenia w ściekach

- mechaniczne np. muł
- koloidalne np. olej
- roztwory np. sól
- biologiczne np. bakterie (miano Coli), wirusy

Niektóre zanieczyszczenia wody
moŜna usunąć dokładniej przez:

- utlenianie związków organicznych
- usuwanie twardości na wymieniaczach

jonowych (woda demineralizowana)

- odgazowanie termiczne (woda odgazowana)
- korygowanie składu przy odsalaniu

Miano coli, miano pałeczek okręŜnicy - najmniejsza
objętość wody, z której w hodowli powstanie jedna
kolonia Escherichia coli.

Obecność Escherichii coli w wodach powierzchniowych
(tzw. miano Coli) jest często stosowanym wskaźnikiem ich
zanieczyszczenia.

Określanie miana coli jest podstawową metodą oceny, czy

woda lub Ŝywność zostały skaŜone odchodami

Parametry wody

barwa

mętność

zapach

przewodność elektryczna właściwa

ilość zawiesin w wodzie

własności i skład chemiczny

twardość wody

odczyn

utlenialność wody

Twardość wody

- jest to cecha wody, będąca funkcją stęŜenia soli

wapnia, magnezu i innych metali, które są zdolne do tworzenia soli na
wyŜszym niŜ pierwszy stopni utlenienia.

Twardość wody ma bardzo silny wpływ na jej napięcie powierzchniowe.

Im większe napięcie powierzchniowe wody, tym trudniej zwilŜa ona
wszelkie powierzchnie, na skutek czego trudno jest przy jej pomocy prać
i zmywać naczynia.

Dodatek detergentów powoduje zmniejszenie twardości wody.

Twarda woda posiada intensywny, metaliczny posmak i trudniej
zaspokaja pragnienie.

Twardość wody dzieli się na:

- nietrwałą, zwaną teŜ węglanową - wywołana przez wodorowęglany:

wapniowy Ca(HCO

)

oraz magnezowy Mg(HCO

)

- trwałą - generowana przez sole innych kwasów, głównie chlorki, ale teŜ

siarczany, azotany i inne.

Ca(HCO

)

->CaCO

+ CO

+ H

Mg(HCO

)

->MgCO

+ CO

+ H

Nazwa "nietrwała" wynika z faktu, Ŝe węglany są nietrwałe i moŜna się ich
pozbyć przez przegotowanie wody, natomiast chlorki, siarczany i azotany są
trwałe i pozostają się równieŜ po przegotowaniu wody.

Twardość ogólna

jest to suma twardości węglanowej (przemijającej) oraz

niewęglanowej (trwałej) wody.

Twardość wody wyraŜa się trzech róŜnych skalach:

- stopniach niemieckich (°n) - 1 °n = 17,86 mg CaO w 1 litrze wody
- stopniach francuskich (°f) - 1 °f = 10 mg CaCO

w 1 litrze wody

- milivalach na litr (mval/l) - 1 mval = 1 miligramorównowaŜnik

(0,5 milimol) jonów Ca

Twardość ogólną wody wyraŜa się zwykle w stopniach niemieckich, które
odpowiadają liczbie gramów CaO w 1 hl wody.

Typowa twardość wody kranowej wynosi ok. 10 °n.

Woda poniŜej 3 °n jest uwaŜana za miękką, zaś woda powyŜej 30 °n jest
uwaŜana za twardą.

ODCZYN

Skala pH to ilościowa skala kwasowości
i zasadowości roztworów wodnych związków
chemicznych.

Skala ta jest oparta na stęŜeniu jonów oksoniowych -
[H

] w roztworach wodnych

Przykładowe wartości ph

- 1M kwas solny

- kwas akumulatorowy

<1,0

- kwas Ŝołądkowy

1,5 – 2,0

- sok cytrynowy

2,4

- Coca – Cola

2,5

- ocet

2,9

- sok pomarańczowy

3,5

- piwo

4,5

- kawa

5,0

- herbata

5,5

- kwaśny deszcz

<5,6

- mleko

6,5

- czysta woda

7,0

- ślina człowieka

6,5 – 7,4

- krew

7,1 – 7,4

- woda morska

8,0

- mydło

9,0 – 10,0

- woda amoniakalna

11,5

- woda wapienna

12,5

- 1M roztwór NaOH

14,0

Utlenialność to wielkość wyraŜająca ilość tlenu
potrzebną do utlenienia substancji organicznych
zawartych w wodzie.

Jest to umowny wskaźnik określający zuŜycie
nadmanganianu potasu (KMnO

) przez łatwo

utleniające się substancje chemiczne, np. siarkowodór,
siarczyny, azotyny.

Utlenialność wody wynosi od 4 mg O

/dm

dla wód

czystych do kilkuset mg O

/dm

dla wód

zanieczyszczonych.

Podział zanieczyszczeń wód ze

względu na pochodzenie

1. Naturalne

Rozkład substancji nieorganicznych

Obumieranie organizmów wodnych

2. Antropogeniczne

Pestycydy

Substancje powierzchniowo czynne

Węglowodory ropopochodne

Fenole

Metale cięŜkie

Wody podgrzane

RozróŜnia się zanieczyszczenia:

punktowe

obszarowe

Podział zanieczyszczeń wód

Zanieczyszczenia fizyczne

– zawiesiny nierozpuszczalnych substancji stałych

np. kurz, pył, cząstki obumarłych roślin i zwierząt, cząstki mineralne gleby,
wytracone koloidalne związki Ŝelaza i glinu

Zanieczyszczenia chemiczne

– substancje organiczne i mineralne,

rozpuszczalne w wodzie np. sole, kwasy, zasady, związki toksyczne (cyjanki),
związki metali cięŜkich (Cd, Hg, Pb)

Zanieczyszczenia bakteriologiczne

– drobnoustroje, których większość

odgrywa waŜną rolę w procesie samooczyszczania się wody oraz wirusy
i bakterie chorobotwórcze

Zanieczyszczenia radioaktywne

– występują w małych ilościach.

Niebezpieczeństwo występuje podczas przedostania się do wód ścieków
z elektrowni jądrowych lub placówek naukowo - badawczych

NajwaŜniejsze zanieczyszczenia występujące

w ściekach spływających do wód

powierzchniowych

- detergenty (substancje powierzchniowo czynne)

- WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne)

i chlorowcopochodne węglowodorów

- pestycydy

- fenole

- PCB (polichlorowane bifenyle)

- inne substancje organiczne, nietoksyczne

- fosforany i azotany

- metale cięŜkie (Pb, Cd, Hg, Cu, Zn, Ni)

- wody podgrzane

Sektory przemysłowe, z których odprowadzane są

ścieki biologicznie rozkładalne

•Przetwórstwo mleka

•Produkcja i przetwórstwo owoców i warzyw

•Produkcja i butelkowanie napojów bezalkoholowych

•Przetwórstwo zbóŜ i ziemniaków

•Chów, hodowla i przetwórstwo zwierząt gospodarskich

•Browary

•Produkcja alkoholu i napojów alkoholowych

•Produkcja pasz zwierzęcych z surowców roślinnych

•Produkcja Ŝelatyny i klejów ze skór i kości zwierzęcych

•Słodownie i droŜdŜownie

•Przetwórstwo rybne

•Produkcja tłuszczów roślinnych i zwierzęcych

•Cukrownie

Metody oczyszczania ścieków

- mechaniczne
- chemiczne
- biologiczne
- mieszane
- dezynfekcja

W zaleŜności od rodzaju ścieków proces oczyszczania powinien
być tak pomyślany, aby przy minimalnym nakładzie kosztów
uzyskiwać najwyŜszy moŜliwy stopień oczyszczenia.

W tym celu stosuje się jedną lub kilka z metod oczyszczania.

Oczyszczanie ścieków

– usuwanie ze ścieków zawartych

w nich zanieczyszczeń w celu zminimalizowania ich

szkodliwego oddziaływania na odbiornik tj. wody

powierzchniowe lub grunty.

1. oczyszczanie mechaniczne

Kraty i sita – zanieczyszczenia pływające

Piaskowniki – cięŜkie zawiesiny ziarniste

Odtłuszczacze – tłuszcze i oleje

Osadniki – drobne zawiesiny

2. oczyszczanie biologiczne

Komory napowietrzania lub rowy cyrkulacyjne

Reaktory z osadem czynnym lub błoną biologiczną – przekształcanie
azotanów

Usuwanie azotanów i fosforanów – stawy glonowe

3. oczyszczanie chemiczne

Dezynfekcja

Oczyszczanie mechaniczne

– usuwanie zanieczyszczeń stałych, stopień

oczyszczenia nie przekracza 30% ubytku BZT5

Zabiegi mechaniczne stanowią pierwszy stopień oczyszczania ścieków.

Kraty

słuŜą do zatrzymania i oddzielenia ciał stałych (szmaty, papiery, gałęzie, liście

itp.). Instaluje się je w celu ochrony pomp i innych urządzeń mechanicznych, przez
które przepływają ścieki. Kraty mogą być:
- rzadkie (prześwit 40 - 100 mm),
- średnie (prześwit 20 - 30 mm),
- gęste (prześwit 10 - 15 mm)

Sita

słuŜą one do zatrzymywania włókien, cząsteczek celulozy, papieru, włosów itp.

Mają róŜną konstrukcję, a wielkość zatrzymywanych zawiesin zaleŜy od szerokości
szczelin w sicie.

Zadaniem

piaskowników

jest usunięcie ze ścieków substancji pochodzenia

mineralnego, o wymiarach cząstek większych niŜ 0,2 mm, stanowiących cięŜkie
zawiesiny, jak piasek, popiół, ŜuŜel, gruz, drobny złom metalowy i szklany.

osadnikach

usuwane są ze ścieków zawiesiny drobne, łatwo opadające.

Odtłuszczacze

słuŜą do oddzielania ze ścieków zanieczyszczeń lŜejszych od wody.

Oczyszczanie biologiczne

– usuwanie zanieczyszczeń rozproszonych, stopien

oczyszczania 85 – 93% ubytku BZT5

Drugi stopień oczyszczania ścieków polega na poddaniu ich procesom
mikrobiologicznego rozkładu.

Łatwo rozkładające się substancje organiczne (węglowodany, białka, tłuszcze)
absorbowane są na Ŝywych organizmach, następnie przenikają do środka komórek,
gdzie utleniane są w procesach enzymatycznych do dwutlenku węgla i wody; jednak
pewna ich część wykorzystywana zostaje do syntezy nowych organizmów.

Organizmy dokonujące mineralizacji to głownie bakterie tlenowe, pierwotniaki i inne.
Poprzez błonę komórkową dokonują wymiany materii z otoczeniem; przez nią
wydzielają równieŜ enzymy, które rozpuszczają ciała stałe i koloidy, czyniąc je dla
siebie przyswajalnymi.

Rozkład substancji organicznej moŜe zachodzić pod wpływem mikroorganizmów
w warunkach tlenowych i beztlenowych. Procesom rozkładu zachodzącym
w warunkach tlenowych, przeprowadzanym przez organizmy tlenowe (aerobowe),
towarzyszy wydzielanie duŜych ilości ciepła.

Oczyszczanie chemiczne

– usuwanie biogenów, stopień oczyszczenia 92 –

95% ubytku BZT5

Trzeci stopień oczyszczania polega na usunięciu ze ściekach związków azotu
i fosforu.

MoŜna to zrobić metodą biologiczną, wykorzystując bakterie denitryfikujące, dla
których źródłem tlenu są azotany (bakterie osadu dennego, stawy glonowe).

Azot moŜna teŜ usunąć metodami chemicznymi, stosując np. procesy adsorpcji,
odpędzania amoniaku w wieŜach desorpcyjnych czy wymianę jonową. Metody te są
jednak bardziej kosztowne.

Fosfor moŜna wytrąca na róŜnych etapach oczyszczania mechaniczno-biologicznego
ścieków (w osadnikach wstępnych, równocześnie z biologicznym oczyszczaniem i po
biologicznym oczyszczaniu).

Najbardziej uciąŜliwymi elementami procesu strącania fosforu jest tworzenie się
duŜych ilości osadu. Osad ten musi być specjalnie traktowany-nie moŜe trafić do
komór fermentacyjnych, gdyŜ w beztlenowym procesie fermentacji metanowej
fosfor ulega redukcji i z postaci stałej hydrolizuje.

Usuwanie resztkowych zanieczyszczeń pozostałych
w ściekach w postaci tzw. związków refrakcyjnych –
odnowa wody

Przez odnowę wody naleŜy rozumieć zespół procesów
i metod, które prowadzą do takiego oczyszczenia ścieków,
Ŝe te mogą być ponownie uŜyte jako woda pitna i na
potrzeby gospodarcze albo teŜ nabierają cech wód
naturalnych.

Wykorzystuje się w niej takie jednostkowe procesy jak:
filtrację, adsorpcję, destylację, ekstrakcję, wymianę
jonową i inne.

Stopień redukcji zanieczyszczeń w ściekach na
poszczególnych etapach oczyszczania:

- oczyszczanie mechaniczne - 25% oczyszczenia
- oczyszczanie biologiczne - 90% oczyszczenia
- usuwanie zwiazków biogennych - 93% oczyszczenia
- procesy odnowy wód - do 100% oczyszczenia

Przeróbka osadów z oczyszczalni

ścieków

- Odwodnienie

- Eliminacja organizmów chorobotwórczych

- Stabilizacja (zapobieganie gniciu)

1. napowietrzanie

2. fermentacja metanowa

- Mechaniczne odwadnianie na prasach

- Suszenie

Stopień zanieczyszczenia wód określa się za
pomocą tzw. wskaźników zanieczyszczenia.

Jednym z najwaŜniejszych wskaźników
zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest
stęŜenie rozpuszczonego tlenu.

- 8-9 mg/dm3 – woda czysta
- poniŜej 8 mg/dm3 – woda zanieczyszczona związkami

organicznymi

- poniŜej 4 mg/dm3 – obumieranie organizmów wodnych

Wskaźniki czystości wód

Fizyczne

- temperatura – 35°C
- zapach i smak
- mętność (przezroczystość)
- barwa

Chemiczne

- odczyn (ph)
- BZT

i ChZT

- zawartość rozpuszczonego tlenu
- twardość
- alkaliczność
- zawartość związków azotu
- zawartość chlorków – 1000mg/l
- zawartość siarczanów – 1mg/l
- zawartość Fe i Mn
- zawartość fluoru
- sucha pozostałość po praŜeniu
- zawartość gazów rozpuszczonych w wodzie
- zawartość pierwiastków śladowych (Cu, Mn, Fe, Zn, Ni, Co, Cd, Mo, Se, Br)
- zawartośc substancji trujących (cyjanki, związki Cr (VI), Pb, Hg)

Bakteriologiczne
Biologiczne

System saprobowy

- wody oligosaprobowe

- wody mezosaprobowe

- wody polisaprobowe

NajwyŜsze dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń dla ścieków

z oczyszczania gazów odlotowych, z procesu termicznego przekształcania

odpadów

Nazwa wskaźnika lub rodzaj substancji

Jednostka

miary

NajwyŜsza

dopuszczalna wartość

Temperatura

ºC

Odczyn

6,5 – 8,5

Zawiesiny ogólne

mg/l

Rtęć i jej związki w przeliczeniu na rtęć

mg/l

0,03

Kadm i jego związki w przeliczeniu na kadm

mg/l

0,05

Tal i jego związki w przeliczeniu na tal

mg/l

0,05

Arsen i jego związki w przeliczeniu na arsen

mg/l

0,15

Ołów i jego związki w przeliczeniu na ołów

mg/l

0,2

Chrom i jego związki w przeliczeniu na chrom

mg/l

0,5

Miedź i jej związki w przeliczeniu na miedź

mg/l

0,5

Nikiel i jego związki w przeliczeniu na nikiel

mg/l

0,5

Cynk i jego związki w przeliczeniu na cynk

mg/l

1,5

Dioksyny i furany, określone jako suma

indywidualnych dioksyni furanów

ng/l

0,3

Zgodnie z Programem Państwowego Monitoringu Środowiska
badania wód ukierunkowano głównie na:

- ocenę ogólną (ekologiczną) jakości wód tzw. ocenę wg 5 klas
- ocenę naraŜenia wód powierzchniowych na zanieczyszczenie

związkami azotu ze źródeł rolniczych oraz
ocenę stopnia eutrofizacji wód powierzchniowych

- identyfikację jakości wód w zaleŜności od aktualnego ich

przeznaczenia

- oceny jakości wód pod względem ich przydatności do

bytowania ryb w warunkach naturalnych,

- oceny jakości wód pod względem wykorzystania ich do

zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 11 lutego 2004 r.

w sprawie klasyfikacji dla prezentowania stanu wód

powierzchniowych i podziemnych, sposobu prowadzenia monitoringu

oraz sposobu interpretacji i prezentacji stanu tych wód

Klasyfikacja ustala pięć klas jakości wód, określając standardy jakości środowiska
i graniczne wartości stęŜeń zanieczyszczeń dla poszczególnych klas:

1) klasa I - wody o bardzo dobrej jakości:

a) spełniają wymagania określone dla wód wykorzystywanych do zaopatrzenia
ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem
właściwym dla kategorii A1;
b) wartości wskaźników jakości wody nie wskazują na Ŝadne oddziaływania
antropogeniczne

2) klasa II - wody dobrej jakości:

a) spełniają w odniesieniu do większości wskaźników wymagania określone dla wód
wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia,
w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2,
b) wartości elementów biologicznych wykazują niewielki wpływ zaburzeń
wynikających z antropopresji;

3) klasa III - wody zadowalającej jakości:

a) spełniają wymagania określone dla wód wykorzystywanych do zaopatrzenia
ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem
właściwym dla kategorii A2,
b) wartości elementów jakości biologicznej wykazują umiarkowany wpływ
antropopresji

4) klasa IV - wody niezadawalającej jakości:

a) spełniają wymagania określone dla wód wykorzystywanych do zaopatrzenia
ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem
właściwym dla kategorii A3,
b) wartości elementów jakości biologicznej wykazują powaŜny wpływ antropopresji
i populacje biologiczne odbiegają znacznie od zespołów normalnie związanych z tym
typem wód powierzchniowych

5) klasa V - wody złej jakości:

a) wody nie spełniają wymagań dla wód wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności
w wodę przeznaczoną do spoŜycia,
b) wartości elementów jakości biologicznej wykazują, na skutek oddziaływań
antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części
populacji biologicznych

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada

2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać

wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia

ludności w wodę przeznaczoną do spoŜycia

W zaleŜności od wartości granicznych wskaźników jakości wody ustalono
trzy kategorie:

kategoria A1

- woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego,

w szczególności filtracji oraz dezynfekcji

kategoria A2

- woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego

i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji,

flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego)

kategoria A3

- woda wymagająca wysokosprawnego uzdatniania

fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania, koagulacji,
flokulacji, dekantacji, filtracji, adsorpcji na węglu aktywnym,
dezynfekcji (ozonowania, chlorowania końcowego).

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia

2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wraŜliwych

na zanieczyszczenie związkami azotu ze źródeł rolniczych

Za wody wraŜliwe na zanieczyszczenie związkami azotu ze

źródeł rolniczych uznaje się wody zanieczyszczone oraz

wody zagroŜone zanieczyszczeniem, jeŜeli nie zostaną

podjęte działania ograniczające bezpośredni lub pośredni

zrzut do tych wód azotanów i innych związków azotowych

mogących przekształcić się w azotany, pochodzących

z działalności rolniczej.

Za wody zagroŜone zanieczyszczeniem uznaje się:

a) śródlądowe wody powierzchniowe, a w szczególności
wody, które pobiera się lub zamierza się pobierać na
potrzeby zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do
spoŜycia i wody podziemne, w których zawartość
azotanów wynosi od 40 do 50 mg NO

/dm

i wykazuje

tendencję wzrostową;

b) śródlądowe wody powierzchniowe oraz morskie wody
wewnętrzne i morza terytorialnego, wykazujące tendencję
do eutrofizacji, którą skutecznie moŜna zwalczać przez
zmniejszenie dawek dostarczanego azotu.

Za wody zanieczyszczone uznaje się:

/dm

;

b) śródlądowe wody powierzchniowe oraz morskie wody
wewnętrzne i morza terytorialnego, wykazujące
eutrofizację, którą skutecznie moŜna zwalczać przez
zmniejszenie dawek dostarczanego azotu.

Stan wody w Polsce

- zaledwie 2% stanowią wody w I klasie czystości - zdatne
do picia przez ludzi, przydatne dla przemysłu
farmaceutycznego i spoŜywczego oraz nadające się do
hodowli ryb łososiowatych

- 12,2% to wody w II klasie - przydatne do hodowli ryb i
zwierząt gospodarskich oraz nadające się na kąpieliska, do
rekreacji i uprawiania sportów wodnych

- 24,0% to wody w III klasie - nadające się do celów
produkcyjnych i nawodnień

- 61,8%to wody pozaklasowe - całkowicie nieprzydatne,
nawet do celów produkcyjnych.

Wisła

na całej swej długości prowadzi wodę bardzo zanieczyszczona,

przy czym w 44, 2% biegu woda mieści się w III klasie czystości, a aŜ w
55,8% jest pozaklasowa

Odra

na 7,6% swej długości prowadzi wody II klasy, na29,0% długości

- III klasy, a na 63,4% długości - wody pozaklasowe

Warta

wykazuje pozaklasowe wody na około 51,0% swego biegu,

a w pozostałych 49,0% prowadzi wódę III klasy

Stan wód duŜych jezior w Polsce:

- na 130 zbadanych jezior tylko jedno mieściło się w I klasie czystości wód
- 60 w II i III klasie
- wody pozaklasowe stwierdzono w 70 zbiornikach ( ok. 53,0%)

Ogólnie ponad 2/3 zbadanych jezior było silnie zanieczyszczonych
ściekami

SPOSOBY OCHRONY WÓD PRZED

ZANIECZYSZCZENIAMI

Ochrona zasobów wodnych polega przede wszystkim na
rozwiązaniach technicznych, takich jak:

- stosowanie bezściekowych technologii w produkcji

przemysłowej

- napowietrzanie wód stojących
- zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych

i odzysk wody ze ścieków

- utylizacja wód kopalnianych oraz powtórne wtłaczanie tych

wód do górotworu

- zabezpieczanie hałd i wysypisk
- oczyszczanie ścieków i unieszkodliwianie osadów ściekowych