Zanieczyszczenia wód
advertisement
Zanieczyszczenia i ochrona wód Jednym z elementów niezbędnych do utrzymania życia, obok tlenu i pożywienia jest woda. Bez niej umiera każde żywe stworzenie. Jest podstawowym składnikiem potrzebnym do życia i działalności człowieka. Woda jest substancją najbardziej potrzebną, środkiem utrzymania podstawowych zasad higieny, surowcem oraz środkiem używanym w produkcji przemysłowej, a także źródłem energii. Jej wartość rośnie wraz z rozwojem cywilizacyjnym społeczeństw, rozwojem miast oraz przemysłu i rolnictwa. Zanieczyszczenie wód jest problemem rangi światowej. Jeszcze mniej więcej do średniowiecza dominowały zanieczyszczenia wód pochodzenia naturalnego. Związane były głównie z rozwojem i obumieraniem wodnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Powodowane były także wypłukiwaniem pewnych substancji ze skał i gleb. Wraz z rozwojem miast, a następnie ośrodków przemysłowych do wód zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. Wraz ze wzrostem ludności na Ziemi i rozwojem przemysłu, wzrosła także ilość zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia to niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody. Spowodowane są wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych lub ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i w celach gospodarczych. Jakość wody charakteryzują właściwości fizyczne, czyli mętność, przezroczystość, barwa, smak, oraz zapach i temperatura; właściwości chemiczne (głównie twardość wody) oraz właściwości bakteriologiczne czyli zawartość bakterii chorobotwórczych , wśród których najgroźniejszymi są bakterie tyfusu brzusznego, czerwonki, cholery oraz innych chorób, powodujących schorzenia przewodu pokarmowego. Cała woda, także woda z kranu, pochodzi z obiegu hydrologicznego: z oceanów, jezior i rzek, z pól i lasów, z których stale wznosi się w postaci pary i powoduje powstawanie chmur. Tworzenie się chmur prowadzi do opadów deszczu, gradu i śniegu. Na drodze ku ziemi pochłania dwutlenek węgla, amoniak i inne gazy, wymywa cząstki brudu i zanieczyszczenia chemiczne z atmosfery i przenosi je do ziemi. Wody morskie zanieczyszczone są przede wszystkim przez wycieki ropy, mycie statków i awarie zbiorników oraz próby nuklearne. Zanieczyszczenia wód są 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 substancji zanieczyszczających wody należą: pestycydy, detergenty, barwniki, fenole, węglowodory ropopochodne (alifatyczne i aromatyczne), substancje powierzchniowo czynne, aminy aromatyczne, chloropochodne bifenylu, sole (azotany, chlorki, fosforany, siarczany), jony metali ciężkich (ołowiu (Pb), miedzi (Cu), rtęci (Hg), kadmu (Cd), arsenu (As) i innych), radioizotopy. Wśród organizmów żywych największą rolę w zanieczyszczaniu wód odgrywają bakterie Escherichia coli. 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. Negatywne działanie na czystość wód posiadają m. in.: • Pestycydy – środki ochrony roślin niekorzystnie wpływające na stan czystości wód podziemnych, mają toksyczne działanie, mogą powodować proces eutrofizacji, który wpływa na starzenie się zbiornika po przez nadmiar substancji odżywczych. • Detergenty – występują w środkach piorących i czyszczących, nie ulegają procesom biodegradacji, niekorzystnie wpływają na samooczyszczanie się wody. • Metale ciężkie – posiadają zdolności gromadzenia się w osadach w strefach dennych, mają działanie toksyczne, szczególnie dla człowieka, przyczyniają się do uszkodzeń między innymi mózgu i nerek. • Fenole – związki aromatyczne, znajdują się w ściekach, z którymi przedostają się do wód, ich występowanie wpływa na odrażający smak wody oraz powoduje oparzenia. • Węglowodany aromatyczne (WWA) – są substancjami rakotwórczymi, ich źródłem są ścieki koksowe. • Radioizotopy- źródłem tych zanieczyszczeń są: reaktory jądrowe, wybuchy bomb wodorowych i atomowych, są to substancje rakotwórcze, pozostają w wodzie przez długi czas. Na świecie występuje obecnie wiele rodzajów zanieczyszczeń wody. Dzielimy je między innymi ze względu na: 1. Pochodzenie • Naturalne (autochtoniczne) – takie, które pochodzą z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych – np. zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza; • Sztuczne – inaczej antropogeniczne (allochtoniczne), czyli związane z działalnością człowieka – np. pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne także możemy podzielić na grupę biologicznych (bakterie, wirusy, grzyby, glony) oraz chemicznych (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady). 2. Kryterium trwałości zanieczyszczeń: • Rozkładalne – zawierające substancje organiczne, potencjalnie trujące, lecz podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale bakterii (ścieki domowe). • Nierozkładalne – zawierające substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (sole metale ciężkich). • 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). 3. Stopień szkodliwości • Bezpośrednio szkodliwe – fenole (gazownie, koksownie) kwasy cyjanowodorowy (gazownie), kwas siarkowy i siarczany, kwaśny deszcz (fabryki nawozów sztucznych, celulozownie, fabryki włókien sztucznych). • Pośrednio szkodliwe – takie, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu niezbędnego do utrzymania przy życiu organizmów wodnych. 4. 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 nie posiadających 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 torfowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, osadowych. Zanieczyszczenia wody dzieli się też m. in. na: • Zanieczyszczenia komunalne Są to ścieki miejskie czyli mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, fekaliów, odpadów ze szpitali, łaźni, pralni i zakładów przemysłowych. Znaczną ich część stanowią występujące w postaci zawiesiny lub rozpuszczone związki organiczne, głównie białka, tłuszcze i węglowodany. Zawierają one także detergenty, chorobotwórcze drobnoustroje, które są źródłem takich chorób, jak tyfus, cholera, dur brzuszny, choroba Heinego Mediny. Jeszcze jednym ważnym składnikiem ścieków są metale ciężkie (ołów, rtęć). Substancje te, jeśli przenikną do organizmów zwierzęcych, w tym organizmu ludzkiego, powodują uszkodzenia wątroby, naczyń krwionośnych, serca, układu nerwowego i kości. • Zanieczyszczenia przemysłowe Powstają między innymi przy wydobywaniu surowców, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji i podczas wielu innych czynności wykonywanych w różnorakiej produkcji. Ich skład jest bardzo zróżnicowany i zależny od rodzaju produkcji, np. ścieki z garbarni zawierają związki wapnia, chromu, siarczki, chlorki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne. Są one szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż działają na nie, niszcząc wątrobę, przewód pokarmowy i układ krążenia. • Zanieczyszczenia rolnicze Składają się na nie środki ochrony roślin, które mają na celu niszczenie szkodliwych organizmów, niszcząc również organizmy pożyteczne. Duże znaczenie mają także nawozy sztuczne, tylko częściowo wykorzystywane przez rośliny. Ich nadmiar spływa z wodami deszczowymi i gruntowymi do zbiorników wodnych, powodując gromadzenie się środków odżywczych tylko dla pewnych gatunków roślin, co w efekcie prowadzi do zakłócenia równowagi ekologicznej. 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. Przez zanieczyszczenie wód rozumiemy niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych czy wreszcie ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych. Największą ilości wody zużywają: - energetyka, - hutnictwo, - górnictwo, - przemysł chemiczny i papierniczy. Klasyfikacja zanieczyszczeń Ścieki przemysłowe: • Metale ciężkie • Fenole • Farby • Zasolenia wód Ścieki rolnicze: • Nawozy • Środki ochrony roślin Ścieki komunalne: • Detergenty • Bakterie chorobotwórcze Odpady stałe: • Opakowania • Tworzywa sztuczne • Szkło Transport wodny: • Ropa naftowa • Oleje Kwaśne deszcze: • Tlenki siarki • Tlenki azotu • Tlenki węgle Na świecie występują obecnie następujące klasy czystości wód: Klasa pierwsza: Wody w tej klasie charakteryzują się bardzo dobrą jakością: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A1, b) wartość wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływanie antropogeniczne. Klasa druga: Wody w tej klasie można określić jako wody o charakterze dobrym: a) spełniają w odniesieniu do większości jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na niewielki wpływ oddziaływania czynników antropogenicznych Klasa trzecia: Wody w danej klasie określić można jako wody zadowalające: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na umiarkowany wpływ oddziaływania czynników antropogenicznych Klasa czwarta: Wody tej klasy scharakteryzować można jako niezadowalającej jakości: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A3, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych. W Polsce ocenę jakości wód przeprowadza się na podstawie monitoringu czystości rzek, czyli pomiarów Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska. Według oceny jakości z 2002 roku w klasie nie odpowiadającej normom znalazło się aż 14,2% wód. Na podstawie rozporządzenia Ministra Środowiska z 11 lutego 2004 roku, klasyfikacji wód dokonuje się w pięciostopniowej skali, co jest zgodne z Ramową Dyrektywą Wodną UE. Prawie każde wykorzystanie wody powoduje jej zanieczyszczenie. Można jednak je zminimalizować poprzez budowę oczyszczalni ścieków, składowanie odpadów w miejscach do tego przeznaczonych, sadzenie drzew w okolicach zbiorników, zakładanie filtrów na wodę. Ocena jakości jezior w Polsce w 2002 roku: • 5,8% – klasa I • 39,2% – klasa II • 40,8% – klasa III • 14,2% – wody nie odpowiadające 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. Zanieczyszczenia wód w Polsce: • ZANIECZYSZCZENIA WÓD PŁYNĄCYCH Stan czystości rzek polskich od lat ulega pogorszeniu. Od 1964r. kiedy to rozpoczęto ujednolicanie kryteriów badania jakości wód rzecznych, zmniejszyła się długość odcinków rzek z wodami I klasy czystości, przybyło natomiast wód klas wyższych oraz nie odpowiadających normom. • ZANIECZYSZCZENIA JEZIOR Jeziora w Polsce są najbardziej zagrożone zrzutem do nich ścieków komunalnych i przemysłowych, jak również spływem powierzchniowym wymywanych nawozów mineralnych. Efektem tego jest eutrofizacja, czyli wzrost żyzności wód, spowodowany napływem nadmiernej i substancji organicznych. Niebezpieczny jest także dopływ pestycydów zawierających w swoim składzie metale ciężkie oraz węglowodory chlorowane. Niebezpieczeństwo ze strony pestycydów polega na ich kumulacji w organizmach oraz na tym, że przez długi czas pozostają w wodzie w formie toksycznej i powodują wymarcie wielu organizmów. Degradacja wód jezior jest procesem praktycznie nieodwracalnym. Wody zatrutych jezior jedynie w minimalnym stopniu są w stanie same się oczyścić. • ZANIECZYSZCZENIA MORZA BAŁTYCKIEGO Stan środowiska Morza Bałtyckiego jest również alarmujący. W polskiej strefie przybrzeżnej nastąpiło zaburzenie równowagi biologicznej i chemicznej, spowodowane dopływem wraz ze ściekami przemysłowymi i komunalnymi związków biogennych, soli metali ciężkich, węglowodorów chlorowanych, ropy i ropopochodnych. Na dużą skalę występują także zanieczyszczenia termiczne i radioaktywne. W niektórych akwenach, jak Zatoka Gdańska i Zatoka Pucka, Zalew Szczeciński, Zatoka Pomorska, doszło do silnej eutrofizacji, będącej wynikiem koncentracji fosforanów, azotanów i innych substancji. Wyraziło się to w rozszerzeniu powierzchni przydennych obszarów beztlenowych skażonych siarkowodorem, powstałym w wyniku rozkładu materii organicznej przez bakterie beztlenowe. Wpłynęło to ujemnie na zoobentos i ryby żyjące przy dnie; spowodowało zniszczenie tradycyjnych tarlisk dorsza oraz znaczne zatrucie ryb, np. węgorzy, dorszy, narybku szprota. Doprowadzane do morza nie oczyszczone ścieki komunalne są przyczyną zagrożenia. Największa ilość zanieczyszczeń przedostaje się do Morza Bałtyckiego wraz z wodami Wisły i Odry. Nie bez znaczenia są też zanieczyszczenia pochodzące z żeglugi. Warto dodać, że Bałtyk należy do najbardziej skażonych mórz pod względem zawartości substancji radioaktywnych. 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. Obecnie w Polsce liczba oczyszczalni ścieków jest wciąż zbyt mała w stosunku do zapotrzebowania. Jednak nie wszystkie polskie oczyszczalnie przeprowadzają proces oczyszczania ścieków w trzech etapach, po których ścieki mogą być odprowadzone do zbiorników wodnych. Aby utrzymać polskie rzeki w czystości, należy więc budować nowe oczyszczalnie i modernizować stare. Wymaga to niestety olbrzymich nakładów finansowych, na które Polska nie może sobie pozwolić. W tej sytuacji można liczyć na pomoc innych państw. 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. Ze względu na pochodzenie zanieczyszczenia wód dzielimy na naturalne i sztuczne. O naturalnym zanieczyszczeniu mówimy, gdy woda zawiera roztwory domieszek soli, gazów, substancji organicznych i drobnoustrojów. Najmniej domieszek zawiera woda z opadów atmosferycznych, najwięcej woda morska i wody podziemne, zanieczyszczone złożami naturalnymi. Wraz z rozwojem miast i przemysłu zaczęły dominować zanieczyszczenia sztuczne, pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych i składowisk odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne możemy także podzielić na biologiczne (bakterie, wirusy, grzyby, glony) i chemiczne (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady). Główną przyczyną degradacji wód są ścieki odprowadzane z kanalizacji przemysłowych i komunalnych. Są to tzw. zanieczyszczenia punktowe i obejmują wody zużywane w zakładach produkcyjnych i usługowych. Charakteryzują się wysokim stężeniem i są odprowadzane w sposób zorganizowany. Do zanieczyszczeń punktowych należą również wody użyte do celów higienicznych i gospodarczych, z gospodarstw domowych, zakładów pracy i placówek publicznych, wody deszczowe i roztopowe. Inną grupę stanowią zanieczyszczenia obszarowe, spłukiwane z terenów rolniczych i leśnych. Należą do nich nawozy i pestycydy, środki ochrony roślin, które są niezwykle groźne z uwagi na wysokie stężenie substancji chemicznych i brak mechanizmów kontroli. Do zanieczyszczeń tego typu zaliczamy także odpływy przemysłowe z terenów bez systemów kanalizacyjnych oraz odpływy ze składowisk komunalnych. Około jedna trzecia zanieczyszczeń wód pochodzi z atmosfery. Wody opadowe absorbują pyły i gazy znajdujące się w powietrzu, po czym przenikają do gleby lub trafiają bezpośrednio do zbiorników wodnych. Zanieczyszczenia z opadów atmosferycznych przenikają do wód gruntowych, skąd mogą przedostawać się do wód powierzchniowych. W celu minimalizacji wpływu zanieczyszczeń na wody powierzchniowe i grunty stosuje się zabieg oczyszczania ścieków. Proces polega na usuwaniu ze ścieków osadów i substancji rozpuszczonych w wodzie. Zależnie od rodzajów zanieczyszczeń korzysta się z metod mechanicznych, fizycznych, chemicznych lub biologicznych. Wody powierzchniowe są obecnie zanieczyszczane najczęściej na skutek odprowadzania do rzek ścieków komunalnych i przemysłowych. Zatem najefektywniejszą formą ochrony wód jest oczyszczanie ścieków. Wymaga to jednak budowy kosztownych oczyszczalni ścieków. W oczyszczalniach ścieków neutralizacja szkodliwych substancji zachodzi najczęściej w trzech etapach. W etapie pierwszym - mechanicznym, dzięki kratom, sitom, urządzeniom rozdrabniającym usuwane są części stałe. Zawiesiny usuwane są w osadnikach i piaskownikach. Etap drugi oczyszczania ścieków polega na usunięciu substancji organicznych przez zespół mikroorganizmów (bakterie, grzyby jednokomórkowe, pierwotniaki) tworzących tzw. osad czynny. Po rozkładzie wszystkich zanieczyszczeń organicznych na dwutlenek węgla i wodę bakterie i grzyby są usuwane ze ścieków przez pierwotniaki. W trzecim etapie następuje usuwanie fosforanów i azotanów ze ścieków. Używa się do tego celu bakterii denitryfikacyjnych lub glonów, które zamieniają azotany (NO3) na azot atmosferyczny (N2). Fosforany mogą być usuwane ze ścieków metodami chemicznym, poprzez działanie solami metali, w wyniku czego wytrącają się trudno rozpuszczalne w wodzie sole fosforanowe. W niektórych oczyszczalniach przeprowadzany jest również czwarty etap oczyszczania ścieków, po którym ścieki mogą być używane, jako wody przemysłowe. W procesie tym do oczyszczania ścieków wykorzystywane są liczne procesy fizykochemiczne: • koagulacja - łączenie cząstek koloidowych większe zespoły, w wyniku czego powstaje osad zwany koagulatem, • flokulacja (kłaczkowanie) - przekształcanie trudno opadających drobin zawiesin w większe, • filtracja - oddzielanie cieczy od zawieszonych w niej cząstek stałych, • adsorpcja - proces zachodzący na granicy dwu faz, w wyniku którego stężenie substancji jest większe lub mniejsze od stężenia substancji w głębi fazy. Nieco inaczej oczyszczane są ścieki przemysłowe, które zawierają głównie zanieczyszczenia nieorganiczne. Stosowane są tu m.in. takie metody fizykochemiczne, jak sedymentacja, filtracja, koagulacja, strącanie chemiczne. 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 używanych w oczyszczaniu 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 z 2003 roku: • Na 2,2 km³/rok ścieków wymagających oczyszczenia oczyszczone zostały 2 km³ ścieki oczyszczone, z czego: • 0,6 km³/rok – ścieki oczyszczone procesami fizycznymi • 0,2 km³/rok – ścieki oczyszczone procesami chemicznymi • 0,6 km³/rok – ścieki oczyszczone procesami biologicznymi • 0,6 km³/rok – oczyszczanie z podwyższonym usuwaniem biogenów Mechaniczne sposoby oczyszczania wód: • proces cedzenia: duże ciała pływające wskutek swej wielkości są zatrzymywane na kratach lub na sitach, na tej samej zasadzie pracują również filtry piaskowe. • proces wznoszenia (flotacji): wskutek mniejszej gęstości niż woda substancje wypływają na powierzchnię wody, np. w odtłuszczaczach, w komorach wstępnego napowietrzania, • proces sedymentacji: wskutek większej gęstości niż ścieki ciała stałe opadają na dno osadników. Chemiczne sposoby oczyszczania wód: • Dodawanie chemikaliów wytwarzających kłaczki przyśpiesza sedymentację zawiesin lub niszczy bakterie (chlor). Biologiczne sposoby oczyszczania wód: • Do oczyszczania ścieków wykorzystuje się aktywność przyrody ożywionej: • W środowisku naturalnym gleby lub w stawach i jeziorach, • W środowisku sztucznie wytworzonym w złożach biologicznych, w komorach osadu czynnego lub w komorach fermentacji ścieków . Zanieczyszczania wód to poważny, międzynarodowy problem. Aby zapobiec dalszemu zanieczyszczaniu musimy zmienić swoje dotychczasowe działania. Budując nowe oczyszczalnie mamy szanse zmniejszyć ilość zanieczyszczeń wody na całym świecie. Od nas zależy przyszłość wód i całego środowiska na świecie.
