KURZUS: Környezetvédelem

MODUL: V. modul: A víz és védelme

13. lecke: Vízszennyező anyagok és források

|  | Cél: A lecke célja, hogy a hallgatók megismerjék a vizekre veszélyt jelentő szennyező anyagokat és forrásokat.
| Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
| definiálni a vízszennyezés fogalmát, legalább 3-3 példát felsorolni a rendszeres és a havária-szerű vízszennyezésekre, jellemezni a pontszerű és a diffúz szennyező források közti különbséget, megnevezni 2 példát vizek pontszerű és 3 példát diffúz szennyezőire, saját szavaival elmagyarázni a hőszennyezés vizekre gyakorolt káros hatásait, felsorolni a vizek klasszikus komponenseit, felsorolni az oxigénhiány kialakulásához vezető okokat, saját szavaival elmagyarázni az eutrofizáció folyamatát és kiváltó okait, megnevezni a legfontosabb szerves és szervetlen mikroszennyezőket, megnevezni a radioaktív szennyezés potenciális forrásait, felsorolni szennyező anyagok megjelenési formáit, felsorolni a különböző ágazatok vízszennyezésének legfontosabb forrásait.
| Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 45 percre lesz szüksége.
| Kulcsfogalmak:
| vízszennyezés hőszennyezés oxigénhiány eutrofizáció.
| 1. Vízszennyezések - idő és eredet szerint
| Jegyezze meg a vízszennyezés fogalmát! Gyűjtsön példákat (saját környezetéből is) a rendszeres és a rendkívüli vízszennyezésekre!
| Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan, rendszerint mesterséges külső hatást, amely a felszíni és felszín alatti vizek minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi használatra és a benne végbemenő természetes folyamatok biztosítására csökken vagy megszűnik.
| Rendszeres (folyamatos) vízszennyezést okoznak az ipari üzemek, a kommunális és ipari szennyvíztisztítók, a települések, a mezőgazdaság. Rendkívüli (haváriaszerű) vízszennyezést okoznak a természeti és ipari katasztrófák, a műszaki hibák, szabotázs akciók, az emberi felelőtlenség.
| Gyűjtsön példákat a pontszerű és a diffúz vízszennyező forrásokra! Jegyezze meg a köztük lévő különbséget!
| A vízszennyező anyagok eredetük szerint lehetnek pontszerűek ill. diffúzak. A pontszerű szennyeződések helye pontosan meghatározható (szennyvízcsatornák, gyárak stb.), a szennyeződés összegyűjthető, így megfelelő technológiákkal többségük ártalmatlanítható.
| A diffúz szennyeződések eredetének helye konkrétan nem határozható meg, mert a szennyeződések nem valamely jól körülhatárolt forrásból, pl. szennyvíztelepről érkeznek a vizekbe, hanem a légkörből, a felszíni lefolyás közvetítésével a földekről, az utakról, a településekről, a talajvíz beszivárgásából. A diffúz terhelés jelentős hányada közvetlenül a mezőgazdasági termeléshez (az állattartó telepek szennyezőanyagai, talajból kimosódó műtrágyák, növényvédőszerek) és a települési lefolyáshoz (az utakról a vizekbe kerülő szennyező anyagok) kötődik. A diffúz terhelés nagy területről kis koncentrációban érkezik, ezért sokkal nehezebb és drágább kezelni, mint a kis területen nagy koncentrációban képződő pontszerű terhelést. A pontszerű szennyezés növekvő hányadának kezelésével, a csatornázás és a szennyvíztisztítás fejlesztésével egyre nő a diffúz terhelés aránya. A megelőző intézkedéseket a vízgyűjtő területén kell végrehajtani: pl. a műtrágya felhasználásának csökkentése, a szervestrágya felhasználás tilalmi időszakainak bevezetése a nitrogén- és foszfor-veszteség csökkentése érdekében, a trágya-túladagolás elkerülése, hatékony tápanyag-visszaforgató rendszerek és ökotechnológiai módszerek alkalmazása (pl. vizes élőhelyek és más védőzónák helyreállítása), oktatási programok az egyéni és közösségi felelősségérzet felkeltésére, a tápanyagok körforgásának megismertetésére.
| 2. Vízszennyezések - anyag szerint
| A vízszennyezések anyaguk szerint különfélék lehetnek; fő csoportjaik: hőszennyezés, klasszikus komponensek, mikroszennyezők, radioaktív szennyezés, fertőzést okozó mikroorganizmusok.
| 2.1. Hőszennyezés
| Gyűjtse ki a hőszennyezés vizekre gyakorolt káros hatásait!
| A hőszennyezés a víz hőmérsékletének mesterséges megváltoztatásával okozott kár. A vízi élőlények természetes hőmérsékleti körülményekhez alkalmazkodott életközösségének egyensúlyát a felszíni vizekbe vitt hőmennyiség felborítja. A felmelegedés különbözőképpen hat az élőlényekre, így az eredeti közösség megváltozik. Magasabb hőmérsékleten gyorsul a vízi élőlények anyagcseréje, érzékenyebbek a mérgező anyagokra, egyes életjelenségeikben, a szaporodásukban zavarok keletkezhetnek. A hőmérséklet-emelkedés ezen kívül csökkenti az oxigén oldhatóságát, ami megnehezíti a biológiai lebomlást, a folyó öntisztulását, illetve az oxigénhiány miatt egyes élőlények eltűnnek. A fokozott párolgás és az oldhatóság növekedése következtében az állóvizek sótartalma nőhet. Különösen jelentős hőszennyezők a hőerőművek és az atomerőművek, hűtővizeik vízfolyásokba engedése következtében.
| 2.2. Klasszikus komponensek
| Gyűjtse ki és jegyezze meg a vizek klasszikus komponenseit!
| Ezek az anyagok a vizekben természetesen is jelen vannak, feltétlenül szükségesek, és a mennyiségüktől függ, hogy szennyeznek-e, vízminőség-romlást okoznak-e vagy sem. A klasszikus komponensek közé számítanak a különféle sók, oldott oxigén, szervesanyag-tartalom, nitrogén- és foszforvegyületek. A nem megfelelő mennyiségük miatt kiváltott vízminőségromlás két alapvető típusa az oxigénhiány kialakulása és az eutrofizáció.
| Gyűjtse ki és jegyezze meg, hogy miért szükséges az oxigén a vizekben, és hogy milyen okok vezetnek az oxigénhiány kialakulásához!
| Az oxigénhiány kialakulása:
| A vízben oldott oxigén a vizekben végbemenő életfolyamatokhoz elengedhetetlenül szükséges. Az elviselhető határérték fajtól függ, általában 3-4 mg/l, de pl. a pisztrángok már 6-7 mg/l, a pontyok 4-5 mg/l alatti oxigénkoncentrációnál légzési nehézségekkel küzdenek. Oxigénre van szükség a vizekben lejátszódó öntisztulási folyamatokhoz is: ennek során a szerves anyagokat a vízben lévő heterotróf baktériumok lebontják (oxidálják), és ehhez oxigénre van szükségük.
| Nyáron a túlzott mértékben elburjánzott vízinövényzet nagyfokú bomlási, rothadási folyamatai indulnak be. Ezekhez a folyamatokhoz oxigén szükséges, amelynek mennyisége ezáltal lecsökken a vízben. Télen a jégréteg akadályozza az oxigén víztérbe jutását, valamint a jégrétegre hullott hó árnyékoló hatása is szerepet játszik. Évszaktól függetlenül egyéb okok - szerves és szervetlen szennyező anyagok vízbe jutása, kedvezőtlen hidrometeorológiai helyzet - is kiválthatják az oxigénhiányt. Az oxigénhiány kialakulása egyéb jelenségekkel is együtt járhat: a növényzet hirtelen rothadása, az iszap anaerob bomlása folytán kénhidrogén és ammónia, illetve baktériumok, algák mérgező anyagcsere termékei is keletkeznek.
| Jegyezze meg az eutrofizáció jelenségét és okait!
| Eutrofizáció:
| Az eutrofizáció a vizek növényi tápanyagdúsulása által kiváltott biológiai reakció: a felszíni vizek elnövényesednek (algásodás, hínárosodás) a beléjük került nitrogén- és foszforvegyületek miatt (amelyek a növények számára táplálékul szolgálnak). Az eutrofizáció természetes és mesterséges hatásokra is bekövetkezhet. Folyamatát egyes planktonalgák időszakos, hirtelen elszaporodása ("vízvirágzás") jelzi (1. kép). Az eutrofizáció a tavi elöregedés jellemzője, feltöltődéshez vezet. A talajerózióval, deflációval a felszíni vizekbe jutó tápanyagok (főként a nitrogén és foszfor-tartalmú műtrágyák) és a szennyvizek (háztartási szennyvizek nitrogén- és foszfortartalma) elősegítik a folyamatot.
Eutrofizálódott víz
1. kép
| 2.3. Mikroszennyezők
| Gyűjtsön példákat a vizek szerves és szervetlen mikroszennyezőire, és keressen példákat saját környezetéből vagy szakterületéről a mikroszennyezők vízbe jutásának lehetséges forrásairól!
| Azok az anyagok tartoznak a mikroszennyezők körébe, amelyek már viszonylag kis mennyiségben is káros hatásúak. Az íz- és szagrontó hatásuk mellett többnyire mérgező, rákkeltő anyagok, amelyek a tápláléklánc összes résztvevőjét károsíthatják. A különféle emberi tevékenységek következtében mennyiségük jelentősen megnőtt.
| A szervetlen mikroszennyezők közül a vas, mangán, cink elsősorban ízrontó hatású. A mérgező elemek közül a higany, a kadmium és az ólom különösen veszélyes az emberi szervezetre.
| A leggyakrabban előforduló szerves mikroszennyezők a kőolajszármazékok. Ezek kisebb koncentrációban is mérgezők és ízrontók, az olajhártya pedig meggátolja a víz légkörből történő oxigénfelvételét. Az aromás szénhidrogének emellett rákkeltő hatásúak. A szintetikus mosószerek (detergensek) a felszíni vizek habzását okozzák, ami megnehezíti az oxigénfelvételt, és esztétikailag is romboló látvány. Emulgeáló tulajdonságuk miatt megakadályozzák más káros anyagok kicsapódását és ülepedését. A mezőgazdaság kemizálásával elterjedt peszticidek szintén káros vízszennyezők. Lebomlásuk lassú, így feldúsulnak a táplálékláncban, veszélyes hatásuk esetleg csak évek múlva jelentkezik. A növényvédelem fejlődésének egyik iránya, hogy a lassan lebomló mérgező vegyületek helyett a vízben jól hidrolizáló és gyorsan bomló vegyületek kerülnek előtérbe (pl. a klórozott szénhidrogének helyett szerves foszforsavészterek). A fenolvegyületek a halhús ízét élvezhetetlenné teszik, az ivóvíz klórozásakor pedig igen kellemetlen szagú és ízű klór-fenolok keletkeznek belőlük.
| 2.4. Radioaktív anyagok
| Gyűjtse ki és jegyezze meg a radioaktív anyagok vízbe jutásának lehetséges okait!
| A radioaktív anyagok azért különösen veszélyesek, mert érzékszerveinkkel nem észleljük őket, és biológiailag irreverzibilis elváltozásokat okoznak. A kőzetek természetes radioaktivitása miatt a velük érintkező vizek mindig tartalmaznak kis mennyiségben radioaktív izotópokat. A tengervíz radioaktív anyag tartalma a 40K izotóp miatt ennél magasabb. Az 1960-as évek elején a légköri atombomba kísérletek miatt az európai folyóvizekben többszörösére emelkedett a radioaktivitás, majd a kísérletek beszüntetése után visszaállt a korábbi értékekre. Potenciális veszélyt az izotópokat felhasználó laboratóriumok (térbeli szétszórtságuk következtében) és a nagy aktivitás miatt az atomreaktorok jelentenek.
| 2.5. Fertőzést okozó mikroorganizmusok
| A felszíni vizek és az ivóvizek természetes állapotukban nem tartalmaznak fertőzést okozó mikroorganizmusokat, azonban a háztartási szennyvizekkel patogén baktériumok ill. vírusok is kerülhetnek a vizekbe. Ha ezek a kutakba vagy a vezetékes vízellátásba jutnak, közegészségügyi ártalmakhoz, járványokhoz vezetnek.
| 3. Vízszennyezések - megjelenési forma szerint
| Gyűjtse ki és jegyezze meg a vízszennyező anyagok három fő megjelenési formáját! Keressen rájuk példákat saját környezetéből vagy szakterületéből!
| Megjelenési formájuk szerint a vízszennyező anyagok lehetnek felszínen úszók (mosószer-hab, festék, oldószer, alga-békalencse tömeg, szilárd hulladék, szemét, állattetem stb.), valamint vízben lebegő és oldott szennyeződések. Ez utóbbi kettőre vagy a víz elszíneződése, szaga, lebegőanyag-tartalma utal, vagy pedig nem okoz észrevehető elváltozást, csak a bekövetkezett vízminőségi kár észlelhető (pl. halpusztulás).
| 4. Vízszennyezések - ágazatok szerint
| Jegyezze meg a különféle ágazatok által okozott vízszennyezések legfontosabb forrásait!
| A vízszennyezésekért minden gazdasági ágazat: a háztartások, az ipar, a mezőgazdaság és a közlekedés - különböző arányban - egyaránt felelős:
| A települési szennyvíz forrásai: háztartási szennyvíz, település területén lehullott csapadékvíz, a települési csatornahálózatba bekötött ipari üzemek. Az ipari szennyvíz forrásai: hűtővizek, technológiai használt vizek, üzemi szociális szennyvizek, az üzem területéről elvezetendő csapadékvizek. A mezőgazdasági szennyvíz forrásai: műtrágyák, növényvédő szerek, állattartó telepek szennyvizei (hígtrágya). A közlekedési szennyvíz forrásai: tankhajó-katasztrófák, utakról lemosódó szennyező anyagok, szervízhálózatok olajtartalmú szennyvizei stb.

|  | Önellenőrző kérdések
| 1. Definiálja a vízszennyezés fogalmat!
| 2. Soroljon fel legalább 3 példát rendszeres vízszennyezésekre!
| 3. Nevezzen meg legalább 3 példát, amely haváriaszerű vízszennyezést okoz!
| 4. Mi a különbség a pontszerű és a diffúz szennyezők között?
| 5. Soroljon fel legalább 2 példát pontszerű vízszennyező forrásra!
| 6. Nevezzen meg diffúz vízszennyező forrásokat (3)!
| 7. Mi a hőszennyezés és miért káros?
| 8. Sorolja fel a vizek klasszikus komponenseit!
| 9. Milyen okok vezetnek oxigénhiányhoz a vizekben?
| 10. Mi az eutrofizáció és milyen kiváltó okai vannak?
| 11. Melyek a legfontosabb szerves és szervetlen mikroszennyezők?
| 12. Milyen forrásokból kerülhetnek a vizekbe radioaktív anyagok?
| 13. Milyen megjelenési formái vannak a vízben lévő szennyező anyagoknak?
| 14. Töltse ki a táblázatot!
Települési szennyvíz forrásai | Ipari szennyvíz forrásai | Mezőgazdasági szennyvíz forrásai | Közlekedési szennyvíz forrásai