ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA:
· Wulkany (ok.450 czynnych), emitują popioly i gazy (CO2, SO2, H2S i inne);
· Pożary lasów, sawann i stepów (CO2, CO i pyly);
· Bagna (CH4 –metan, CO2, H2S, NH3);
· Gleby i skały ulęgające erozji, burze piaskowe (globalnie do 700 mln ton pyłów w roku);
· Tereny zielone z których pochodzą pyłki roślinne;
· Energetyczne –spalanie paliw;
· Przemysłowe- procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach, cementowniach;
· Komunikacyjne- głównie transport samochodowy, wodny, lotniczy i koleje;
· Komunalne – gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadow i ścieków (np. wysypiska);
Zależne od zasięgu źródła zanieczyszczeń mogą być: punktowe (komin), liniowe (szlak komunikacyjny), powierzchniowe (otwarty zbiornik z lotna substancja).
UCIĄŻLIWOŚĆ DLA ŚRODOWISKA:
Zanieczyszczenia powietrza wpływają ujemnie na całe środowisko przyrodnicze. Niszczy zasoby przyrody ożywionej i nieożywionej.
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na świat roślinny
Substancje toksyczne w przypadku roślin, wchłaniane są analogicznie jak w przypadku oddychania ludzi czy zwierząt, bezpośrednio przez aparaty szparkowe. Toksyny mogą też być pochłaniane pośrednio przez rośliny przy pomocy systemu korzeniowego wraz z pobieraną wodą. Po wchłonięciu przez rośliny, zanieczyszczenia takie, wywołują szereg zarówno widocznych jak i utajonych objawów.
Objawy widoczne:
- zmiany fizjologiczne (przyspieszenie lub opóźnienie faz fenologicznych, zniekształcenie tkanek)
- odbarwienia (redukcja liczby chloroplastów, matowienie powierzchni liści, plamki na powierzchni liści)
- niszczenie tkanek
Objawy utajone:
- redukcja plonów
- zmiany w przebiegu procesów fizjologicznych (fotosynteza, transpiracja)
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na ekosystem leśny
Wpływ toksyn na ekosystem leśny zależy od stężenia zanieczyszczeń w powietrzu. Wyróżniamy cztery grupy stężeń: niskie, średnie, wysokie oraz kwaśną depozycję.
Niskie stężenie:
- ekosystem leśny działa równocześnie jako pochłaniacz i jako źródło zanieczyszczeń
- las staje się źródłem takich zanieczyszczeń jak: węglowodory, siarkowodór, tlenki azotu, amoniak, terpeny oraz pyłki i zarodniki roślin.
Średnie stężenie:
- zauważalny wpływ na ekosystem leśny:
- dwutlenek siarki (SO2) - główny czynnik hamujący wzrost
- ozon (O3) i gazy PAN - główne zanieczyszczenia powodujące zubożenie gatunków i wzrost podatności na szkodniki i choroby.
Wysokie stężenie:
- dwutlenek siarki (SO2) i siarkowodór (H2S) - główne substancje powodujące niszczenie ekosystemu i poważnych chorób roślin.
Kwaśna depozycja:
- sucha depozycja (proces osadzania się zanieczyszczeń na powierzchni ziemi: gleba, rośliny, budynki, woda itp. w wyniku zetknięcia się z tą powierzchnią) dwutlenku siarki (SO2), dwutlenku azotu (NO2), kwasu węglowego (HNO3) i pyłu siarczanowego
- mokra depozycja (procesy wiązanie chemicznego lub fizycznego zanieczyszczeń wewnątrz chmur, mgieł i osadów atmosferycznych, a także procesy wymywania zanieczyszczeń z atmosfery przez opady) kwaśnych opadów i kwaśnych osadów.
Straty w ekosystemach leśnych są wynikiem złożonych interakcji poziomu zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, kwaśnej depozycji, gospodarki leśnej oraz degradacji gleb.
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na świat zwierzęcy
Zwierzęta mogą wchłaniać substancje toksyczne w dwójnasób: poprzez oddychanie oraz poprzez konsumpcję skażonego pokarmu.
Zatrucie toksynami powoduje następujące skutki:
- kwaśna depozycja (zmiana pH zbiorników prowadząca do zakwaszania jezior, stawów, rzek i tym samym do zubożenia struktury gatunków)
- fluoroza - chroniczne zatrucie fluorem (zmiana struktury kości i zębów)
- arsen (ostre ataki kolki, wysięki, przykry czosnkowy oddech)
- ołów (wiotczenie mięśni, wypadanie zębów)
- molibden (anemia, kruszenie i wypadanie włosów i ich odbarwienie)
Wpływ zanieczyszczeń powietrza na Planetę
Ocieplenie klimatu:
- gazy cieplarniane emitowane podczas spalania paliw naturalnych
- zubożenie obszarów roślinnych wiążących węgiel podczas procesów fotosyntezy
- stężenie CO2 wzrosło o około 25% w porównaniu z rokiem 1850.
- zubożenie warstwy ozonowej.
METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW: mechaniczne, biologiczne, chemiczne.
Metody mechaniczne- tzw. I stopień oczyszczania: maja na celu usuniecie ze ścieków ciał stałych pływających i grubych (zawiesin mineralnych i organicznych). Polegają na: rozdrabnianiu, cedzeniu, sedymentacji (osadzaniu się ), flotacji, wypienianiu, odwirowaniu. Metody mechaniczne mogą zapewnić redukcje zawiesin w granicach 60-70%, BZT5 do 20%. Urządzenia wykorzystywane w mechanicznym oczyszczaniu ścieków: 1)kraty (reczne, mechaniczne), 2)sita, 3)piaskowniki, 4)osadniki, 5) flotatory. Kraty- na nich dochodzi do usuwania ze ścieków substancji stałych, o stosunkowo dużych rozmiarach w wyniku cedzenia. Zanieczyszczenia zatrzymywane na kracie- skratki- sa okresowo zgaźniane, niekiedy prasowane i dezynfekowane. Sito obrotowe służy do mechanicznego oczyszczania sciekow z cial stalych w rozmiarach od 0,150 do 2 mm. Sito cechuje duza wydajnosc i skuteczność oraz bezobsługowa praca. Sito obrotowe znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu,wszędzie tam gdzie w procesie technologicznym do oczyszczania wykorzystuje się wodę a także w oczyszczalniach ścieków. Głównie sito obrotowe jest wykorzystywane w: cukrowniach, browarach, zakładach mięsnych, drobiarskich, zakładach owocowo-warzywnych, zakładach papierniczych, zakładach włókienniczych, oczyszczalniach komunalnych i przemysłowych. Sito bębnowe typu FD służy do mechanicznego usuwania zanieczyszczeń stałych o wymiarach większych od prześwitu sita. Urządzenie montowane jest bezpośrednio na kolektorze, którym przepływają ścieki komunalne lub przemysłowe. Zanieczyszczenia stałe zatrzymywane są na zewnętrznej powierzchni perforowanego bębna. Zanieczyszczenia usuwane są z powierzchni bębna za pomocą plastikowego skrobaka skąd spadają grawitacyjnie do pojemnika na skratki lub do urządzenia prasującego w celu zmniejszenia ich objętości (Praska do skratek typu PDO). Po usunięciu zanieczyszczeń bęben filtrujący jest płukany czystą wodą lub ściekiem oczyszczonym. Sito bębnowe typu FD wykonane jest standardowo ze stali nierdzewnej AISI 304. Sito może być sterowane automatycznie lub uruchamiane i zatrzymywane ręcznie. Piaskownik służy do oczyszczania ścieków z ziarnistych zanieczyszczeń (piasek, popiół, węgiel). Piaskowniki ze względu na kierunek w którym przepływają ścieki oraz budowę, dzielimy na: piaskowniki poziome, piaskowniki pionowe. Piaskowniki poziome są częściej stosowane w procesie oczyszczania ścieków. Wysoka skuteczność oczyszczania piaskownika jest zapewniana przy utrzymaniu prędkości przepływu ścieków na poziomie 0.25- 0.35 metra na sekunde i czasie przepływu ścieków przez piaskownik w granicach jednej minuty. W czasie eksploatacji piaskowników konieczne jest regularne wybieranie osadzonego w nich piasku. Odtłuszczanie ścieków. Flotacja – jest sposobem na oddzielenie fazy stałej, która jest wypychana ze ścieków na powierzchnie przez pęcherzyki powietrza. W przeciwieństwie do sedymentacji w procesie flotacji możliwe jest tylko oddzielenie cząsteczek o większej i mniejszej masie niż woda (flotator). W większości oczyszczalni ścieków stopień mechanicznego oczyszczania ścieków nie może występować samodzielnie z uwagi na niewystarczający stopień oczyszczania ścieków. Wyjątek stanowią tutaj podczyszczalnie ścieków przemysłowych, oraz przydomowe oczyszczalnie ścieków współpracujące z drenażem rozsączającym.
Metody biologiczne: ich celem jest usunięcie ze ścieków biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń przez wykorzystnie populacji mikroorganizmów zawieszonych w toni ścieków (metody osadu czynnego) lub mikroorganizmów tworzących utwierdzoną biomasę (złoża biologiczne). Zasada metody: *zanieczyszczenia organiczne podczas przemian biochemicznych są wykorzystywane przez mikroorganizmy jako pokarm przyczyniając się do przyrostu biomasy bakteryjnej. *Pozostała część rozłożonych zanieczyszczeń uwalniania jest w warunkach tlenowych jako dwutlenek węgla i woda. *W przypadku procesów beztlenowych produktami gazowymi rozkładu materii organicznej jest dwutlenek węgla oraz metan). *Nadmiar masy organicznej wytworzonej podczas rozkładu biologicznego zanieczyszczeń zawartych w ściekach oddzielana jest od strumienia ścieków w osadnikach wtórnych. Rozwiazania: 1. Osad czynny (mikroorganizmy zawieszone w toni scieku w postaci gąbczastych kłaczków); 2. Złoże biologiczne (stos tłuczonych kamieni, żużlu, koksu, a nawet elementow z tworzyw sztucznych pokryty błoną biologiczna złożoną z mikroorganizmów). Oczyszczanie biologiczne może przebiegac w warunkach:
· naturalnych - gdzie stosowane są filtry gruntowe oraz pola nawodnione. Przebiega to oczyszczanie najczęściej w stawach które dzielimy na :
· sztucznych - opiera się na złożu biologicznym i procesach osadu czynnego. Główną role odgrywają tu bakterie , grzyby , pleśnie , glony , pierwotniaki jak i wyższe organizmy - stawonogi , które przeciętnie w ciągu 10 h usuwają zanieczyszczenia organiczne . W złożu biologicznym wykorzystywane są żelbetowe cylindry o średnicy 6 - 20 m , wypełnione są koksem , granitem , żużlem wielkopiecowym . Na takim wypełnieniu gromadzą się organizmy żywe oczyszczające ściek .
W technologii biologicznego oczyszczania ścieków wyróżnia się procesy prowadzone w warunkach: tlenowych - biologiczne utlenianie, nitryfikacja oraz w beztlenowych (niedotlenionych) – denitryfikacja. Nitryfikacja– proces utleniania amoniaku i soli amonowych do azotanów(III) i azotanów(V) prowadzony przez bakterie nitryfikacyjne. Azotany powstałe w tym procesie mogą zostać przyswojone przez rośliny lub ulegać akumulacji, czego efektem może być powstanie złóż saletry. Proces ten zachodzi w warunkach tlenowych i jest dwuetapowy. Bakterie z rodzaju np. Nitrosomonas i Nitrosospira utleniają jony amonowe do azotanów(III) (azotynów), które następnie są utleniane przez bakterie z rodzaju np. Nitrobacter do azotanów(V) (azotanów). Warunki nitryfikacji autotroficznej:
· pH od 5,5 do 9 (optymalnie 7,5)
· zawartość tlenu rozpuszczonego minimum 2 mg O2/dm3 oraz teoretycznie 4 mg O2/mgNH4+
· obecność mikroelementów Ca, Fe, Cu, Mg, P
· gazowy NH3 poniżej 1 mg/dm3 (jest toksyczny dla nitryfikatorów)
· brak innych toksycznych związków (fenoli, antybiotyków itp.)
· obecność CO2 lub węglanów jako źródła węgla dla autotrofów
· neutralizacja (np. przez dodatek kredy) powstającego kwasu azotowego(III), który hamuje obie fazy nitryfikacji
Nitryfikacja nie jest procesem odwrotnym do denitryfikacji.
Denitryfikacja – reakcja chemiczna, proces redukcji azotanów do azotu. Redukcja azotanów do azotynów to denitryfikacja częściowa a denitryfikacja do azotu atmosferycznego to denitryfikacja całkowita. Proces ten jest przeprowadzany przez różne bakterie (określane jako bakterie denitryfikacyjne), jako jedna z postaci oddychania beztlenowego, np. heterotroficzną bakterię (Pseudomonas fluorescens). Zarówno denitryfikacja jak i nitryfikacja są częściami cyklu azotowego w przyrodzie. Istnieją organizmy zdolne jednocześnie do denitryfikacji całkowitej, jak i procesu (częściowo) odwrotnego, tj. wiązania azotu cząsteczkowego i przekształcania go do postaci użytecznych biologicznie (diazotrofia), np. niektóre bakterie z rodzaju Azospirillum. W rolnictwie zabiegi agrotechniczne zwiększające przewietrzanie gleby sprzyjają zatrzymywaniu azotu w postaci przyswajalnej dla roślin, co oznacza że wzbogacenie gleby w tlen hamuje proces denitryfikacji, a roślina może przetrwać nawet przy małej ilości bakterii symbiotycznych, które będą dla niej syntetyzować przyswajalne związki azotu. Rolę bakterii przejmie bowiem dostarczony do gleby tlen. Proces denitryfikacji nie jest procesem odwrotnym do procesu nitryfikacji. Znaczenie denitryfikacji: zmniejszenie ilości przyswajalnego azotu, usuwa nadmiar NO2- i NO3- ze środowiska, zamyka obieg azotu.
Metody chemiczne- To wspomaganie mechanicznego oczyszczania ścieków poprzez działanie koagulantów. Ścieki mieszane są z roztworem koagulanta, w wyniku czego wytwarzają się kłaczki wodorotlenku glinu lub żelaza, sorbujące zanieczyszczenia zawarte w ściekach i przyśpieszające proces sedymentacji zawiesin w osadniku. Metody chemiczne stosuje się do usuwania ze ścieków (głównie przemysłowych) substancji nie ulegających biologicznemu rozkładowi. Polegają one na destylacji, ekstraktacji, elektrolizie, koagulacji, neutralizacji, sorpcji, utlenianiu i chlorowaniu. Chlorowanie ma na celu unieszkodliwieniu bakterii chorobotwórczych i usunięcie przykrej woni ze ścieków. Oczyszczanie przez koagulacje. Koagulacja: łaczenie czastek koloidowych w wieksze zespoly, wytraca się osad (zawarty koagulat). Koagulacje może wywolac: dodatek elektrolitu, koloidu o przeciwnym znaku ładunku elektrycznego do ładunku czastek koloidowych, hydratacja zolu, odparowanie lub wymrażanie ośrodka dyspersyjnego, a także czasami ogrzewanie lub wytrzasanie zolu. W procesie koagulacji uzyskuje się znaczny efekt oczyszczania (redukcja BZT5 do 85% i zawiesin do 90%). Powstaje tu jednak duza ilosc osadow. Metode stosuje się najczesciej do oczyszczania sciekow przemyslu włókienniczego, garbarskiego i chemicznego. Ekstrakcja- polega na wydobyciu ze sciekow zanieczyszczen przez wprowadzenie specjalnych substancji (substancje te nie sa rozpuszczalne w wodzie, zas lepiej rozpuszczaja zanieczyszczenia zawarte w sciekach). Neutralizacja- zobojetnienie kwasnego lub zasadowego odczynu sciekow, polega na wprowadzeniu specjalnych substancji i zwiazkow chemicznych lub na zmieszaniu sciekow kwasnych z zasadowymi. Sorpcja- przyciaganie przez powierzchnie niektórych cial stalych rozpuszczonych w sciekach substancji lub gazow ( jest to usuwanie roznych domieszek znajdujacych się w cieczy przy zetknieciu się sciekow z cialem stalym, np. weglem aktywnym). Utlenianie- wprowadzenie do sciekow zwiazkow redukujacych (opiłki Fe, SO2, C, H2S)- w wyniku zachodzacych reakcji powstaja produkty mniej lub wcale nieszkodliwe.
ETAPY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW
ETAP 1. NAPEŁNIANIE REAKTORA, NAPOWIETRZANIE, DOZOWANIE KOAGULANTU PIX. Po napełnieniu reaktora do górnego poziomu następuje intensywne napowietrzanie. Czas napowietrzania jest ustalany w sposób optymalny, indywidualnie na każdej oczyszczalni. Zanieczyszczenia organiczne, znajdujące się w czynnym osadzie stanowią pożywkę dla mikroorganizmów, których ilość ogromnie wzrasta. Na końcu fazy napowietrzania dozuje się koagulant PIX, celem wytrącenia fosforu.
ETAP 2. SEDYMENTACJA.
Po zakończeniu napowietrzenia następuje flokulacja osadu (kłaczkowanie) i powstają doskonałe warunki do sedymentacji, w wyniku czego tworzy się warstwa klarownych oczyszczonych ścieków. Czas sedymentacji ustalany jest indywidualnie dla każdej oczyszczalni.
ETAP 3. ODPŁYW ŚCIEKÓW OCZYSZCZONYCH.
Po otwarciu zastawki ścieki oczyszczone grawitacyjnie wypływają na zewnątrz . W tym czasie próbki pobiera się na bieżąco. Otwarcie i zamknięcie zastawki wykonywanie jest płynnie.
ETAP 4. ODPŁYW NADMIARU OSADU.
W trakcie napowietrzania (etap 1) powstaje nadmiar osadu czynnego, który należy usunąć celem utrzymania jego stałej ilości w reaktorze. Za pomocą pompy osad nadmierny jest przepompowany do zbiornika osadu.
ODPADY - ŹRÓDŁA W zależności od źródła ich powstawania, na 20 następujących grup: - odpady powstające przy poszukiwaniu, wydobywaniu, fizycznej i chemicznej przeróbce rud oraz innych kopalin – 01, - odpady z rolnictwa, sadownictwa, upraw hydroponicznych, rybołówstwa, leśnictwa, łowiectwa oraz przetwórstwa żywności – 02, - odpady z przetwórstwa drewna oraz z produkcji płyt i mebli, masy celulozowej, papieru i tektury – 03, ...
margerita090