Agrár-környezetgazdálkodás A víz szennyezése és a szennyezés elleni védekezés

A vízszennyeződést okozó emberi tevékenységek A vízszennyezésben 50%-ban az ipari és mintegy 25-25%-ban a mezőgazdaság, illetve a lakosság részesül. A háztartások mosás, mosogatás, tisztálkodás, WC öblítővíz, stb. céljára használt vizei adják a házi szennyvizet. A városi szennyvíz a házi szennyvíz mellett a csapadék vizet, és a városi szennyvízhálózatba bekötött ipari üzemek szennyvizét is magába foglalja. A szennyvizeket –szerves (fehérjék, zsírok, cukrok, zsírsavak, detergensek, papír, stb.) vegyületek, –szervetlen (ammónia, foszfátok, klorid, szulfát, stb.) anyagok alkotják oldott vagy lebegő állapotban.

Az ipari szennyvíz Az ipari szennyvíz mintegy 80-90%-a a felhasználás során elszennyeződik. Az ipari használt vizek a következők: –hűtő, illetve gőzrendszerek kibocsátott vizei –technológiai használt víz –üzemi szociális használt vizek –az üzem területéről elvezetendő csapadékvíz. legjelentősebb vízfelhasználó: villamosipar (96%-a a hűtővíz, így hőszennyezést okoz) technológiai vízhasználat és szennyezés tekintetében legnagyobb: könnyűipar (88%) A vegyiparra a szennyező anyagok változatossága jellemző. Jelentős vízfelhasználó és szennyvízkibocsátó: élelmiszeripar (szeszgyártás)

A tejiparban a szennyvíz mennyisége jobb vízgazdálkodással és a melléktermékek (író, savó) hasznosításával csökkenthető. A konzerv- és cukoripari szennyvizek különösen kedvezően használhatók öntözésre. A könnyűiparban legkevésbé szennyezett a papírgyártó és feldolgozó, legszennyezettebb a cellulóz-, bőr-, és textilkészítő ipar szennyvize. A papírgyártásból zömében szilárd rostanyagokat tartalmazó “fehér”, míg a cellulóz gyártásból főleg oldott szennyezést tartalmazó “barna” szennyvizek keletkeznek. A textilkészítő iparban a vegyi anyagok, színezékek és mosószerek kerülnek a szennyvízbe. A bőripari szennyvizek nagy üledék- és zsírtartalma kifogásolható, de nagy a szulfid és krómion koncentráció is.

A mezőgazdasági termelés A termelés során felhasznált víz egy része a párolgás illetve párologtatás útján, egy része viszont közvetlenül kerül vissza a környezetbe, így a felszíni illetve felszín alatti vizekbe. Potenciális veszély: –kemikáliák (műtrágyák, peszticidek) –állattartásban az alom nélküli tartási technológia elterjedése (hígtrágya) Szennyezést okozhatnak: –feldolgozó üzemek A szennyező anyagok a vízi környezetre –elsődleges (közvetlen) –másodlagos (közvetett) hatást gyakorolhatnak.

Oxigénigényes hulladékok aerob dekomponáló szervezetek (baktériumok, gombák) tevékenysége eredményeként lebomlanak. A felszíni vizekben megjelenő oxigén igényes hulladékok fő forrásai: –rosszul működő szennyvíztisztító telepek, –természetes lefolyás, –olajfinomítók, –élelmiszeripari üzemek, textilgyárak, –papírgyárak. Vízoldható szervetlen anyagok savak (szénbányákból, ipari üzemekből), sók (öntözés, utak sózása, természetes forrásokból), toxikus nehézfém vegyületek (ólom, higany, kadmium) és egyéb szervetlen vegyületek

Szervetlen növényi tápanyagok foszfor, (foszfát) nitrogén (nitrát és ammónium). forrásai: a szennyvíztisztító telepek, településekről, szántóföldekről, állattartó telepekről származó lefolyás, műtrágya bemosódása Szerves vegyületek olaj - kutakból, csőtörésből, gépek, gépkocsik, kenőolajjal illetve zsírral való kezeléséből származhatnak - 1µg/l kellemetlen íz legveszélyesebbek CH-ek: a poliaromás-heterociklikus vegyületek (karcinogén, mutagén) talajvíz felszín alatti olaj, üzemanyag tartályok, vezetékek meghibásodása, toxikus anyagok szabálytalan hulladék lerakókból történő kimosódás útján szennyeződhetnek. peszticidek - növénytermesztésből műanyagok, detergensek, oldószerek, az ipari tevékenységből

A felszín alatti vizek szennyező forrásai természetes (kémiai és fizikai folyamatok eredményeként az atmoszférából, bioszférából és a litoszférából) mesterséges (antropogén) forrásokból származhat a szennyező anyag. –a szilárd hulladék lerakók –a szennyvíz tározók –a mezőgazdaság –olaj szivárgás vagy elfolyás –mélyen elföldelt toxikus hulladékok

A felszín alatti vizek szennyezőforrásai

Állóvizek szennyezése Az állóvizekben (tavak, tározók) a hígulás kevésbé hatékony, - a víztest gyakran rétegzett, a rétegek kismértékben keverednek egymással. - rétegzettség csökkenti az adott oxigén szintjét - minimális a víz mozgása

Eutrofizáció állóvizek szennyeződésnek következménye. Az állóvizekbe bekerülő foszfor illetve nitrogén növényi tápanyagok a víz trofitását, alga termőképességét növeli. A vízfolyásokban egy-egy árvíz alkalmával a meder átöblítődik. Az állóvizekben a trofitás fok emelkedése folyamatos, tekintettel arra, hogy az azokba bejutó elemek vagy vegyületek az állóvíz anyagforgalomban marad. Az állóvizek tápanyagfeldúsulása következményeként bekövetkező trofitásfok emelkedését nevezzük eutrofizálódásnak. –természetes eutrofizálódás –gyorsított (antropogén) eutrofizálódás

Eutrofizáció

Fitoplankton-virágzás a Norvég-tengeren (vízben lebegő növények összessége)

Eutrofizáció A túlzott plankton növekedés miatti károk: –az algák a szűrőket eltömik, –bizonyos fajok kellemetlen, ízt illetve szagot kölcsönöznek, –a szűrőkbe kerülve a már tisztított víz zavarosságát okozhatják, –az algák a heterotróf szervezetek számára táplálékul szolgálnak –az elpusztult algák lerakódnak a tartályokban, csővezetékekben –a fotoszintézissel kapcsolatos szén-dioxid felvétel növeli a víz pH értékét, és ezáltal növeli az ammónia toxicitását, –a vízvirágzást okozó kékalgák anyagcsere termékei a haszonállatok mérgezését okozhatják, –a nagy tömegben elszaporodó algák pusztulását oxigén hiány követi, a vízkezelés költségei emelkednek, –romlik az állóvizek esztétikai állapota, –a víz közegészségügyi szempontból kifogásolható, így üdülésre sportolásra alkalmatlanná válik.

Kémiai vízminősítés összsótartalom – vízkeménység oldott oxigéntartalom –biokémiai oxigénigény (BOI 5 ): szennyvizek oxigénfogyasztásának mértéke; aerob szervezetek a vízben lévő szerves anyag lebontásához 20 °C-on, 5 nap alatt elfogyasztanak –kémiai oxigénigény (KOI): oxidálószerekkel, nedves úton elvégzett oxidációja során elfogyasztott oxigén mennyisége Biológiai vízminősítés halobitás: a víz szervetlen kémiai tulajdonságainak összessége trofitás: termőképesség szaprobitás: szervesanyag lebontó képesség Bakteriológiai vízminősítés kólititer: legkisebb vízmennyiség amelyből a kólibaktérium kitenyészthető kóliszám: 100 ml vízből kitenyészthető baktériumszám Toxicitás: vízi életközösségek életműködését gátoló, csökkentő, megszüntető vízminőségi jellemzők összessége

Vízminőségi kategóriák: I. osztály: kiváló víz mesterséges szennyezőanyagoktól mentes, természetes állapotú vizek, kevés az oldottanyag- és tápanyag tartalom, teljes az oxigéntelítettség, szennyvízbaktérium nincs II. osztály: jó víz külső szennyezőanyagokkal és tápanyagokkal kicsit terhelt, mezotróf víz, vízi szervezetek fajgazdagsága, víz természetes szagú és színű, kevés a szennyvízbaktérium III. osztály: tűrhető víz mérsékelten szennyezett, a szerves és szervetlen anyagok és a tápanyagterhelés eutrofizációt okozhat, szennyvízbaktérium, szag, átmenetileg kedvezőtlen életfeltételek, fajszámcsökkenés és más fajok tömeges elszaporodása

IV. osztály: szennyezett víz szerves és szervetlen anyagokkal, szennyvizekkel terhelt, tápanyagokban gazdag oxigénháztartás: lehet anaerob állapot is nagy baktériumszám (szennyvízbakt.) és egysejtűek tömegesen. zavaros, vízvirágzás. Káros anyagok cc. elérheti a krónikus toxicitás értékeit is. V. osztály: erősen szennyezett víz szerves és szervetlen anyagokkal, szennyvizekkel erősen terhelt víz, esetenként toxikus. szennyvízbakt.-tartalma közelít a nyers szennyvizéhez káros anyagok és az oxigénhiány korlátozzák az életfeltételeket zavaros, nem átlátszó. káros anyag cc. nagy, vízi életre nézve krónikus, toxikus szintet is elérhet.

Felszíni vizek szennyezése, öntisztulás, eutrofizáció A vízbe jutott szennyezőanyag koncentrációja és formája megváltozhat: hígulás, biokémiai lebomlás, biológiai erősítés és ülepedés A hígulás és a biokémiai lebontás intenzitása függ a befogadó víz térfogatától, sebességétől. Öntisztulás: ha a vízfolyásban megfelelő a szerves anyag higítása, és elég az oldott oxigén mennyisége, a mikrobák a szerves anyagot veszélytelen, stabil végtermékké bontják le, természetes egyensúly, helyreáll a fotoszintézis, légzés egyensúlya. A biológiai lebomlás alig működik (DDT, PCB-k, izotópok, Hg- vegyületek), a biológiai erősítés során felhalmozódhatnak a szervezetekben. Ülepedéskor csökken a szerves és szervetlen szennyezők mennyisége, az ülepedő hordalékhoz kötődve leülepednek.

Eutrofizáció szabályozása Input módszerek: csökkenteni a tápanyagok bejutását a tavakba Output módszerek: megtisztítani az előrehaladott állapotban lévő vizeket Input módszerek fejlett szennyvíztisztítási technológiák alkalmazása, szennyvizekből a foszfor 90 %-át eltávolítani limitálni a mosószerek, tisztítószerek P- tartalmát földhasználat szabályozása, talajkímélő művelési technológiák alkalmazása eltéríteni a szennyvizeket a gyors folyású patakok irányába Output módszerek fenékkotrás – nagy, mély tavaknál nem alkalmazható, de sekélynél sem mindig hatékony, a kiülepedett toxikus anyagok szuszpenzióba kerülnek költséges herbicidekkel és algicidekkel szabályozni a nemkívánt flórát – szennyez, másra is káros levegőztetés – költséges és E-igényes

A vízszennyezés csökkentésének technológiai eszközei szennyeződés mértéke függ a termelési technológia színvonalától és a termelés volumenétől Csökkentési lehetőségek: Tisztítás: kivonás, átalakítás, környezeti elhelyezés Újrafelhasználás és visszanyerés: a használt, illetve szennyvizek újrahasznosítása, a hasznosítható anyagok visszanyerése Technológiai-változtatás: szennyezőanyag-kibocsátás megszűnjön, vagy mérséklődjön Termékmódosítás: helyettesítő termékek bevezetése Megszüntetés: a szennyező anyagok vízbejutásának megakadályozása Szétszórás: a szenny- vagy használt vizek nagy területén diszperz módon történő szétszórás, talajba helyezése Késleltetés: kibocsátás időszakos leállítása, tározása, a befogadó szempontjából kedvezőbb időszakban történő bejuttatása Átvezetés: nagyobb vízhozamú vízfolyásba való átvezetése Hígítás: az öntisztuló képesség fenntartása céljából Környezeti tisztítás: a befogadó élővíz tisztítása a bevezetett szennyező anyagok eltávolítása, káros hatásuk csökkentése

A műszaki beavatkozások: szennyvíztisztítás újrafelhasználás technológiai víztisztítás szennyvíz tározás regionális csatornázás kisvízhozam szabályozás befogadók tisztítása A szennyvíztisztítás célja a szennyvizek olyan mértékű kezelése, melynek eredményeként a tisztított szennyvíz, minősége alapján a befogadó élővízbe károsodás nélkül, ártalommentesen bevezethető. Három fő része: elsőfokú (elsőrendű) vagy mechanikai tisztítás másodfokú (másodrendű) vagy biológiai tisztítás harmadfokú (harmadrendű) kémiai illetve fizikai - kémiai tisztítás