VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS (BMEEOVK IK08) ELŐADÁSOK: Hétfő RÉSZVÉTEL AJÁNLOTT GYAKORLATI ÓRÁK: Péntek (+,#) RÉSZVÉTEL KÖTELEZŐ KÖVETELMÉNYEK: 2 ZÁRTHELYI (április 2., május 14.) VIZSGA: SZÓBELI SEGÉDANYAGOK: ELŐADÁSOK, PÉLDÁK, FELKÉSZÍTŐ KÉRDÉSEK BME VÍZI KÖZMŰ ÉS KÖRNYEZETMÉRNÖKI TANSZÉK DR. CLEMENT ADRIENNE egy. docenss KOVÁCS ÁDÁM SÁNDOR egy. tanársegéd

TÁRGY FELÉPÍTÉSE, TÉMAKÖRÖK 1.VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS CÉLJA, FELADATA  FŐBB VÍZMINŐSÉGI PROBLÉMÁK, VÍZMINŐSÉG SZABÁLYOZÁS FELADATA ÉS ESZKÖZEI, ÚJ FELADATOK: VÍZ KERETIRÁNYELV  VÍZMINŐSÉG MEGHATÁROZÁSA, VÍZSZENNYEZŐK ÉS VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK  VÍZMINŐSÍTÉS (HAZAI, EU), VÍZMINŐSÉGI MONITORING, HAZAI VIZEK ÁLLAPOTA 2.TRANSZPORT FOLYAMATOK VIZEKBEN  SZENNYEZŐANYGOK TERJEDÉSE: TRANSZPORT EGYENLET (KONVEKCIÓ, DIFFÚZIÓ, TURBULENS DISZPERZIÓ)  ANALITIKUS MEGOLDÁSOK, ELKEVEREDÉSI PÉLDÁK (2D, 1D CSÓVA SZÁMÍTÁS, SZENNYEZÉS HULLÁM LEVONULÁSA FOLYÓKBAN) 3.VÍZFOLYÁSOK OXIGÉN HÁZTARTÁSÁNAK SZÁMÍTÁSA  SZENNYVÍZBEVEZETÉSEK HATÁSÁNAK SZÁMÍTÁSA: STREETER-PHELPS MODELL ÉS TOVÁBBFEJLESZTÉSEI, PÉLDÁK  OXIGÉN HÁZTARTÁS SZABÁLYOZÁSA 4.TAVAK, EUTROFIZÁLÓDÁS, TÓSZABÁLYOZÁS  TAVAK JELLEMZŐI: MORFOLÓGIA, VÍZMÉRLEG, VÍZMOZGÁSOK, TÁPANYAGFORGALOM, EUTROFIZÁLÓDÁS  ÖSSZES P MODELL (VOLLENWEIDER), EUTROFIZÁCIÓS MODELLEK  DIFFÚZ TERHELÉS MEGHATÁROZÁSA ÉS CSÖKKENTÉSÉNEK MÓDSZEREI 5.VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS JOGI ÉS GAZDASÁGI ESZKÖZEI  HAZAI ÉS UNIÓS JOGSZABÁLYOK (EMISSZIÓS, IMMISSZIÓS NORMÁK)  GAZDASÁGI ESZKÖZÖK, TÁMOGATÁSOK, FINANSZÍROZÁS  SZENNYVÍZ-PROGRAM ÉS SZEREPE A VÍZMINŐSÉGVÉDELEMBEN  DIFFÚZ SZENNYEZÉSEKKEL KAPCSOLATOS SZABÁLYOZÁSI ESZKÖZÖK ÉS HATÉKONYSÁGUK

H2OH2O 1.4 milliárd km 3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz KRISTÁLYSZERKEZET  SŰRŰSÉG ANOMÁLIA DIPÓLUS TULAJDONSÁG  JÓ OLDÓSZER, SZÁLLÍTÓ KÖZEG NAGY VISZKOZITÁS, FELÜLETI FESZÜLTSÉG  KAPILLARITÁS: NÖVÉNYEK VÍZ FELVÉTELE MAGAS FAJHŐ  HŐTÁROLÓ KÉPESSÉG, HŐHÁZTARTÁS SZABÁLYOZÁSA

VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02 ‰ folyók, atmosz- féra, élővilág 2.6 % édes- víz 0.14 ‰ 1.4 milliárd km 3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz

SZÁRAZFÖLD FELSZÍNI VÍZFOLYÁSOK PÁROLGÁS CSAPADÉK LÉLEGZÉSPÁROLGÁS CSAPADÉK PÁRASZÁLLÍTÁS BESZIVÁRGÁS FÖLD ALATTI VÍZFOLYÁSOK TENGEREK FOLYÓ TÓ VISSZAFOLYÁS © Moser (1997) A VÍZ KÖRFORGÁSA  HIDROLÓGIAI CIKLUS A VÍZ KÖRFORGÁSA  HIDROLÓGIAI CIKLUS KÖLCSÖNHATÁS A BIOSZFÉRA TÖBBI ELEMÉVEL KÖLCSÖNHATÁS A BIOSZFÉRA TÖBBI ELEMÉVEL

VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:MÚLT

SZVT VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JELEN

JÁRVÁNYOK: KOLERA, TÍFUSZ : AZ EURÓPAI VÁROSOKBAN - (LONDON, STOCKHOLM, KOPPENHÁGA, PÁRIZS, HAMBURG TÖBB EZER ÁLDOZAT) -A KÓROKOZÓK A VÍZZEL TERJEDNEK -A TERJEDÉSHEZ HOZZÁJÁRULT AZ ANGOL WC ELTERJEDÉSE  NÖVEKVŐ VÍZFOGYASZTÁS  TÚLTERHELT EMÉSZTŐK -FELISMERÉS: DR. SNOW LONDONI ORVOS (BROAD STREET-I KÚT BEZÁRÁSA) -1880: „VIBRIO CHOLERAE” KIMUTATÁSA (DR KOCH, KÉSŐBB NOBEL-DÍJ) TÖRTÉNETI ÁTTEKINTÉS „WATER CLOSET”: A VÍZMINŐSÉGI PROBLÉMÁK KEZDETE

OXIGÉN HÁZTARTÁSI PROBLÉMÁK

TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA © Miller

Bedetti Lake, Argentina © www-cyanosite.edu TAVAK EUTROFIZÁLÓDÁSA

Klorofill-a koncentráció EUTROFIZÁCIÓ: FEKETE-TENGER © danubs.tuwien.ac.at DUNA

DUNA VÍZGYŰJTŐ: 11 ORSZÁG TÁPANYAGTERHELÉS FORRÁSOK SZERINTI MEGOSZLÁSA (1992)

Duna vízgyűjtőre készített emisszió becslés (MONERIS, Behrendt et al, 2003) Danube Basin ( km 2 ) Diffuse N and P emissions from Hungary ( ):

Chisso Minamata- öböl MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS

© W. E.Smith & A. M. Smith

VÍZBEN ppb ZOOPLANKTONBAN 2-20 ppb KIS HALAKBAN ppb NAGY HALAKBAN ppb HALEVŐ MADARAKBAN 5000 ppb Hg koncentráció MINAMATA, HIGANYSZENNYEZÉS

HAVÁRIÁK Exxon Valdez (1989)

Nagybánya, t cianid, + réz és cink; A koncentráció csúcsok több nagyságrenddel meghaladják a határértékeket; 1000 tonna halpusztlás két hét alatt.

BALATON (2003)

A 30 CM ALATTI ÉVES VÍZSZINTEK ELŐFORDULÁSA 5000 ÉV ALATT

Belterületi lefolyás, terhelés Lefolyás szennyezettsége a csapadék intenzitás függvényében

J Ö V Ő Járványok Eutrofizálódás Toxikus szennyezők Éghajlatváltozás O 2 háztartás Arvíz, vízhiány Nitrátosodás Haváriák Hőszennyez. A globalizáció meglepetései Savasodás LOKÁLIS REGIONÁLIS KONTINENTÁLIS GLOBÁLIS Lépték Év A JÖVŐ KIHÍVÁSAI

PROBLÉMÁKOKOKTÜNETEKSZABÁLYOZÁS OXIGÉN HÁZTARTÁS SZENNYVÍZBEV., BIOLÓGIAILAG BONTHATÓ SZERVES A. OXIGÉNHIÁNY, HALPUSZTULÁS SZENNYVÍZTISZTÍTÁS: SZERVESANYAG ELTÁVOLÍTÁS BAKTERIOL. SZ. TISZTÍTATLAN SZV.FERTŐZŐKÉPESSÉGSZVT: FERTŐTLENÍTÉS HŐSZENNYEZÉS HŐTŐVÍZ VISSZAVEZETÉSE HŐSOKK, OLDOTT OXIGÉN CSÖKK. HŰTŐTORONY, HŐLÉPCSŐ CSÖKK., ELKEVEREDÉS JAV. EUTROFIZÁLÓ- DÁS SZENNYVIZEK P,N TARTALMA, DIFFÚZ TERHELÉS (MEZŐG.) ALGÁSODÁS, ESZTÉTIKA, TOXIKUS, IVÓVÍZ PROBL. SZVT.: TÁPANYAG ELTÁV. MEZŐGAZD: LEGJOBB GYAKORLAT, TÁPANYAGGAZD KOTRÁS,BIOMAN.,STB NITRÁTOSODÁS TÚLTRÁGYÁZÁS, SZV. SZIKKASZTÁS TALAJVÍZ MAGAS NITRÁT KONC., MÉRGEZŐ (IVÓVÍZ) CSATORNÁZÁS, TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS TOXIKUS SZ., HAVÁRIÁK IPARI BALESETEK, NÖVÉNYVÉDŐSZEREK, OLAJSZÁRMAZÉKOK MÉRGEZÉS, BIOAKKUMULÁCIÓ, ÉLŐVILÁG PUSZTULÁSA BIZTONSÁG JAVÍTÁSA, KOCKÁZATI TÉNYEZŐK CSÖKK, JOGI ESZKÖZÖK SAVASODÁS LÉGKÖRI EMISSZIÓK: SO 2, NO X PH CSÖKK., AL ÉS NEHÉZFÉM KIOLD., ÉLŐVILÁG PUSZT. LÉGSZENNYEZÉS CSÖKK. (KATALIZÁTOR, SO 2 ELTÁV.), MESZEZÉS KLÍMAVÁLTO- ZÁS ÜVEGHÁZ GÁZOK KIBOCS. NÖV., ERDŐIRTÁS FELMELEGEDÉS, SZÉLSŐSÉGES IDŐJÁRÁSI ESEMÉNYEK EMISSZIÓK CSÖKK. (???), MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK

VÍZ-GAZDÁLKODÁS KÖRNYEZET-GAZDÁLKODÁS VÍZMINŐSÉG- SZABÁLYOZÁS

TEVÉKENYSÉG HASZNÁLAT IGÉNY EMISSZIÓ SZENNYEZÉS MINÔSÉG ROMLÁS SZABÁLYOZÁS MODELL

VÍZGYŰJTŐ SZABÁLYOZÁS ALAPEGYSÉGE: VÍZGYŰJTŐ 

SZABÁLYOZÁS MŰSZAKI: EMISSZIÓ CSÖKKENTÉSE VÍZMINŐSÉG JAVÍTÁSA JOGI HATÓSÁGI ESZKÖZÖK GAZDASÁGI GAZDASÁGI ÖSZTÖNZŐK TÁMOGATÁSOK

AZ ÚJ KIHÍVÁS: EU Víz Keretirányelv Vízgyűjtőszemlélet, Vízgyűjtőszemlélet, integrált vízgazdálkodás integrált vízgazdálkodás Jó (ökológiai) állapot Jó (ökológiai) állapot Direktívák/irányelvek Direktívák/irányelvek Környezet és Környezet és fenntartható fejlődés a központban fenntartható fejlődés a központban

Intézkedések a Víz Keretirányelv keretében Összes többi intézkedés koordinálása ivóvízfürdővíz településiszennyvíz nitrátok IPPC & egyéb ipari kibocsátások vegyi anyagok (76/464)növényvédő-szerekbiocideklerakókszennyvíz-iszap

Az EU Víz Keretirányelvének (VKI) átültetése magyar jogszabályokba Az VKI előírásait tartalmazó hazai rendeletek: A Kormány 221/2004. (VII.21.) Korm. rendelete a vízgyűjtő-gazdálkodás egyes szabályairól A Kormány 220/2004. (VII.21.) Korm. rendelete a felszíni vizek minősége védelmének szabályairól A Kormány 219/2004. (VII.21.) Korm. rendelete a felszín alatti vizek védelméről

A VKI BEVEZETÉSÉNEK FŐBB LÉPÉSEI Tipológia. Víztestek kijelölése és besorolása. Referencia jellemzők, állapot, helyek. Minősítés Monitorozás. Víztestek jellemzése. Környezeti célkitűzések Vízgyűjtő Gazdálkodási Tervek. Jelentés az EU-nak. Lényeg: ciklikus folyamat biológiai validációval

LEGFONTOSABB HATÁRIDŐK (21.§) december 22 Emberi tevékenységek környezeti hatásainak elemzése Víztestek kijelölése és jellemzése Védett területek nyilvántartása Gazdasági elemzés december 22 Új monitoring üzembe állítása 2009.december 22 VGT közzététele a minisztérium hivatalos lapjában Intézkedési program kidolgozása 2010 Költség-visszatérülés elvének érvényesítése december 22 Intézkedési program végrehajtásának megkezdése 2015.december 22. Vizek jó állapotának elérése

Folyók sokévi középvízhozama (m 3 /s) Felszíni vizek minőségének meghatározója: 96% külföldi eredet

Vizeink minősége az oxigén háztarás jellemzői (BOI 5, KOI, O 2 ) szerint (Értékelés a 2000 évi törzshálózati vízminőségi adatok alapján az MSZ szeint) I.Osztály II.Osztály III.Osztály IV.Osztály V.Osztály

WATER QUALITY CHANGES

Csatornázott lakosok Csatornázott területen élők Vízellátott lakosok Vízellátott lakosok a közkifolyós ellátással együtt Lakosság %-a ~ 10% ~ 30% VÍZI KÖZMŰ INFRASTRUKTÚRA FEJLŐDÉSE (”KÖZMŰOLLÓ” ALAKULÁSA) 2015

Nemzeti Települési Szennyvízelvezetési és Tisztítási Megvalósítási Program -686 db 2000 LEÉ feletti agglomeráció (1472 település) csatornázása -További 840 db. kistelepülés sérülékeny területen -Szennyvizek teljes biológiai tisztítás -Érzékeny befogadóknál (Balaton, Velencei tó, Fertő tó) tápanyag eltávolítás -850 milliárt Ft beruházás, -Megvalósulás: 2015-re -8 prioritási kategória a megvalósítás ütemezésére

Csatornázás költségei: Egy lakosra eső csatornahossz és a laksűrűség kapcsolata

Department of Sanitary & Environmental Engineering Budapest University of Technology and Economics SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK SZÁMÁNAK ALAKULÁSA ÉS MÉRET SZERINTI MEGOSZLÁSA

A VIZSGÁLT VÁLTOZATOK BERUHÁZÁSI KÖLTSÉGEI (MILLIÁRD FT) ~ 300 Milliárd Ft ~ 200 milliárd Ft

KÖLTSÉG- HATÉKONYSÁG

EMISSZIÓ CSÖKKENÉS (A JELENLEGI %-ÁBAN)

KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2003)

KOMMUNÁLIS SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEK (2015) New WWTP-s

ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o.

I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN ELŐREJELZÉS: 2015

I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES FOSZFOR JELENLEGI ÁLLAPOT

I.-II.o. III.o. IV.-V.o. ÖSSZES FOSZFOR ELŐREJELZÉS: 2015

HAGYOMÁNYOS RENDSZEREK: MŰSZAKI MEGOLDÁSOK OLDÓMEDENCE (OLDÓAKNA) SZIKKASZTÓÁGY (SZIKKASZTÓAKNA)

A HAGYOMÁNYOS MEGOLDÁSOK ALKALMAZHATÓK 1432 TELEPÜLÉS

A HAGYOMÁNYOSTÓL ELTÉRŐ MEGOLDÁSOK

MEZŐGAZDASÁG SZVT VÁROS VT TELEPÜLÉSI VÍZGAZDÁLKODÁS:JÖVŐ

TÓ FOLYÓ VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁSI PÉLDA  C H3 Célállapot (befogadó határérték) Oldott oxigén koncentráció ChChChCh  C H2  C H2 - a 13 E 1 (1-X 1 ) - a 23 E 2 (1-X 2 ) ChChChCh C h, C 2, C 3 - jelen állapot (monitorozás) - a 12 E 1 (1-X 1 ) a 12 - átviteli tényező: az 1 helyen lévő emisszió hatása a 2 helyen. (emisszió  immisszió) 1 1. Település 2 2. Település 3 Fürdés (C H3 ) Ipari vízkivétel (határérték, C H2 )  X - hatásfok ( 0, 1 ) X1X1X1X1 X2X2X2X2 E - szervesanyag (BOI 5 ) emisszió E - szervesanyag (BOI 5 ) emisszió E1E1E1E1 E2E2E2E2  X 1, X 2 > X A  X 1, X 2 < X F ChChChCh C 2 = C h - a 12 E 1 C 3 = C h - a 13 E 1 – a 23 E 2 Feltételi egyenletek (tisztítás után): Jelen:

MEGOLDÁSOK KERESÉSE: MEGOLDÁSOK KERESÉSE: 1 1 x1x1 x2x2 xAxA xAxA xFxF xFxF min [K 1 (X 1 ) + K 2 (X 2 )] min [K 1 (X 1 ) + K 2 (X 2 )] CÉLFÜGGVÉNY CÉLFÜGGVÉNY min [k 1 X 1 + k 2 X 2 ] LINEÁRIS VÁLTOZAT LINEÁRIS VÁLTOZAT HELYES A KÖLTSÉG FÜGGVÉNY? 1. Legjobb technológia (BAT) – technológiai határérték 2. Egyenletes terhelés csökkentés: X 1 = X 2 3. Leggazdaságosabb megoldás: költség-minimum

MITŐL FÜGGENEK AZ (1) ÉS (2) FELTÉTELEK? JELENLEGI VÍZMINŐSÉG: - MINTAVÉTELEZÉSI ÉS ANALITIKAI HIBÁIK - MÉRTÉKADÓ ÁLLAPOT MEGHATÁROZÁSA - MÉRTÉKADÓ ÁLLAPOT MEGHATÁROZÁSA EMISSZIÓK MEGHATÁROZÁSA: - PONTFORRÁSOK: MÉRÉS, BECSLÉS - PONTFORRÁSOK: MÉRÉS, BECSLÉS - DIFFÚZ TERHELÉSK: KIS KONC., NAGY TERÜLET - DIFFÚZ TERHELÉSK: KIS KONC., NAGY TERÜLET CSAPADÉK HATÁSA, BECSLÉS: BIZONYTALAN CSAPADÉK HATÁSA, BECSLÉS: BIZONYTALAN ÁTVITELI TÉNYEZŐ: - KONZRVATÍV SZENNEZŐ: HÍGULÁS, ELKEVEREDÉS - NEM KONZERVATÍV: ÜLEPEDÉS, LEBOMLÁS - NEM KONZERVATÍV: ÜLEPEDÉS, LEBOMLÁS VÍZMINŐSÉGI MODELL! CÉLFÜGGVÉNY, KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ, DÖNTÉSI VÁLTOZÓ CÉLFÜGGVÉNY, KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ, DÖNTÉSI VÁLTOZÓ  OPTIMALIZÁLÁS ÉS LINEÁRIS PROGRAMOZÁS KÖLTSÉGEK MEGHATÁROZÁSA: SZENNYVÍZTISZTÍTÁS - FAJLAGOS KÖLTSÉG:TECHNOLÓGIA, TELEPMÉRET - FAJLAGOS KÖLTSÉG:TECHNOLÓGIA, TELEPMÉRET - BERUHÁZÁS ÉS ÜZEMELÉS, MŰKÖDÉS - BERUHÁZÁS ÉS ÜZEMELÉS, MŰKÖDÉS - NEM LINEÁRIS - NEM LINEÁRIS - CSATORNÁZÁS KÖLTSÉGE - CSATORNÁZÁS KÖLTSÉGE BIZONYTALANSÁGOK : BIZTOS, HOGY TUDJUK A MEGOLDÁST? BIZONYTALANSÁGOK : BIZTOS, HOGY TUDJUK A MEGOLDÁST? MIT KEZDJÜNK A BIZONYTALANSÁGOKKAL?

IDŐIGÉNYES IDŐIGÉNYES SOK SZEREPLŐ SOK SZEREPLŐ A KIVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI: ÉRDEKELLENTÉTEK A KIVÁLASZTÁS SZEMPONTJAI: ÉRDEKELLENTÉTEK A VÍZMINŐSÉGSZABÁLYOZÁS LÉPÉSEI 1.JELENLEGI ÁLLAPOT FELMÉRÉSE (VÍZMINŐSÉG, EMISSZIÓK) 2.CÉLÁLLAPOT (VÍZHASZNÁLATOK!) 3.ALTERNATÍVÁK ÉS AZOK ÉRTÉKELÉSE 4.MEGOLDÁS KIVÁLASZTÁSA (DÖNTÉSHOZÓK) 5.MEGVALÓSÍTÁS 6.MONITORING: TELJESÜLT A CÉLÁLLAPOT?