Gospodarka Wodna - Powodzie Zatorowe - PDF

CZOŁO ZATORU LINIE ŚCIĘCIA Sytuacja lodowa w ujściu Drwęcy, 25 stycznia 1996 2. Występowanie w Polsce Czynniki zatorogenne: - Kręte koryto - Występowanie wysp - Występowanie płycizn - Kręty i nieustabilizowany nurt - Zmiany spadku w profilu podł...

CZOŁO ZATORU LINIE ŚCIĘCIA Sytuacja lodowa w ujściu Drwęcy, 25 stycznia 1996 2. Występowanie w Polsce Czynniki zatorogenne: - Kręte koryto - Występowanie wysp - Występowanie płycizn - Kręty i nieustabilizowany nurt - Zmiany spadku w profilu podłużnym rzeki - Występowanie antropogenicznych przeszkód na trasie spływu lodu Fot. 1. Koryto Wisły powyżej zbiornika włocławskiego: A - odcinek Suchodół - Rybaki (Kępa Polska), B - zabudowa regulacyjna w rejonie miejscowości Drwały, 5 września 2015. Odcinki zatorowe Zatory pojedyncze Powódź zatorowa na Zbiorniku Włocławek styczeń 1982 - Nałożenie się rozpadu pokrywy lodowej na fazę zamarzania kolejnego cyklu - Wezbranie roztopowe, woda z dużą ilością zawiesiny i nagłe ochłodzenie - Wypełnienie zbiornika lodem w około 37% - Piętrzenie o wysokości 3m i przelanie się wody przez zapory boczne zbiornika - Rozmycie przez spiętrzone wody nasypu kolejowego i wykolejenie pociągu - Główny zator w rejonie miejscowości Skoki Duże, wypełnienie lodem do 82% - Zalanie 100km2 doliny, dzielnicy Płocka – Radziwie, ewakuacja 14,5 tyś osób - Podjęto pierwsze w Polsce badania struktury zatoru (M. Grześ) - Punktowo podejmowane akcje saperów nie przyniosły żadnych rezultatów Powódź zatorowa styczeń 1982 Styczeń 1982 roku, droga Duninów Nowy - Płock Największe piętrzenia i wezbrania zatorowe po 1982 roku WYSZOGRÓD, GRUDZIEŃ 1998: - Sezon nietypowy, rozbudowa pokrywy lodowej już w listopadzie, - Śródzimowe wezbranie roztopowe w grudniu uruchomiło lokalnie proces upakowania lodu, - Kulminacja na poziomie +1,3m ponad rzędną stanu alarmowego, podtopienia, groźba uszkodzenia mostu, - Akcja saperów – bez wymiernych skutków, - Powolne udrażnianie się koryta i spadek poziomu wody w ciągu 2 tyg. od kulminacji.  Fot. M. Grześ Akcja saperów w czasie zatoru w Wyszogrodzie, grudzień 1998, ładunki plastiku opuszczane były na powierzchnię lodu z pokładu helikoptera PŁOCK, MARZEC 2010: - Piętrzenie w czasie wezbrania roztopowego po mroźnej i długiej zimie, - Prezentowane wypełnienie koryta lodem pochodzi z sondowania przeprowadzonego w styczniu – już wówczas przekroczony był stan alarmowy, - W czasie pochodu lodu doszło na odcinku od Płocka w górę rzeki do poważnych zatorów, ewakuacji oraz uszkodzeń wału; w Płocku zalana została przystań i bulwar – poziom wody spadł w wyniku lodołamania. Zalany bulwar i przystań w Płocku, w dali widać pracujące lodołamacze POWODZIE BŁYSKAWICZNE Zachodzące zmiany klimatyczne oraz antropogeniczne przemiany pokrycia terenu powodujące wzrost uszczelnienia zlewni przyczyniają się do zwiększenia się liczby powodzi przyjmujących formę flash floods, tj. powodzi błyskawicznych. Powódź błyskawiczna charakteryzuje się krótkim czasem trwania oraz lokalnym zasięgiem. Powódź błyskawiczna jest zatem szczególnym przypadkiem powodzi. Do głównych bezpośrednich przyczyn powodzi błyskawicznych należą: deszcz nawalny, intensywne topnienie pokrywy śnieżnej lub lodu lodowcowego, uszkodzenie lub zniszczenie zapory, grobli lub innej budowli piętrzącej, przerwanie wałów powodziowych, nagłe uwolnienie wód ze zbiornika wodnego lub podniesienie się w nim stanu wody, podtopienie terenu. Powodzie błyskawiczne należą do najkrótszych i najbardziej dynamicznych zdarzeń hydrologicznych. Czas koncentracji i czas trwania fali wezbraniowej podczas powodzi błyskawicznej jest bardzo krótki. W wielu przypadkach powodziom tym towarzyszą intensywne ruchy masowe. Tego typu powodzie opisywane są w literaturze od lat 80. XX wieku. ----------------------------------------------------------------------- W polskiej literaturze można spotkać kilka określeń odpowiadających znaczeniowo flash flood. Są to: szybka powódź, gwałtowna powódź, nagła powódź, gwałtowne wezbranie. Bryndal (2011) stosuje określenie „gwałtowne wezbrania w małych zlewniach” i charakteryzuje je jako zjawiska ekstremalne, czyli takie, które odbiegają od tzw. norm wieloletnich. Analizę nagłych powodzi przeprowadził Ostrowski z zespołem (2012), podkreślając ich lokalny charakter. Według nich nagła powódź lokalna (Flash Flood = FF) jest to nagłe zalanie lub/i podtopienie terenu w wyniku wystąpienia silnego (co najmniej 30 mm), krótkotrwałego (trwającego od kilkunastu minut do 12 godzin) opadu deszczu o dużej wydajności (objętości, warstwy wody) na stosunkowo niedużym fragmencie naturalnej lub zurbanizowanej zlewni (nawet bez udziału cieku wodnego). Powódź taka niekoniecznie musi być związana z rzeką i wystąpieniem wody z jej koryta, bowiem może również przejawiać się podtopieniami wywołanymi nagromadzeniem wody deszczowej. Jeśli występuje ono na terenie miasta, powódź taką określa się jako „powódź miejska” – urban floods. Uszczelnienie zlewni na obszarach zurbanizowanych stało się w ostatnich dziesięcioleciach najpoważniejszym czynnikiem sprzyjającym powodziom błyskawicznym. Zmiany transformacji opadu w odpływ wskutek wzrostu stopnia urbanizacji przejawiają się skróceniem czasu koncentracji fali wezbraniowej i czasu trwania wezbrania oraz wzrostem przepływu kulminacyjnego.  TORUŃ RUBINKOWO, 6 lipca 2014 - Gwałtowny, krótkotrwały opad wystąpił we wczesnych godzinach popołudniowych, pomiędzy godziną 13-stą a 14-stą. - Wielkość opadu była w obszarze miejskim Torunia mocno zróżnicowana: Od około 10 mm (Bielany, Toruń Wrzosy) do około 25 mm we wschodniej części miasta, - Zdarzenie wykazywało główne cechy, charakterystyczne dla powodzi błyskawicznych Doprowadziło do licznych podtopień, utrudnień w ruchu, szczególnie na ulicy Żółkiewskiego która była przez pewien czas nieprzejezdna. Na Ul. Łyskowskiego również unieruchomionych zostało kilka samochodów. Środki ochrony i straty powodziowe Wyróżnia się środki ochrony: techniczne, organizacyjno – administracyjne i ekonomiczne (Kiciński, Ciepielowski 1975). Techniczne środki ochrony, nazywane też budowlanymi (Żbikowski 1992), mające największe znaczenie to: obwałowania i regulacja rzeki (środki bierne), oraz środki ochrony czynnej (przykładowo, w przypadku zagrożenia powodziami zatorowymi takie, które ingerują w przebieg zlodzenia). - RETENCJA (zbiorniki, poldery, obiekty tzw. małej retencji), - WAŁY PRZECIWPOWODZIOWE, - REGULACJA RZEK, - LODOŁAMANIE (+ inne metody ochrony przed powodziami zatorowymi), - środki ochrony przed powodziami błyskawicznymi w obszarach miejskich. RETENCJA ZBIORNIKI RETENCYJNE Zbiornik Czorsztyński SUCHE ZBIORNIKI POLDERY  WAŁY PRZECIWPOWODZIOWE - W Polsce, groble, które jako pierwsze pełniły rolę ochronną podczas wylewów rzeki, powstały na Żuławach w drugiej połowie XIII wieku. W XIV wieku powstały Związki Wałowe skupiające ludzi doświadczonych w organizacji działań przeciwpowodziowych oraz pierwsze wały na odcinku pomorskim i w centralnej Polsce. - W II połowie XIV wieku istniały już obwałowania Nizin Nadwiślańskich. Źle dobrany rozstaw wałów i wadliwa konstrukcja często powodowały groźniejsze powodzie. - Po wylewach Wisły, po roku 1586 powstały obwałowania w rejonie Torunia (Makowski 1998). - Od XV wieku w przekrojach wałów pojawiły się ścianki szczelne i palisady, a także warstwy kamieni. Wiek XVIII obfitował w powodzie i przerwania wałów. Wysiłki Związków Wałowych skierowane były głównie na pospieszną naprawę obwałowań, która doprowadzała do deformacji ich ciągu i rozstawu. - XIX wiek i początek XX wieku to okres korekty przebiegu i wysokości oraz wzmacnianie wałów w czasie regulacji łożyska rzeki. - Brak konkretnego gospodarza wałów i samorządów lokalnych w latach PRL-u spowodował zaniedbanie w ich utrzymaniu i wzrost zagrożenia powodziowego (Makowski 1998). Przyczyny przerwania wałów to: - przelewanie się wody i wody z lodem przez koronę wału, - zsuw skarpy odwodnej (erozja boczna i obrywanie się skarpy odwodnej), - upłynnienie gruntu korpusu wału, - sufozja gruntu w podłożu wału i wyparcie nieodpowiedniej, wbudowanej w korpus wału warstwy gruntu. W przypadku przelewania się przez wał wody i przesuwania się po nim brył lodu, ześlizgujące się po skarpie odlądowej na zawale bryły lodu zdzierają powierzchnię wału. Powoduje to rozmywanie wału, a w dalszej kolejności jego podłoża. Prowadzi do tworzenia się w gruncie wyrw i wybojów na kierunku spływu uwolnionych mas wody (Zajbert 1975). Występowanie obwałowań w dolinie rzeki przynosi ujemne skutki dla ochrony przed powodzią: - koncentracja przepływu fal powodziowych w międzywalu i zwiększenie prędkości ruchu wody powodują erozję; ponadto wały podwyższają kulminację wezbrań, - odcięcie terenów przylegających do rzeki powoduje zmniejszenie retencji dolinnej i problemy w odwadnianiu zawala, - sedymentacja materiału przenoszonego podczas stanów maksymalnych następuje w obrębie międzywala, kolmatacja powoduje podnoszenie się terenu a więc zmniejszenie powierzchni profilu przepływowego i wzrost stanu wody, Wg A. Branickiego (1995), na wielu odcinkach, na skutek zarastania międzywala i wzrostu oporów przepływu Wielkich Wód, wały budowane na wodę o prawdopodobieństwie wystąpienia 1% chronią przed wodą jedynie 40-letnią. http://zaleszany.pl/asp/pl_start.asp?typ=14&menu=115&strona=1  REGULACJA RZEKI Naturalne łożysko rzeki, poza okresem wysokich wezbrań jest nadmiernie szerokie dla spływu średnich i niskich wód. Profile poprzeczne są nieregularne i płytkie. Załamania spadku podłużnego i występowanie łach piaszczystych zakłóca odpływ oraz utrudnia pochód lodu. Regulacja polega na modyfikacji koryta prowadzącej do koncentracji nurtu, utrwalania brzegów, prostowania ostrych krzywizn łożyska rzeki. W ich wyniku następuje poprawa żeglowności i warunków tranzytu lodu przy poziomie wody niższym od poziomu przed regulacją. Poprzez zmniejszenie powierzchni zwierciadła wody, regulacja prowadzi do zmniejszenia produkcji lodu w korycie. Wśród budowli regulacyjnych wyróżniamy: ostrogi, tamy wzdłużne, poprzeczne, przetamowania i opaski brzegowe. Ostroga regulacyjna  Ochrona przed powodziami zatorowymi - LODOŁAMANIE Lodołamanie – wszelkie działania człowieka polegające na kruszeniu pokryw lodowych na akwenach wodnych (Wrycza, 1998). Głównym celem lodołamania na rzekach jest przeciwdziałanie w tworzeniu się zatorów lodowych, a tym samym minimalizowanie możliwości powstania powodzi zatorowych. Do kruszenia lodu w XIX wieku używano prostych narzędzi tnących i łamiących (siekiery, piły, łomy itp.). Od roku 1878 stosowano drewniane sanie wypełnione kamieniami pod których ciężarem załamywała się pokrywa lodowa. Pierwszy lodołamacz o napędzie parowym wprowadzono w 1881 roku (moc 120 KM, zanurzenie 1,7 m; wybudowano 11 sztuk). Od 1929 roku budowano lodołamacze spalinowe. W latach 1959- 1972 powstało 10 lodołamaczy (375-770 KM, zanurzenie 1,4-1,6 m). W latach 1985-1991 wybudowano 7 lodołamaczy, w tym dwa o zanurzeniu tylko 0,9 m i trzy o mocy 1060 KM każdy (Wrycza 1994). Podstawowym zadaniem lodołamania jest wyłamanie w lodzie rynny o odpowiedniej szerokości przed naturalnym pochodem lodu. Akcję rozpoczyna się od ujścia, aby kry miały swobodny odpływ do morza. Zbyt wczesne rozpoczęcie łamania lodu jest bardzo trudne i kosztowne, zbyt późne podjęcie akcji może spowodować, że nie wystarczy czasu na wyłamanie rynny przed pochodem lodu. Lodołamacze czołowe (2-4), o największej mocy wyrąbują rynnę szerokości od 80 do 150 metrów. W czasie pracy lodołamacz wjeżdża na pokrywę lodową i załamuje ją swoim ciężarem w promieniu kilkudziesięciu metrów. Powstałe płyty lodowe spływają w dół rzeki gdzie rozbijane są przez zamykające akcję lodołamacze liniowe.  AKCJE SAPERÓW Kruszenie lodu przy użyciu ładunków wybuchowych stosowane było już od połowy XIX wieku. Ładunki umieszczano w otworach na głębokości do 2 m. Metoda ta sprawdza się w przypadku zatorów bez udziału sryżu na mniejszych rzekach. Nie znajduje szerszego zastosowania w warunkach dolnej Wisły. Powodem jest plastyczność podbitek śryżowych stanowiących komponent zatorów. Stanowią one element tłumiący drgania wywołane detonacją. Ładunki wybuchowe w walce z zatorami na Wiśle użyto między innymi w styczniu 1982 na Zbiorniku Włocławskim, w lutym 1996 roku (profil obecnego mostu autostradowego powyżej Torunia) oraz w grudniu 1998 w Wyszogrodzie. W wszystkich przypadkach akcji zaniechano na skutek braku wymiernych efektów i dużych kosztów. Przegroda śryżowa – element ochrony przeciwpowodziowej zbiornika włocławskiego. MONITORING ZAGROŻENIA Środki ochrony przed powodziami błyskawicznymi w obszarach miejskich. LID – Low Impact Development Małe obiekty do infiltracji i retencji wód deszczowych – stanowią próbę przywrócenia warunków krążenia wody charakterystycznych dla obszaru niezurbanizowanego Wśród nich wyróżniamy kilka typów obiektów, których działanie oparte jest przede wszystkim na ekspozycji na powierzchni terenu na której pojawia się opad, warstwy materiału o dużej przepuszczalności. STRATY POWODZIOWE Zmiany jakości wody  Powódź niszczy sieć kanalizacyjną, zalewa szamba, wysypiska śmieci, cmentarze, oczyszczalnie ścieków itp. i rozprowadza uwięzione tam drobnoustroje po całym zalanym obszarze. Wraz z wodą docierają do magazynów sklepowych, gdzie zakażają zgromadzoną żywność. Co gorsza, ta sama woda niszczy również sieć wodociągową, brakuje więc nie skażonej bakteriologicznie wody do picia i mycia. Okoliczności te stwarzają duże zagrożenie dla zdrowia powodzian. Znacznie poważniejsze i bardziej realne jest natomiast niebezpieczeństwo masowych zatruć pokarmowych, zwłaszcza wywołanych przez salmonelle, zachorowań na czerwonkę, zapalenie wątroby typu A (zwane potocznie żółtaczką pokarmową). W trakcie i wkrótce po powodzi częste są również infekcje skóry, nieżyty układu pokarmowego i górnych dróg oddechowych. Skóra w bardzo wilgotnej atmosferze jest podatna na uszkodzenia i zakażenia, np. gronkowcami lub paciorkowcami. Przy obniżonej odporności organizmu łatwo także o zakażenia zazwyczaj niegroźnymi drobnoustrojami. Podobnie jest z górnymi drogami oddechowymi. U powodzian są one często podrażnione, co wynika z wilgotności powietrza, unoszącego się fetoru oraz stosowania bardzo dużej ilości środków dezynfekcyjnych i czyszczących. Tak zmienione nabłonki to idealne miejsce do kolonizacji przez bakterie, stąd częste anginy, nieżyty dróg oddechowych i inne. W czasie powodzi i po jej ustąpieniu na niektórych terenach obserwuje się inwazje szczurów. Od gryzoni tych można zakazić się leptospirozą. Ostatnia epidemia tej choroby miała miejsce w województwie wrocławskim w 1971 roku, właśnie po powodzi. Powódź niesie ze sobą jeszcze inne zagrożenie dla zdrowia - ogromny stres, który może się okazać najgroźniejszym, bo niedocenianym, zabójcą. Nie chodzi tylko o większą liczbę zawałów serca czy wylewów krwi do mózgu notowanych wśród powodzian. Pod wpływem silnego stresu spada gwałtownie odporność i stajemy się podatni na zakażenia, z którymi w innej sytuacji nasz organizm radzi sobie bez trudu. WODA W GOSPODARCE CZŁOWIEKA http://www.zhiw.ath.bielsko.pl/pliki/gospodarka-i-ochrona-wod/ustawy-i-rozporzadzenia/rozp-normy-zuzycia-wody_2011-10-02_13-46-25.pdf Zawierają także bakterie Niezwykle trafne wydaje się stwierdzenie, że człowiek jest taki, jaka woda, którą spożywa. WYTYCZNE DOTYCZĄCE JAKOŚCI WODY PITNEJ Woda pitna musi spełniać określone wymagania mikrobiologiczne (sanitarne), organoleptyczne oraz fizykochemiczne. Poszczególne państwa na świecie, w tym Polska, określają normy jakim musi odpowiadać woda, aby mogła zostać oddana do spożycia przez ludność. Pomocą w tym zakresie służy również Światowa Organizacja Zdrowia (WTO) oraz Unia Europejska, które są autorami różnego rodzaju aktów prawnych, określających w sposób bardzo szczegółowy jakie kryteria musi spełniać woda pitna. W Polsce takim dokumentem jest m. in. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29.03.2007 roku w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. 2007 Nr 61 poz. 417) oraz przepisy prawne zawarte w Ustawie z dnia 07.06.2001 roku o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Dz.U. 2001 NR 72 poz. 747). Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia, aby woda mogła zostać dopuszczona do spożycia, nie może zawierać substancji szkodliwych dla zdrowia oraz substancji, które wskazywałyby na jej zanieczyszczenie. O bezpieczeństwie sanitarnym spożywanej wody świadczy brak obecności bakterii chorobotwórczych. Według norm polskich i norm Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) woda przeznaczona do spożycia nie powinna zawierać bakterii z grupy coli, w tym Escherichia coli, bakterii Clostridium perfringens (łącznie ze sporami) oraz bakterii z grupy Enterokoków. Wymienione powyżej bakterie występują w wodach zanieczyszczanych fekaliami i są niezwykle groźne dla zdrowia człowieka. Poza bakteriami kałowymi, mając na uwadze bezpieczeństwo sanitarne, ustala się również ogólną liczbę bakterii. W 100 ml wody nadającej się do spożycia nie powinno być nawet jednej komórki bakterii chorobotwórczej. Jest z kolei dopuszczalna pewna ilość bakterii niegroźnych dla człowieka, które towarzyszą mu w jego codziennej egzystencji. Wskaźniki fizykochemiczne określają z kolei zawartość różnego rodzaju substancji chemicznych w wodzie. Woda zanieczyszczona substancjami chemicznymi stanowi zupełnie inne ryzyko dla zdrowia człowieka niż woda zanieczyszczona bakteriami chorobotwórczymi. Prawdopodobieństwo wystąpienia zatrucia czy też choroby z powodu jednej pojedynczej substancji chemicznej znajdującej się w wodzie jest niewielkie, co niestety nie oznacza, że drobne ilości substancji chemicznych w wodzie nie oddziałują niekorzystnie na nasze organizmy, wręcz przeciwnie. Wiele substancji chemicznych, występujących w wodzie teoretycznie w dopuszczalnych stężeniach, według normatywów polskich i światowych, może wywołać i wywołuje negatywne skutki dla zdrowia dopiero po wielu latach. Niezwykle groźne są te substancje, które wykazują zdolności kumulowania się w naszych organizmach oraz te, które posiadają właściwości rakotwórcze.  Jednostka Wskaźnik Dopuszczalna norma miary Amoniak mg/l NH4 0,50 PROCES UZDATNIANIA WODY Antymon μg/l Sb 5 Arsen μg/l As 10 Azotany mg/l NO3 50 Podstawowym zadaniem jest usunięcie z wody organizmów chorobotwórczych Azotyny mg/l NO2 0,50 oraz nadanie jej odpowiednich walorów smakowych. Proces ten w przypadku Barwa mg/l Pt 15 wód powierzchniowych jest zwykle bardziej złożony niż w przypadku Bor mg/l B 1,0 Chlorki mg/l Cl 250 wykorzystania wód podziemnych. Chrom μg/l Cr 50 Cyjanki ogólne μg/l CN 50 Pierwsze urządzenia do filtracji wody pojawiły się już na początku XIX wieku. Fluorki mg/l F 1,5 mg/l Al 200 Glin Indeks nadmanganianowy mg/l O2 5 WSPÓŁCZEŚNIE, PROCES UZDATNIANIA OBEJMUJE ZWYKLE: Jon amonowy mg/l NH4 0,50 Kadm μg/l Cd 5μg/l - Filtrację wstępną: kratownice, filtry siatkowe, mikrosita Smak akceptowalny Zapach akceptowalny - Sedymentację w basenach (koagulacja) Mangan μg/l Mn 50 Miedź mg/l Cu 2,0 - Filtracja przez złoże piaskowe: substancje organiczne są rozkładane na Mętność NTU 1NTU powierzchni złoża gdzie z czasem wykształca się błona biologiczna zasiedlona Nikiel μg/l Ni 20 przez bakterie, glony i pierwotniaki Odczyn pH 6,5-9,5 Ołów μg/l Pb 25 - Dezynfekcja (likwidacja patogenów): chlorowanie, ozonowanie, naświetlanie Przewodność elektryczna µS/cm 2500 Selen μg/l Se 10 promieniami UV Siarczany mg/l SO4 250 Twardość mg/l CaCO3 60-500 Sód mg/l Na 200 Żelazo ogólne μg/l Fe 200  Zanieczyszczenia wód mogą być: naturalne - pochodzące z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych, np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza; sztuczne (antropogeniczne) - związane z działalnością człowieka, a pochodzące głównie ze ścieków, a także z powierzchniowych i gruntowych spływów z terenów przemysłowych, rolniczych, składowisk odpadów komunalnych (wysypisk śmieci). Zanieczyszczenia sztuczne dzielimy na: biologiczne - spowodowane obecnością drobnoustrojów, np. bakterii, wirusów, glonów, grzybów, pierwotniaków i ich toksyn; chemiczne - odnoszą się do zmian składu chemicznego i odczynu (pH). Należą do nich: oleje, benzyna, smary ropa, chemiczne środki ochrony roślin - pestycydy, nawozy sztuczne, węglowodory aromatyczne, sole metali ciężkich, kwasy, zasady, fenole.  Ze względu na pochodzenie, zanieczyszczenia można podzielić na: komunalne - są to głównie ścieki miejskie, powstające na skutek działalności człowieka i będące mieszaniną odpadów z gospodarstw wydalin fizjologicznych człowieka i zwierząt domowych, odpadów szpitalnych, łaźni, pralni oraz niektórych zakładów przemysłowych. Są to głównie związki organiczne (białka, tłuszcze i węglowodany), przemysłowe - mogą się dostawać do wód pośrednio jako ścieki przemysłowe lub z atmosfery w postaci kwaśnych deszczów, pyłów oraz różnych związków chemicznych. Specyficznym rodzajem zanieczyszczeń są zanieczyszczenia termiczne, związane ze spuszczaniem do zbiorników wodnych wód ciepłych i gorących (wody z procesów chłodzenia), rolnicze – zwykle będące wynikiem spływów substancji używanych do nawożenia (azotany, fosforany) Główne zanieczyszczenia chemiczne i ich źródła. Główne zanieczyszczenia Źródła chemiczne zanieczyszczeń chemiczne wód gospodarstwa domowe, pralnie, myjnie, detergenty przemysł papierniczy, farbiarski, gumowy, szklarski, tekstylny, budownictwo środki ochrony roślin - pestycydy, przemysł chemiczny, rolnictwo i leśnictwo nawozy sztuczne (azotany, fosforny) przemysł chemiczny, spożywczy, ścieki fenole komunalne, rafinerie, koksownie, gazownie, garbiarnie związki metali ciężkich (Hg, Cd, Cr, transport samochodowy, ścieki przemysłowe, Mn, Cu, Fe) garbiarnie, metalurgia, górnictwo, hutnictwo węglowodory aromatyczne petrochemia, przemysł chemiczny eksplozje jądrowe, przemysł zbrojeniowy, radioizotopy (radanu, strontu) odpady, ścieki cyjanki galwanizeria komunikacja, transport samochodowy i wodny, benzyna, nafta, olej, ropa naftowa, awarie i katastrofy tankowców, platform smary wiertniczych, przemysł paliowo-energetyczny  OGNISKA ZANIECZYSZCZEŃ Biorąc pod uwagę źródła zanieczyszczeń, zanieczyszczenia wody można z kolei podzielić na: źródła punktowe – do których zaliczają się różnego rodzaju ścieki, wywodzące się przede wszystkim z zakładów przemysłowych i terenów miejskich, które w sposób zorganizowany, poprzez systemy kanalizacyjne trafiają do wód, zanieczyszczenia obszarowe lub powierzchniowe – czyli zanieczyszczenia, które na skutek opadów atmosferycznych spłukiwane są do wód z obszarów rolniczych i leśnych oraz z terenów zurbanizowanych, które nie posiadają odpowiednich systemów kanalizacyjnych, zanieczyszczenia ze źródeł pasmowych lub liniowych – czyli zanieczyszczenia pochodzące ze szlaków komunikacyjnych, spłukiwane z dróg i autostrad wraz z opadami atmosferycznymi oraz zanieczyszczenia mające swe źródła w gazociągach, rurociągach oraz kanałach ściekowych.  Za ścieki uważa się m.in. wody zużyte, w szczególności na cele bytowe lub gospodarcze oraz wody opadowe lub roztopowe, ujęte w otwarte lub zamknięte systemy kanalizacyjne Metody oczyszczania ścieków dzieli się na: mechaniczne – polegające na rozdrabnianiu, cedzeniu, filtrowaniu, sedymentacji, wirowaniu, flotacji zanieczyszczeń stałych i nierozpuszczalnych. Do tych celów służą zwykle urządzenia cedzące, rozdrabniające, kraty, sita, osadniki, filtry, piaskowniki, odtłuszczalniki; chemiczne – polegające na przeprowadzeniu procesów chemicznych takich jak: redukcja, utlenianie, wytrącanie, wymiana jonowa oraz wykorzystaniu metod fizycznych, jak: destylacja, wymrażanie, koagulacja, sorpcja; biologiczne – najważniejsze w technologii oczyszczania ścieków, polegające na zmineralizowaniu zanieczyszczeń dzięki działaniu mikroorganizmów ( głównie bakterii tlenowych) występujących w tzw. osadach czynnych. Głównymi urządzeniami technicznymi są: złoża biologiczne, komory osadu czynnego oraz komory fermentacyjne. Oczyszczanie ścieków komunalnych prowadzi się zazwyczaj mechanicznie bądź mechanicznie i biologicznie. Warto przy tym pamiętać, że żadna z przyjętych w praktyce metod nie przekształca ścieków w wodę pierwszej klasy czystości. Nie jest więc obojętne, gdzie będą zrzucane wody po oczyszczonych ściekach.  METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Mechaniczny - polegający na rozdrobnieniu, cedzeniu, filtrowaniu, sedymentacji (opadaniu zanieczyszczeń na dno), wirowaniu, flotacji (wypływanie zanieczyszczeń na powierzchnie wody w postaci piany). Do tych celów służą zwykle takie urządzenia: - kraty i sita, na których oddziela się wleczone ciała stale; - piaskowniki, w których opadają cząstki ciała stałego o wymiarach do 0,2 mm. Sedymentują one w ciągu 1 minuty; - odtłuszczalniki i urządzenia rozdrabniające; - osadniki wstępne, w których zatrzymywane są łatwo opadające zawiesiny Sedymentacja następuje w czasie 2 godzin. Drobniejsze zawiesiny przechodzą do kolejnego stopnia oczyszczania. Przykład oczyszczalni mechanicznej  METODY OCZYSZCZANIA ŚCIEKÓW Biologiczny - polegający na rozkładzie (zmineralizowaniu) zanieczyszczeń przez mikroorganizmy (głównie bakterie tlenowe) występujące w tzw. osadach czynnych (bakterie, pierwotniaki, wrotki i nicienie) lub błonach biologicznych (organizmy osiadłe na złożu biologicznym). Na tym etapie oczyszczania usuwa się rozpuszczone lub znajdujące się w postaci bardzo drobnej zawiesiny substancje organiczne, takie jak: tłuszcze, białka i węglowodany. Jednocześnie oddziela się resztki drobnej zawiesiny substancji mineralnych. Głównymi urządzeniami technicznymi stosowanymi w tym procesie są: złoża biologiczne, komory osadu czynnego oraz komory fermentacyjne. Oczyszczanie na złożu biologicznym odbywa się w cylindrycznym zbiorniku wypełnionym np. żużlem hutniczym, tłuczniem kamiennym, koksem, kostkami ceramicznymi. Złoże jest równomiernie zraszane od góry ściekami za pomocą obrotowego zraszacza mechanicznego. Bakterie oraz inne organizmy żywe osadzają się na powierzchni wypełnienia, tworząc błonę biologiczną. Ścieki powoli przepływając przez złoże są oczyszczane przez te organizmy. Proces zachodzi przy odpowiedniej ilości doprowadzanego tlenu. Przykład oczyszczalni biologicznej 1. Komora denitryfikacji - tu odbywa się beztlenowe oczyszczanie ścieków. 2. Komora nitryfikacji - ścieki "podczyszczone" w komorze nitryfikacji, są tu dalej oczyszczane w procesie tlenowym. 3. Komora osadu wtórnego - do której trafia oczyszczona woda. 4. Sterownik i kompresor dozowania powietrza - odpowiada za dostarczenie do oczyszczalni odpowiednich dawek tlenu, w precyzyjnie zaprogramowanych przedziałach czasowych. 5. System napowietrzania złoża aktywnego - dyfuzory uwalniają dozowane powietrze w sposób optymalny dla procesu oczyszczania ścieków. 6. Złoże aktywne - specjalne kształtki, na których namnażają się bakterie, oczyszczające ścieki w procesie tlenowym. 7. System zawrotu osadu wtórnego - dzięki niemu osad, który należy wybierać z oczyszczalni gromadzi się tylko w komorze denitryfikacji - pierwszej. Niebieskie strzałki pokazują kierunek przemieszczania się ścieków/wody w oczyszczalni, czerwona obrazuje kierunek dozowania tlenu. METODY OCZYSZCZANIA Jakie są inne, najważniejsze aspekty wpływu gospodarki człowieka na środowisko wodne?  Wpływ odwodnień górniczych (dotyczy zarówno głębinowych jak i odkrywkowych): - obniżenie zwierciadła wody podziemnej, - zmiany ciśnienia, prędkości i kierunku i ruchu, - zmniejszenie zasobów tych wód, - zmniejszenie lub zanik zasilania podziemnego rzek, - przekształcenie cieków drenujących w infiltrujące, - zmiany reżimu hydrologicznego, - podtopienie terenów osiadających, - zmiany chemizmu wód, - zanik źródeł. (Wilk i in. 1990)  Regiony: GOP (XII w. - początek eksploatacji metali, XV w. pierwsze zapiski o zmianach hydrograficznych - ucieczce wód) - obszar silnie przekształcony Bełchatów (maksymalnie ponad 400m3/minutę, lej 500-600km2) Grzybów (eksploatacja siarki metodą otworową, tzw. stożek represji, 110 km2) Zmiany w wyniku eksploatacji rud cynku i ołowiu: niecka bytomska, olkuska, chrzanowsko-wilkoszyńska (zmiany obiegu, ucieczka wód rzecznych, zanik źródeł) Odwodnienie kopalń rud miedzi, Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy (mimo odwodnienia złóż cechsztynu - lej 700 km2, zmiany nie dotyczą w zasadzie poziomu wód czwartorzędowych ze względu na miąższą warstwę ilów mioceńskich. Odnotowano nawet podniesienie się zwierciadła najniżej zalegających poziomów wód - w wyniku osiadania terenu. + inne, np soli kamiennej mają niewielkie znaczenie Zagrożenia środowiska wód podziemnych ILOŚCIOWE JAKOŚCIOWE - DEGRADACJA WÓD ZUBOŻENIE ZASOBÓW Wprowadzanie substancji Działania geotechniczne - odpady: przemysłowe, - zmiany chemizmu wynikające - nadmierna eksploatacja rolnicze, komunikacyjne z odwodnienia, - odwodnienia górnicze, - zanieczyszczenie powietrza i - usunięcie warstw chroniących, budowlane innych wód - ingresja zanieczyszczonych - przeszkody w zasilaniu wód Awarie: wód powierzchniowych, (np. zabudowa terenu) - niekontrolowane ubytki, Awarie: przykładowo substancji - szczególnie podczas prac typu ropopochodnych wiercenia, awarie szybów i inne Literatura: Encyklopedia Multimedialna PWN, 1999, PWN SA, Warszawa, Głowiak B., Kempa E., Winnicki T. 1985, Podstawy ochrony środowiska, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, Szpindor A., 1998, Zaopatrzenie w wodę i kanalizacja wsi, Wyd. ARKADY, Warszawa, Hartmann L., 1996, Biologiczne oczyszczanie ścieków, Wyd. Instalator Polski, Warszawa, Koziorowski B., Kucharski J., 1964, Ścieki Przemysłowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, Kumider J., 1996, Utylizacja odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Aspekty towaroznawcze i ekologiczne. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań, Miksch K., 1995, Biotechnologia środowiskowa, część I, Fundacja Ekologiczna "Silesia", Katowice, Pawlaczyk-Szpilowa M., 1978, Mikrobiologia wody i scieków, PWN, Warszawa, Bartkiewicz B. 2002, Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. OCHRONA WÓD Działalność ochronna przeciwko zubożenia zasobów wód powinna polegać na: - oszczędzaniu wody, - regulowaniu jej odpływu przez różne formy przejściowego jej magazynowania, - przerzutach z rejonów zasobnych do deficytowych (Kleczkowski 1984) Zasoby wód podziemnych mogą być także uzupełniane w sposób sztuczny, poprzez tworzenie tzw. basenów infiltracyjnych. Ochrona atmosfery i gleby winna być traktowana jako z elementów ochrony wód. (Kleczkowski 1984) WSZELKIE DZIAŁANIA W TEJ DZIEDZINIE MOŻNA PODZIELIĆ NA: - Związane z ochroną (bierną, czynną), - Związane z odnową zasobów Podział środków ochrony obejmuje jej środki bierne i czynne BIERNE to przestrzeganie zakazów CZYNNE – wykonywanie nakazów oraz wszelkie środki techniczne W Polsce zabrania się wprowadzania ścieków do: - wód podziemnych - śródlądowych wód powierzchniowych i ziemi, jeśli byłoby to sprzeczne z wymaganiami wynikającymi z ustanowienia stref ochronnych - wód powierzchniowych w obrębie kąpielisk i plaż oraz w strefie 1km od ich granic - jezior bezodpływowych - jezior i ich dopływów na odcinkach 3km od ujścia do jeziora, jeśli dotychczas (przed 1991 rokiem) ścieki nie były do nich wprowadzane - ziemi, na obszarach płytkiego występowania użytkowych wód podziemnych przykrytych utworami przepuszczalnymi Istnieją też ograniczenia dotyczące wprowadzania wód podgrzanych