Vandforurening - Water pollution
Del af en serie om |
Forurening |
---|
Vandforurening (eller vandforurening ) er forurening af vandområder , normalt som følge af menneskelige aktiviteter, på en sådan måde, at det påvirker dets legitime anvendelser negativt. Vandforurening reducerer vandforekomstenes evne til at levere de økosystemtjenester, som den ellers ville levere. Vandområder omfatter f.eks. Søer , floder , oceaner , akviferer , reservoirer og grundvand . Vandforurening opstår, når forurenende stoffer indføres i disse vandområder. For eksempel kan frigivelse af utilstrækkeligt renset spildevand i naturligt vand føre til nedbrydning af disse akvatiske økosystemer . Alle planter og organismer, der lever i eller udsættes for forurenede vandområder, kan påvirkes. Virkningerne kan skade enkelte arter og påvirke de naturlige biologiske samfund, de er en del af. Vandforurening kan også føre til vandbårne sygdomme for mennesker, der bruger forurenet vand til drikke, badning, vask eller kunstvanding .
Vandforurening kan klassificeres som overfladevandforurening (f.eks. Søer, vandløb, flodmundinger og dele af havet ved havforurening ) eller grundvandsforurening . Kilder til vandforurening er enten punktkilder eller ikke-punktkilder . Punktkilder har en identificerbar årsag, såsom et stormafløb eller et spildevandsrensningsanlæg . Ikke-punktkilder er mere diffuse, såsom landbrugsafstrømning . Forurening er resultatet af den kumulative effekt over tid. Forsyning af rent drikkevand er en vigtig økosystemtjeneste fra nogle ferskvandssystemer, men cirka 785 millioner mennesker i verden har ikke adgang til rent drikkevand på grund af forurening.
Forurening kan have form af giftige stoffer (f.eks. Olie, metaller, plast, pesticider , persistente organiske forurenende stoffer , industriaffaldsprodukter), stressende forhold (f.eks. Ændringer i pH, hypoxi eller anoxi, stressende temperaturer, overdreven grumhed, ubehagelig smag eller lugt og ændringer i saltholdighed) eller patogene organismer. Forurenende stoffer kan omfatte organiske og uorganiske stoffer. Varme kan også være et forurenende stof, og det kaldes termisk forurening . En almindelig årsag til termisk forurening er brug af vand som kølevæske fra kraftværker og industrielle producenter.
Vandforurening måles ved at analysere vandprøver og teste for en række fysiske, kemiske og biologiske parametre. Kontrol af vandforurening kræver passende infrastruktur og forvaltningsplaner samt lovgivning. Teknologiske løsninger kan omfatte forbedring af sanitet , spildevandsrensning , industrielt spildevandsrensning, rensning af landbrugsspildevand, erosionskontrol , sedimentkontrol og kontrol af byafstrømning (herunder styring af regnvand ). Effektiv kontrol af byafstrømning inkluderer reducering af hastighed og mængde af flow.
Definition
En praktisk definition af vandforurening er: "Vandforurening er tilsætning af stoffer eller energiformer, der direkte eller indirekte ændrer vandforekomsten på en sådan måde, at det påvirker dets legitime anvendelser negativt". Derfor er forurening forbundet med begreber, der tilskrives mennesker, nemlig de negative ændringer og anvendelsen af vandforekomsten. Vand kaldes typisk forurenet, når det er svækket af menneskeskabte forurenende stoffer. På grund af disse forurenende stoffer understøtter det enten ikke menneskelig brug, såsom drikkevand , eller undergår et markant skift i dets evne til at understøtte sine biotiske samfund, såsom fisk.
Virkninger
Økosystemer
Vandforurening er et stort globalt miljøproblem, fordi det kan resultere i forringelse af akvatiske økosystemer . De specifikke forurenende stoffer, der fører til forurening i vand, omfatter et bredt spektrum af kemikalier , patogener og fysiske ændringer såsom forhøjet temperatur. Mens mange af de kemikalier og stoffer, der reguleres, kan forekomme naturligt ( calcium , natrium , jern, mangan osv.), Bestemmer koncentrationen normalt, hvad der er en naturlig bestanddel af vand, og hvad der er en forurening. Høje koncentrationer af naturligt forekommende stoffer kan have en negativ indvirkning på akvatisk flora og fauna. Ilt -nedbrydende stoffer kan være naturlige materialer såsom plantemateriale (f.eks. Blade og græs) samt menneskeskabte kemikalier. Andre naturlige og menneskeskabte stoffer kan forårsage uklarhed (uklarhed), der blokerer lys og forstyrrer plantens vækst og tilstopper gællerne hos nogle fiskearter.
Der er bekymring for, at vandforurening kan skade planteplankton i havene, der producerer 70% ilt og fjerner en stor del af kuldioxid fra atmosfæren .
Folkesundhed og vandbårne sygdomme
En undersøgelse, der blev offentliggjort i 2017, udtalte, at "forurenet vand spredte mave -tarmsygdomme og parasitære infektioner og dræbte 1,8 millioner mennesker" (disse omtales også som vandbårne sygdomme ).
Eutrofiering fra nitrogenforurening
Nitrogenforurening (en form for vandforurening, hvor store mængder næringsstoffer tilføjes til et vandlegeme), kan forårsage eutrofiering , især i søer. Eutrofiering er en stigning i koncentrationen af kemiske næringsstoffer i et økosystem i et omfang, der øger økosystemets primære produktivitet . Afhængig af eutrofieringsgraden kan der forekomme efterfølgende negative miljøvirkninger såsom anoxi (iltforringelse) og alvorlige reduktioner i vandkvaliteten , der påvirker fisk og andre dyrepopulationer.
Eutrofiering (fra græsk eutrofos , "godt næret") er den proces, hvorved en hel vandmængde eller dele af det gradvist bliver beriget med mineraler og næringsstoffer . Det er også blevet defineret som "næringsinduceret stigning i planteplanktonproduktivitet ". Vandområder med meget lave næringsindhold betegnes oligotrofiske, og dem med moderate næringsindhold betegnes som mesotrofiske . Avanceret eutrofiering kan også omtales som dystrofiske og hypertrofiske tilstande. Eutrofiering i ferskvandsøkosystemer skyldes næsten altid overskydende fosfor.
Før menneskelig indblanding var og er dette fortsat en meget langsom naturlig proces, hvor næringsstoffer, især fosforforbindelser og organisk stof, akkumuleres i vandområder. Disse næringsstoffer stammer fra nedbrydning og opløsning af mineraler i sten og ved effekten af lav, mos og svampe, der aktivt fjerner næringsstoffer fra sten. Antropogen eller kulturel eutrofiering er ofte en meget hurtigere proces, hvor næringsstoffer tilsættes et vandlegeme fra en lang række forurenende input, herunder ubehandlet eller delvist behandlet spildevand , industrielt spildevand og gødning fra landbrugspraksis. Næringsstofforurening , en form for vandforurening, er en primær årsag til eutrofiering af overfladevand , hvor overskydende næringsstoffer, normalt nitrogen eller fosfor , stimulerer vækst af alger og vandplanter .Forsuring af havet
Forsuring af havet er en anden virkning af vandforurening.
2) fra atmosfæren . Hovedårsagen til havets forsuring er afbrænding af fossile brændstoffer . Forsuring af havet er en af flere virkninger af klimaændringer på oceaner . Havvand er lidt basalt (hvilket betyder pH> 7), og forsuring af havet indebærer et skift til pH-neutrale forhold frem for en overgang til sure forhold (pH <7). Bekymringen ved forsuring af havet er, at det kan føre til en reduceret produktion af skaller af skaldyr og andet vandlevende liv med calciumcarbonatskaller samt nogle andre fysiologiske udfordringer for marine organismer. De calciumcarbonatskallede organismer kan ikke reproducere under højt mættet acidotisk vand. Anslået 30-40% af kuldioxid fra menneskelig aktivitet, der frigives til atmosfæren, opløses i oceaner, floder og søer. Noget af det reagerer med vandet for at danne kulsyre . Nogle af de resulterende carbonsyrederivater molekyler dissocieres til en bicarbonat -ion og en hydrogenion, hvilket øger ocean surhedsgrad ( H + ion koncentration).
Forurenende stoffer og deres kilder
Oversigt
Hvis vandforureningen stammer fra spildevand (kommunalt spildevand), er de vigtigste forurenende stoffer: suspenderede faste stoffer, biologisk nedbrydeligt organisk stof, næringsstoffer og patogene organismer.
Forurenende | Vigtigste repræsentative parameter | Mulig effekt af forurenende stof |
---|---|---|
Suspenderede faste stoffer | I alt suspenderet faststof |
|
Bionedbrydeligt organisk stof | Biologisk iltbehov |
|
Næringsstoffer |
|
|
Bakterier |
|
Vandbårne sygdomme |
Ikke-bionedbrydeligt organisk stof |
|
|
Uorganiske opløste faste stoffer |
|
Patogener fra spildevand og landbrug
Sygdomsfremkaldende mikroorganismer omtales som patogener . De største grupper af patogene organismer er: (a) bakterier, (b) vira, (c) protozoer og (d) helminter. I praksis bruges indikatororganismer til at undersøge patogen forurening af vand, fordi det er vanskeligt og dyrt at påvise patogene organismer i vandprøver på grund af deres lave koncentrationer. Indikatorerne ( bakteriel indikator ) for fækal kontaminering af de mest almindeligt anvendte vandprøver er: total coliform (TC), fecal coliform (FC) eller termotolerant coliform, escherichia coli (EC).
Patogener kan producere vandbårne sygdomme i enten mennesker eller dyr. Nogle mikroorganismer, der undertiden findes i forurenet overfladevand, der har forårsaget menneskelige sundhedsproblemer, omfatter: Burkholderia pseudomallei , Cryptosporidium parvum , Giardia lamblia , Salmonella , norovirus og andre vira, parasitære orme, herunder Schistosoma -typen.
Kilden til høje niveauer af patogener i vandområder kan være fra menneskelig afføring (på grund af åben afføring ), spildevand , sortvand , husdyrgødning, der har fundet vej til vandlegemet. Årsagen til dette kan være mangel på sanitære forhold eller dårligt fungerende på stedet sanitet systemer ( septiktanke , pit latriner ), rensningsanlæg uden desinfektion trin, sanitære kloaksystem overflow og overløb (civilsamfundsorganisationer) under storme og intensivt landbrug (dårligt forvaltet husdyrdrift).
Ikke-bionedbrydelige organiske forbindelser
Forurenende stoffer kan omfatte ikke-bionedbrydelige organiske stoffer. Mange af disse kemiske stoffer er giftige .
- Kreosot - et kemikalie, der bruges til træbeskyttelse , kan frigives i havet over tid
- Kemikalier fra insekticider og herbicider .
- Petroleumkulbrinter , herunder brændstoffer ( benzin , dieselbrændstof , jetbrændstoffer og fyringsolie ) og smøremidler (motorolie) og biprodukter fra forbrænding af brændstof fra olieudslip eller afstrømning af stormvand
- Flygtige organiske forbindelser , såsom industrielle opløsningsmidler , fra forkert opbevaring.
- Persistente organiske forurenende stoffer , f.eks. Per- og polyfluoralkylstoffer (PFAS),
- organochlorider , polychlorerede biphenyl (PCB'er), trichlorethylen , perchlorat (disse er i øjeblikket eller har tidligere været brugt som pesticider , opløsningsmidler , lægemidler og industrikemikalier).
Følgende forbindelser kan alle nå vandområder via råt spildevand eller endda behandlet spildevandsudledninger (det er fordi fjernelse af disse "mikropollutanter" er kompleks og dyr (se også nedenfor under Kontrol og reduktion)):
- Forskellige kemiske forbindelser findes i personlig hygiejne og kosmetiske produkter.
- Miljøholdige farmaceutiske forurenende stoffer , som kan omfatte forskellige farmaceutiske lægemidler og deres metabolitter (se også lægemiddelforurening ), såsom antidepressiva , antibiotika eller p -piller .
- Metabolitter af ulovlige stoffer (se også spildevandspidemiologi ), for eksempel metamfetamin og ecstasy.
- Desinfektionsbiprodukter, der findes i kemisk desinficeret drikkevand (selvom disse kemikalier kan være et forurenende stof i vanddistributionsnetværket , er de temmelig flygtige og findes derfor normalt ikke i miljøvand). Meget lave niveauer af specifikke forurenende stoffer i råt eller renset spildevand, herunder hormoner (fra husdyrhold og rester fra human hormonel præventionsmetode ) og syntetiske materialer som ftalater, der efterligner hormoner i deres virkning, kan have en uforudsigelig negativ indvirkning på den naturlige biota og potentielt på mennesker, hvis vandet behandles og bruges til drikkevand.
Persistent organisk forurenende stof
Vedvarende organiske forurenende stoffer (POP'er), undertiden kendt som "evigt kemikalier", er organiske forbindelser, der er resistente over for miljøforringelse gennem kemiske , biologiske og fotolytiske processer. Det er et giftigt kemikalie, der påvirker menneskers sundhed og miljøet rundt om i verden negativt. Fordi de kan transporteres med vind og vand, kan og påvirker de fleste POP'er, der genereres i et land, mennesker og dyreliv langt fra, hvor de bruges og frigives. Virkningen af POP'er på menneskers og miljømæssige sundhed blev diskuteret med det formål at eliminere eller alvorligt begrænse deres produktion af det internationale samfund ved Stockholm -konventionen om vedvarende organiske forurenende stoffer i 2001. USA har taget stærke nationale foranstaltninger for at reducere emissioner af POP'er . For eksempel er ingen af de originale POP -pesticider, der er opført i Stockholm -konventionen, registreret til salg og distribution i USA i dag, og i 1978 forbød kongressen fremstilling af PCB og begrænsede brugen af resterende PCB -lagre stærkt. Derudover har EPA og staterne siden 1987 effektivt reduceret miljøudslip af dioxiner og furaner til land, luft og vand fra amerikanske kilder.
Mange POP'er bruges i øjeblikket eller var tidligere brugt som pesticider , opløsningsmidler , lægemidler og industrikemikalier. Selvom nogle POP'er opstår naturligt (f.eks. Fra vulkaner), er de fleste menneskeskabte.Miljøholdige farmaceutiske forurenende stoffer
Vandforurening på grund af miljømæssige persistente farmaceutiske forurenende stoffer kan have vidtrækkende konsekvenser:
Den miljømæssige effekt af lægemidler og produkter til personlig pleje (PPCPs) bliver undersøgt i hvert fald siden 1990'erne. PPCP'er omfatter stoffer, der bruges af enkeltpersoner af personlige sundhedsmæssige eller kosmetiske årsager, og de produkter, der bruges af landbrugsvirksomheder til at øge husdyrs vækst eller sundhed. Mere end tyve millioner tons PPCP produceres hvert år. Den Europæiske Union har erklæret lægemiddelrester med risiko for forurening af vand og jord som "prioriterede stoffer". [3]
PPCP'er er blevet påvist i vandområder over hele verden. Mere forskning er nødvendig for at evaluere risikoen for toksicitet , vedholdenhed og bioakkumulering , men den nuværende forskningstilstand viser, at produkter til personlig pleje påvirker miljøet og andre arter, såsom koralrev og fisk. PPCP'er omfatter miljømæssige persistente farmaceutiske forurenende stoffer (EPPP'er) og er en type persistente organiske forurenende stoffer . De fjernes ikke i konventionelle rensningsanlæg, men kræver et fjerde behandlingstrin, som ikke mange anlæg har.Uorganiske forurenende stoffer
Uorganiske vandforurenende stoffer omfatter f.eks .:
- Surhed forårsaget af industrielle udledninger (især svovldioxid fra kraftværker ) eller øgede kuldioxidkoncentrationer i atmosfæren (se også forsuring af havet ). I industrialiserede områder har sur regn tidligere resulteret i forurening af søer og floder på grund af luftforurening med opløste oxider af svovl og nitrogen .
- Ammoniak fra fødevareforarbejdningsaffald
- Tungmetaller fra motorkøretøjer (via afløb i stormvandet i byerne ) og sur minedrænering
- Nitrater og fosfater , fra spildevand og landbrug (se næringsstofforurening )
- Slam ( sediment ) i afstrømning fra byggepladser eller spildevand, skovhugst, skråstreg og forbrænding eller landrensningssteder.
Forurenende stoffer fra industrielt spildevand
Hvis forureningen stammer fra industrielt spildevand, kan forurenende stoffer omfatte:
Sammensætningen af industrielt spildevand varierer meget. Dette er en delvis liste over kemiske eller fysiske forurenende stoffer, der kan være indeholdt i industrielt spildevand:
- Tungmetaller , herunder kviksølv , bly og krom
- Organisk materiale såsom madaffald , slagteriaffald , papirfibre, plantemateriale osv .;
- Uorganiske partikler, såsom sand , grus, metalpartikler, gummirester fra dæk, keramik osv .;
- Giftstoffer som pesticider , giftstoffer , herbicider osv.
- Lægemidler , hormonforstyrrende forbindelser, hormoner, perfluorerede forbindelser, siloxaner, misbrugsmidler og andre farlige stoffer
- Mikroplast, såsom polyethylen- og polypropylenperler, polyester og polyamid
- Termisk forurening fra kraftværker og industrielle producenter
- Radionuklider fra uranudvinding , forarbejdning af nukleart brændstof , drift af atomreaktorer eller bortskaffelse af radioaktivt affald .
Fast affald og plast
Fast affald kan trænge ind i vandområder gennem ubehandlet spildevand, kombineret kloakoverløb, byafstrømning, mennesker, der kasserer affald i miljøet, vind, der bærer kommunalt fast affald fra lossepladser og så videre. Dette resulterer i makroskopisk forurening - store synlige genstande, der forurener vandet - men også mikroplastforurening , der ikke er direkte synlig. Udtrykket havaffald bruges i forbindelse med forurening af oceaner.
Havaffald , også kendt som havaffald, er menneskeskabt affald, der bevidst eller ved et uheld er blevet frigivet i et hav eller hav . Flydende oceanisk affald har en tendens til at ophobes i midten af gyres og på kystlinjer , vasker ofte på grund, når det er kendt som strandstrøelse eller tidevand. Bevidst bortskaffelse af affald til søs kaldes havdumping . Naturligt forekommende affald, såsom drivved og drivfrø , er også til stede.
Med den stigende brug af plast er menneskelig indflydelse blevet et problem, da mange typer (petrokemisk) plast ikke nedbrydes hurtigt, ligesom naturlige eller organiske materialer. Den største enkelt type plastforurening (~ 10 %) og størstedelen af stor plast i havene kasseres og går tabte net fra fiskeindustrien. Vandbaseret plast udgør en alvorlig trussel mod fisk , havfugle , marine krybdyr og havpattedyr samt for både og kyster. Dumping, spild af containere, affald skyllet i stormafløb og vandveje og vindblæst losseplads bidrager alle til dette problem. Denne øgede vandforurening har forårsaget alvorlige negative virkninger, såsom spøgelsesnet, der fanger dyr, koncentration af plastaffald i massive marine affaldspletter og stigende koncentrationer af forurenende stoffer i fødekæden .En stigende bekymring vedrørende plastforurening i det marine økosystem er brugen af mikroplast . Mikroplast er små perler af plast, der er mindre end 5 millimeter brede, og de findes almindeligvis i håndsæber, ansigtsrensere og andre eksfolieringsmidler. Når disse produkter bruges, går mikroplasten gennem vandfiltreringssystemet og ud i havet, men på grund af deres lille størrelse vil de sandsynligvis undslippe fangst fra de indledende rensningsskærme på spildevandsanlæg. Disse perler er skadelige for organismerne i havet, især filterfødere, fordi de let kan indtage plastikken og blive syge. Mikroplasten er en sådan bekymring, fordi det er svært at rense dem på grund af deres størrelse, så mennesker kan forsøge at undgå at bruge disse skadelige plastmaterialer ved at købe produkter, der bruger miljøsikre eksfolierer.
Fordi plast er så udbredt på tværs af planeten, er mikroplastik blevet udbredt i havmiljøet. For eksempel kan mikroplast findes på sandstrande og overfladevand samt i vandsøjlen og dybhavssedimentet. Mikroplast findes også i de mange andre typer marine partikler, såsom dødt biologisk materiale (væv og skaller) og nogle jordpartikler (blæst ind af vinden og ført til havet af floder). Når de når havmiljøer, er mikroplastens skæbne underlagt naturligt forekommende drivere, såsom vinde og havstrømme på overfladen. Numeriske modeller er i stand til at spore små plastikrester (mikro- og mesoplast), der driver i havet, og dermed forudsige deres skæbne.Typer af overfladevandforurening
Forurening af floder, søer og oceaner
Forurening af overfladevand omfatter forurening af floder, søer og oceaner . En delmængde af overfladevandforurening er havforurening, der påvirker havene. Næringsstofforurening refererer til forurening med overdrevne tilførsler af næringsstoffer .
Globalt har omkring 4,5 milliarder mennesker ikke sikkert håndteret sanitet fra 2017, ifølge et skøn fra det fælles overvågningsprogram for vandforsyning og sanitet . Manglende adgang til sanitet er bekymrende og fører ofte til vandforurening, f.eks. Ved hjælp af åben afføring : under regnhændelser eller oversvømmelser flyttes den menneskelige afføring fra jorden, hvor den blev deponeret i overfladevand. Enkle pit latriner kan også blive oversvømmet under regnhændelser.
Når kloakker flyder over under stormhændelser kan dette føre til vandforurening fra ubehandlet spildevand. Sådanne begivenheder kaldes sanitære kloakoverløb eller kombinerede kloakoverløb .
Havforurening
Marine forurening opstår, når stoffer anvendes eller spredning af mennesker, såsom industriel , landbrugs- og boligområder affald , partikler , støj , overskydende kuldioxid eller invasive organismer ind i havet og forårsage skadelige virkninger dér. Størstedelen af dette affald (80%) kommer fra landbaseret aktivitet, selvom søtransport også bidrager betydeligt. Da de fleste input kommer fra land, enten via floder , spildevand eller atmosfæren, betyder det, at kontinentalsokler er mere sårbare over for forurening. Luftforurening er også en medvirkende årsag ved at transportere jern, kulsyre, nitrogen, silicium, svovl, pesticider eller støvpartikler ud i havet. Forureningen kommer ofte fra nonpoint kilder såsom landbrugs- afstrømning , vind-blæst debris , og støv. Disse nonpoint-kilder skyldes i høj grad afstrømning, der kommer ind i havet gennem floder, men vindblæst affald og støv kan også spille en rolle, da disse forurenende stoffer kan slå sig ned i vandveje og oceaner. Forureningsveje omfatter direkte udledning, landafstrømning, skibsforurening , atmosfærisk forurening og muligvis dybhavsminedrift .
Typer af havforurening kan grupperes som forurening fra havaffald , plastforurening , herunder mikroplast , havforsuring , næringsforurening , toksiner og undervandsstøj. Plastforurening i havet er en form for havforurening af plast , der spænder i størrelse fra stort originalt materiale såsom flasker og poser, ned til mikroplast dannet ved fragmentering af plastmateriale. Havaffald er hovedsageligt kasseret menneskeligt affald, der flyder på eller er suspenderet i havet. Plastforurening er skadeligt for havlivet .Næringsstofforurening
Næringsstofforurening, en form for vandforurening, refererer til forurening med overdrevne tilførsler af næringsstoffer . Det er en primær årsag til eutrofiering af overfladevand , hvor overskydende næringsstoffer, normalt nitrogen eller fosfor , stimulerer algevækst . Kilder til næringsstofforurening omfatter overfladeafstrømning fra landbrugsmarker og græsgange, udledninger fra septiktanke og foderstoffer og emissioner fra forbrænding. Råt spildevand er en stor bidragyder til kulturel eutrofiering, da spildevand er højt i næringsstoffer. Udledning af råt spildevand til et stort vandområde kaldes spildevandstømning og forekommer stadig overalt i verden. Overskydende reaktive nitrogenforbindelser i miljøet er forbundet med mange store miljøhensyn. Disse omfatter eutrofiering af overfladevand , skadelige algeblomster , hypoxi , sur regn , kvælstofmætning i skove og klimaændringer .
Siden landbrugsboomen i 1910'erne og igen i 1940'erne for at matche stigningen i fødevarebehovet, er landbrugsproduktionen stærkt afhængig af brug af gødning. Gødning er et naturligt eller kemisk modificeret stof, der hjælper jorden med at blive mere frugtbar. Disse gødninger indeholder store mængder fosfor og nitrogen, hvilket resulterer i overskydende mængder næringsstoffer, der kommer ind i jorden. Kvælstof , fosfor og kalium er de "store 3" primære næringsstoffer i handelsgødning, hver af disse grundlæggende næringsstoffer spiller en central rolle i planteernæring. Når kvælstof og fosfor ikke udnyttes fuldt ud af de voksende planter, kan de gå tabt fra landbrugets marker og påvirke luft- og nedstrøms vandkvalitet negativt. Disse næringsstoffer kan i sidste ende ende i akvatiske økosystemer og bidrager til øget eutrofiering. Når landmænd spreder deres gødning, uanset om den er organisk eller syntetisk fremstillet, vil det meste af gødningen blive til afstrømning, der samler sig nedstrøms og genererer kulturel eutrofiering.Termisk forurening
Forhøjede vandtemperaturer reducerer iltniveauet (på grund af lavere niveauer af opløst ilt , da gasser er mindre opløselige i varmere væsker), som kan dræbe fisk (som derefter kan rådne) og ændre sammensætningen af fødekæden , reducere artens biodiversitet og fremme invasion af nye termofile arter.
Olieudslip
Andre
Indførelsen af vandlevende invasive organismer er også en form for vandforurening. Det forårsager biologisk forurening .
Grundvandsforurening
Grundvandsforurening (også kaldet grundvandsforurening) opstår, når forurenende stoffer frigives til jorden og kommer ind i grundvandet . Denne form for vandforurening kan også forekomme naturligt på grund af tilstedeværelsen af en mindre og uønsket bestanddel, forurening eller urenhed i grundvandet, i hvilket tilfælde det mere sandsynligt kaldes forurening frem for forurening . Forurening kan forekomme fra on-site sanitære systemer, lossepladser , spildevand fra renseanlæg , utætte kloakker, benzin tankstationer eller fra over anvendelsen af gødning i landbruget . Forurening (eller kontaminering) kan også forekomme fra naturligt forekommende forurenende stoffer, såsom arsen eller fluor . Brug af forurenet grundvand medfører fare for folkesundheden gennem forgiftning eller spredning af sygdomme ( vandbårne sygdomme ).
Forurenende stoffet skaber ofte en forurenende plume i en akvifer . Bevægelse af vand og spredning i akviferen spreder forurenende stoffer over et større område. Dens fremskridtende grænse, der ofte kaldes en fjerdet kant, kan krydse med grundvandsboringer og overfladevand, såsom siver og kilder, hvilket gør vandforsyningerne usikre for mennesker og dyreliv. Plummens bevægelse, kaldet en plume front, kan analyseres gennem en hydrologisk transportmodel eller grundvandsmodel . Analyse af grundvandsforurening kan fokusere på jord egenskaber og hjemmeside geologi , hydrogeologi , hydrologi og arten af de forurenende stoffer. Forskellige mekanismer har indflydelse på transporten af forurenende stoffer, fx diffusion , adsorption , nedbør , henfald , i grundvandet.Efter kildetype
Kilder til overfladevandforurening kan grupperes i to kategorier baseret på deres oprindelse: punktkilder og ikke -punktkilder.
Punktkilder
Punktforurening med vandforurening refererer til forurenende stoffer, der kommer ind i et vandvej fra en enkelt, identificerbar kilde, såsom et rør eller en grøft . Eksempler på kilder i denne kategori omfatter udledninger fra et rensningsanlæg , en fabrik eller et bystormafløb .
US Clean Water Act (CWA) definerer punktkilde til lovmæssig håndhævelse (se USA's regulering af vandforurening fra punktkilder ). CWA -definitionen af punktkilde blev ændret i 1987 til at omfatte kommunale stormkloaksystemer samt industrielt stormvand, f.eks. Fra byggepladser.
Nonpoint -kilder
Måling
Vandforurening kan analyseres ved hjælp af flere brede kategorier af metoder: fysisk, kemisk og biologisk. Nogle metoder kan udføres in situ uden prøveudtagning, f.eks. Temperatur. Andre involverer indsamling af prøver efterfulgt af specialiserede analytiske tests i laboratoriet. Standardiserede, validerede analytiske testmetoder til vand- og spildevandsprøver er blevet offentliggjort.
Almindelige fysiske test af vand omfatter temperatur, specifik ledningsevne eller elektrisk ledningsevne (EF) eller ledningsevne, faststofkoncentrationer (f.eks. Totalt suspenderet faststof (TSS)) og turbiditet . Vandprøver kan undersøges ved hjælp af analytiske kemiske metoder. Mange publicerede testmetoder er tilgængelige for både organiske og uorganiske forbindelser. Ofte anvendte parametre, der kvantificeres, er pH , biokemisk iltforbrug (BOD), kemisk iltforbrug (COD), opløst ilt (DO), total hårdhed , næringsstoffer ( nitrogen- og fosforforbindelser , f.eks. Nitrat og orthophosphater ), metaller (herunder kobber, zink , cadmium , bly og kviksølv ), olie og fedt, samlede petroleumkulbrinter (TPH), overfladeaktive stoffer og pesticider .
Prøveudtagning
Vandkvalitets kompleksitet som emne afspejles i de mange typer målinger af vandkvalitetsindikatorer. Nogle målinger af vandkvaliteten foretages mest præcist på stedet, fordi vand findes i ligevægt med omgivelserne . Målinger, der almindeligvis foretages på stedet og i direkte kontakt med den pågældende vandkilde, omfatter temperatur , pH , opløst ilt , konduktivitet , iltreduktionspotentiale (ORP) , turbiditet og Secchi- diskdybde.
Prøvetagning af vand til fysisk eller kemisk test kan udføres på flere måder afhængigt af den nødvendige nøjagtighed og forurenende egenskaber. Prøveudtagningsmetoder omfatter f.eks. Simpel stikprøveudtagning, stratificeret prøveudtagning , systematisk og gridprøvetagning, adaptiv klyngeudtagning , grabprøver, halvkontinuerlig overvågning og kontinuerlig, passiv prøveudtagning , fjernovervågning, fjernmåling og biomonitorering . Brugen af passive prøvetagere reducerer omkostningerne og behovet for infrastruktur på prøvepladsen i høj grad.
Mange forureningsbegivenheder er stærkt tidsbegrænsede, oftest i forbindelse med regnhændelser. Af denne grund er "grab" -prøver ofte utilstrækkelige til fuldt ud at kvantificere forureningsniveauer. Forskere, der indsamler denne type data, anvender ofte auto-sampler- enheder, der pumper vand i trin på enten tidspunkt eller udledningsintervaller .Biologisk testning
Brugen af en biomonitor beskrives som biologisk overvågning . Dette refererer til måling af specifikke egenskaber for en organisme for at opnå information om det omgivende fysiske og kemiske miljø. Biologisk test involverer brug af plante-, dyre- eller mikrobielle indikatorer til at overvåge sundheden for et akvatisk økosystem . De er enhver biologisk art eller gruppe af arter, hvis funktion, befolkning eller status kan afsløre, hvilken grad af økosystem eller miljøintegritet der er. Et eksempel på en gruppe bioindikatorer er copepoder og andre små vandkrebsdyr , der findes i mange vandområder. Sådanne organismer kan overvåges for ændringer (biokemiske, fysiologiske eller adfærdsmæssige), der kan indikere et problem i deres økosystem.
Udbredelse
Vandforurening er et problem i udviklingslande såvel som i udviklede lande .
Efter land
For eksempel er vandforurening i Indien og Kina bredt spredt. Omkring 90 procent af vandet i byerne i Kina er forurenet.
Kontrol og reduktion
Forureningsbekæmpelsesfilosofi
Et aspekt af miljøbeskyttelse er obligatoriske regler, men de er kun en del af løsningen. Andre vigtige redskaber i forureningsbekæmpelse omfatter miljøundervisning, økonomiske instrumenter, markedskræfter og strengere håndhævelser. Standarder kan være "præcise" (for en defineret kvantificerbar minimums- eller maksimumværdi for et forurenende stof) eller "upræcise", hvilket ville kræve brug af Best Available Technology (BAT) eller Best Practicable Environmental Option (BPEO). Markedsbaserede økonomiske instrumenter til forureningsbekæmpelse kan omfatte: gebyrer, tilskud, indskuds- eller refusionsordninger, oprettelse af et marked for forureningskreditter og håndhævelsesincitamenter.
På vej mod en holistisk tilgang inden for bekæmpelse af kemisk forurening kombineres følgende tilgange: Integrerede kontrolforanstaltninger, grænseoverskridende overvejelser, komplementære og supplerende kontrolforanstaltninger, livscyklusovervejelser , virkningerne af kemiske blandinger.
Kontrol af vandforurening kræver passende infrastruktur og forvaltningsplaner. Infrastrukturen kan omfatte spildevandsrensningsanlæg , f.eks. Spildevandsrensningsanlæg og industrielle spildevandsrensningsanlæg . Landbrugsspildevandsrensning til gårde og erosionskontrol på byggepladser kan også hjælpe med at forhindre vandforurening. Effektiv kontrol af byafstrømning inkluderer reducering af hastighed og mængde af flow.
Vandforurening kræver løbende evaluering og revision af vandressourcepolitikken på alle niveauer (internationalt ned til individuelle akviferer og brønde).
Sanitet og spildevandsbehandling
Kommunalt spildevand (eller spildevand ) kan behandles af centraliserede spildevandsrensningsanlæg , decentrale spildevandsanlæg , naturbaserede løsninger eller i spildevandsanlæg på stedet og septiktanke . For eksempel er affaldsstabiliseringsdamme en billig behandlingsmulighed for spildevand, især i områder med varmt klima. UV -lys (sollys) kan bruges til at nedbryde nogle forurenende stoffer i affaldsstabiliseringsdamme (spildevandslaguner). Brug af sikkert forvaltede sanitetstjenester ville forhindre vandforurening forårsaget af manglende adgang til sanitet.
Godt designede og betjente systemer (dvs. med sekundære behandlingstrin eller mere avanceret tertiær behandling) kan fjerne 90 procent eller mere af forurenende belastning i spildevand. Nogle planter har yderligere systemer til fjernelse af næringsstoffer og patogener. Selvom sådanne avancerede behandlingsteknikker utvivlsomt vil reducere udledningen af mikropollutanter, kan de også resultere i store økonomiske omkostninger samt miljømæssigt uønskede stigninger i energiforbrug og drivhusgasemissioner .
Kloakoverløb under stormhændelser kan afhjælpes ved rettidig vedligeholdelse og opgraderinger af kloaksystemet . I USA har byer med store kombinerede systemer ikke forfulgt systemomfattende adskillelsesprojekter på grund af de høje omkostninger, men har implementeret delvise separationsprojekter og grønne infrastrukturtilgange . I nogle tilfælde har kommunerne installeret yderligere CSO -opbevaringsfaciliteter eller udvidet spildevandsrensningskapacitet.
Industriel spildevandsrensning
Landbrugsrensning af spildevand
Landbrugs spildevandsrensning er en bedriftsstyring dagsorden for at kontrollere forurening fra afgrænsede animalske operationer og fra overflade afstrømning , der kan være forurenet med kemikalier i gødning , pesticider , gylle , afgrøderester eller kunstvanding vand. Landbrugsspildevandsrensning er påkrævet til kontinuerlige begrænsede dyreoperationer som mælk og ægproduktion. Det kan udføres på anlæg ved hjælp af mekaniserede behandlingsenheder, der ligner dem, der bruges til industrielt spildevand . Hvor der er jord til rådighed for damme, kan bundfældningsbassiner og fakultative laguner have lavere driftsomkostninger til sæsonbetonede brugsforhold fra avls- eller høstcyklusser. Animalske opslæmninger behandles sædvanligvis ved indeslutning i anaerobe laguner før bortskaffelse ved spray eller sive applikation til græsarealer. Konstruerede vådområder bruges undertiden til at lette behandlingen af animalsk affald.
Nonpoint -kildeforurening omfatter sedimentafstrømning, næringsstofafstrømning og pesticider. Punktforurening omfatter animalsk affald, ensilagevand, malkestald (mejeri) affald, slagteaffald, vegetabilsk vaskevand og brandvand. Mange gårde genererer forurening fra ikke -punktkilder fra overfladeafstrømning, som ikke kontrolleres gennem et rensningsanlæg.
Landmænd kan installere erosionskontroller for at reducere afstrømningsstrømme og bevare jord på deres marker. Almindelige teknikker omfatter konturpløjning , afgræssning , afgrøderotation , plantning af flerårige afgrøder og installation af flodbuffere . Landmænd kan også udvikle og implementere næringsstyringsplaner for at reducere overdreven anvendelse af næringsstoffer og reducere potentialet for næringsstofforurening . For at minimere påvirkningen af pesticider kan landmænd bruge teknikker til integreret skadedyrsbekæmpelse (IPM) (som kan omfatte biologisk skadedyrsbekæmpelse ) for at opretholde bekæmpelse af skadedyr, reducere afhængigheden af kemiske pesticider og beskytte vandkvaliteten.Håndtering af erosion og sedimentkontrol
Sediment fra byggepladser kan håndteres ved installation af erosionskontroller , såsom mulching og hydroseeding , og sedimentkontrol , såsom sedimentbassiner og silthegn . Udledning af giftige kemikalier såsom motorbrændstoffer og betonudvaskning kan forhindres ved brug af spildforebyggelses- og kontrolplaner og specialdesignede beholdere (f.eks. Til betonudvaskning) og strukturer såsom overløbskontroller og afledningsberme.
Erosion forårsaget af skovrydning og ændringer i hydrologi (tab af jord på grund af vandafstrømning) resulterer også i tab af sediment og muligvis vandforurening.
Kontrol af byafstrømning (stormvand)
Effektiv kontrol af byafstrømning indebærer at reducere hastigheden og strømmen af stormvand samt reducere forurenende udledninger. Lokale myndigheder bruger en række forskellige metoder til styring af stormvand til at reducere virkningerne af byafstrømning. Disse teknikker, kaldet bedste forvaltningspraksis for vandforurening (BMP'er) i nogle lande, kan fokusere på vandmængdekontrol, mens andre fokuserer på at forbedre vandkvaliteten, og nogle udfører begge funktioner.
Forureningsforebyggende praksis omfatter udvikling med lav effekt (LID) eller grønne infrastrukturteknikker - kendt som Sustainable Drainage Systems (SuDS) i Storbritannien og vandfølsom bydesign (WSUD) i Australien og Mellemøsten - såsom installation af grønne tage og forbedret kemisk håndtering (f.eks. håndtering af motorbrændstoffer og olie, gødning og pesticider). Afstrømningsbegrænsende systemer omfatter infiltrationsbassiner , bioretentionssystemer , konstruerede vådområder , fastholdelsesbassiner og lignende anordninger.Lovgivning
Nogle eksempler på lovgivning til bekæmpelse af vandforurening er anført nedenfor:
- I Filippinerne er Republic Act 9275, ellers kendt som den filippinske lov om rent vand fra 2004, den gældende lov om spildevandshåndtering. Det fastslår, at det er landets politik at beskytte, bevare og genoplive kvaliteten af dets friske, brakke og marine farvande, for hvilke spildevandsforvaltning spiller en særlig rolle.
- Den Vand Act Clean er den primære føderale lovgivning i USA styrende vandforurening i overfladevand. Det implementeres af US Environmental Protection Agency i samarbejde med stater, territorier og stammer. Grundvand bestemmelser om beskyttelse er inkluderet i den rent drikkevand vandloven , Resource Conservation and Recovery Act , og Superfund handling.
Se også
- Akvatisk toksikologi
- Miljøpåvirkning af pesticider § Vand
- Forurening
- Trofisk tilstandsindeks (vandkvalitetsindikator for søer)
- Vandbehandling
- Forvaltning af vandressourcer
Referencer
eksterne links
Bibliotekets ressourcer om vandforurening |