Najważniejsze problemy związane z rozwojem cywilizacji

1. Najważniejsze problemy związane z rozwojem cywilizacji

2. Woda – kierunki ochrony Ilościowa ochrona wód polega na prawidłowej ich eksploatacji tak, aby zachowana została równowaga hydrodynamiczna między ilością wody czerpanej a zasilaniem Jakościowa ochrona wód polega na zabezpieczeniu ich przed zanieczyszczeniem lub skażeniem i na niedopuszczeniu do powstawania powierzchniowych źródeł zanieczyszczenia 2

3. Woda – ochrona ilościowa ustalenie naturalnych rejonów deficytowych ustalenie zasobów wód w poszczególnych rejonach i formacjach wodonośnych i warunków hydrogeologicznych analiza warunków hydrogeologicznych i prognoza wpływu poboru określonej ilości wody na stosunki ilościowe zasobów większe wykorzystanie brzegowej i dennej infiltracji wód rzecznych i jeziornych sztuczne wzbogacanie podziemnych poziomów wodonośnych przez wtłaczanie do nich wód powierzchniowych stała rejestracja poboru wód podziemnych i kontrola ilościowego i jakościowego stanu eksploatacyjnych zasobów wykorzystania wód kopalnianych przez przemysł po ich wcześniejszym uzdatnieniu 3

4. Woda – ochrona jakościowa poprawa stanu sanitarnego wokół kopalnych ujęć na wsi odprowadzania do gruntu wyłącznie ścieków oczyszczonych instalowanie w kominach fabrycznych filtrów pochłaniających szkodliwe substancje lokalizowanie śmietnisk wyłącznie w miejscach gdzie wody podziemne są izolowane warstwami wodoszczelnymi stosowanie w rolnictwie wyłącznie substancji szybko rozkładających się do nawożenia i ochrony roślin 4

5. Woda – ochrona przed zanieczyszczeniami stosowanie bezściekowych technologii w produkcji przemysłowej napowietrzanie wód stojących zamykanie obiegów wodnych w cyklach produkcyjnych i odzysk wody ze ścieków utylizacja wód kopalnianych oraz powtórne wtłaczanie tych wód do górotworu zabezpieczanie hałd i wysypisk śmieci oczyszczanie ścieków i unieszkodliwianie osadów ściekowych 5

6. Woda – ochrona przed zanieczyszczeniami likwidacja ognisk zagrożenia uzdatnianie lub oczyszczanie wody w gruncie strefy ochronne sieci obserwacyjno-kontrolne zwiększenie retencji wód poprzez zalesienia czy zadrzewienia zlewni wykonywanie kanalizacji opaskowej wokół jezior 6

7. Woda – ochrona przed zanieczyszczeniami nie przekraczanie pojemności turystycznej cieku, monitoring wód szczególnie badania zawartości tlenu aby nie dopuścić do deficytu lub wyczerpania jego zasobów oczyszczanie wód opadowych w specjalnych separatorach, przetrzymywanie jej w zbiornikach retencyjnych i w określonych sytuacjach zagospodarowywanie (rozsączanie, retencja, infiltracja podziemna lub powierzchniowa, rozdeszczowanie na terenach zielonych, woda przeciwpożarowa 7

8. Ścieki bytowo-gospodarcze przemysłowe deszczowe ŚCIEKI MIEJSKIE wody zużyte wskutek działalności życiowej lub zawodowej człowieka oraz ścieki opadowe 8

9. Schemat oczyszczania ścieków ~ 0,5 mgO2/l O2 Oczyszczanie mechaniczne Oczyszczanie biologiczne tlenowe Oczyszczanie biologiczne tlenowo-beztlenowe NO3- PO43- 9

10. Ścieki – I stopień Cedzenie Sedymentacja zanieczyszczeń mineralnych Flotacja Sedymentacja zanieczyszczeń organicznych 10

11. Metody oczyszczania ścieków – mechaniczne

12. Ścieki – II stopień Dostarczanie tlenu (~ 50% kosztów) Złoża biologiczne Osad czynny 12

13. Metody oczyszczania ścieków – biologiczne

14. Ścieki – III stopień • Usuwanie związków biogennych: • nitryfikacja i denitryfikacja • Defosfatacja • Oczyszczanie chemiczne 14

15. Metody oczyszczania ścieków – chemiczne

16. Odnowa wody Zespół jednostkowych procesów technologicznych doczyszczania ścieków w celu ich wtórnego wykorzystania jako wody przemysłowej, dla potrzeb rolnictwa, a także w celu ochrony zbiorników wodnych przed eutrofizacją 16

17. Eutrofizacja wzbogacenie wód w mineralne składniki pokarmowe, masowy rozwój roślin wodnych stymulowany przez te składniki oraz skutki nadmiernej produkcji substancji organicznej w wodach 17

18. Eutrofizacja rozumie się przez to wzbogacanie wody biogenami, w szczególności związkami azotu lub fosforu, powodującymi przyspieszony wzrost glonów oraz wyższych form życia roślinnego, w wyniku którego następują niepożądane zakłócenia biologicznych stosunków w środowisku wodnym oraz pogorszenie jakości tych wód wg Pw 18

19. Eutrofizacja – przyczyny • Stały dopływ związków pokarmowych • C, N, P • Stężenia graniczne: • 0,3 mg N/l • 0,03 mg P/l (jeziora: 0,02 mg P/l) • Przeciwdziałanie – usuwanie mineralnych składników pokarmowych: • Racjonalne nawożenie gleb • Ograniczanie spływów z terenów rolniczych… 19

20. Eutrofizacja – symptomy Odtlenienie wód Wzrost liczebności i zakwity glonów Zmiana przezroczystości wody Zwiększenie liczebności organizmów zwierzęcych przy dużym uproszczeniu gatunkowym 20

21. Eutrofizacja – etapy przebiegu Zakwit Wyczerpanie składników pokarmowych i zamieranie zakwitu Mineralizacja Wyczerpanie tlenu Obumieranie flory i fauny wodnej. 21

22. Powietrze - zanieczyszczenia w krajach o wysokim stopniu rozwoju motoryzacji: pojazdy mechaniczno-spalinowe (60% wszystkich zanieczyszczeń), przemysł, elektrownie cieplne, lokalne narzędzia grzewcze 22

23. Powietrze - zanieczyszczenia 60% wszystkich zanieczyszczeń w krajach o niskim stopniu rozwoju motoryzacji: przemysł, energetyka, elektrownie cieplne urządzenia grzewcze pojazdy mechaniczno-spalinowe 23

24. Powietrze - zanieczyszczenia CO2 SOx pyły NOx Węglowodory Freony O3 metale ciężkie 24

25. Powietrze – skutki zanieczyszczeń • efekty globalne • efekt cieplarniany, zmiany klimatyczne • destrukcja warstwy ozonowej • efekty transgraniczne • kwaśne deszcze • eutrofizacja, defoliacja, zakwaszenie gleb, jezior, rzek • perturbacje klimatyczne i meteorologiczne • efekty lokalne • choroby zwierząt i roślin, zdrowie ludzi i zwierząt • korozja, destrukcja powierzchni budowlanych • smogi miejskie 25

26. WWA wykazują silną tendencję do adsorpcji na powierzchni cząstek pyłowych powodują choroby nowotworowe Międzynarodowa Agencja do Badań nad Rakiem (IARC) w 1983 uznała za rakotwórcze w stosunku do ludzi i zwierząt 30 WWA, między innymi benzo(a)piren i benzo(a)antracen

27. Dioksyny i furany grupa związków w skład której wchodzą polichloro- i polibromopochodne dibenzo-p-dioksyny i dibenzofuranu działają silnie mutagennie, naruszając właściwą strukturę kodu genetycznego rozmnażających się komórek żywych organizmów działają również teratogennie

28. Związki siarki • Zanieczyszczenie atmosfery powodują gazowe związki siarki - SO2, SO3, H2S, kwas siarkowy H2SO4 i siarczany(VI) różnych metali • Żródła: • paliwa stałe i płynne (np. węgiel, ropa naftowej) - elektrociepłownie, elektrownie cieplnych • silniki spalinowe 28

29. Związki siarki KWAŚNE DESZCZE SMOG • Największy udział w emisji SO2 ma przemysł paliwowo-energetyczny • Opalana węglem elektrownia o mocy 1000 MW emituje do atmosfery w ciągu roku 140 000 ton siarki, głównie w postaci SO2 29

30. Tlenki azotu KWAŚNE DESZCZE SMOG DZIURA OZONOWA • N2O, NO, N2O3, NO2, N204, N2O5, NO3, N2O6 • Źródła: • naturalne składniki atmosfery • procesy produkcyjnych (obróbka wysokotermiczna, komory paleniskowe elektrowni) • silniki spalinowe 30

31. Ditlenek węgla EFEKT CIEPLARNIANY materiał do budowy substancji organicznej w roślinach zawierających chlorofil tworzy naturalną warstwę izolacji termicznej wokół kuli ziemskiej powyżej stężenia 300 cm3/m3 staje się on zanieczyszczeniem 31

32. Efekt cieplarniany zaburzenie równowagi w bilansie energii dochodzącej do powierzchni Ziemi wskutek promieniowania słonecznego a ilością energii opuszczającej atmosferę ziemską „efekt szklarniowy” Średnia roczna temperatura ziemi w ciągu ubiegłego stulecia wzrosła o 0,5oC. Modele komputerowe przewidują przy podwojeniu obecnego poziomu CO2 wzrost temperatury o 3oC. 32

33. Efekt cieplarniany 33

34. 34

35. Efekt cieplarniany - gazy w 50% emisja gazów cieplarnianych jest pochodzenia antropogenicznego wpływ gazów na efekt cieplarniany: dwutlenek węgla - 50% metan - 19% freony i halony - 17% ozon - 8% podtlenek azotu - 4% para wodna - 2% 35

36. Efekt cieplarniany 36

37. Efekt cieplarniany Jedyną możliwością zahamowania procesów zmian klimatu jest istotna redukcja emisji gazów cieplarnianych. W przypadku CO2: oszczędność używania wszelkich postaci energii zwiększenie sprawności wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej szersze wykorzystanie energii odnawialnych większe wykorzystanie energii jądrowej 37

38. Efekt cieplarniany W ramach działań strategicznych ograniczania efektu cieplarnianego konieczne jest: zmniejszenie tempa wycinania lasów (szczególnie region tropikalny) zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych ograniczenie emisji zanieczyszczeń przez przemysł ograniczenie zwałowisk odpadów komunalnych 38

39. Smog dymomgła 1948 r., Belgia – 63 ofiary 1950 r., Meksyk – 22 ofiary 1952 r., Londyn – 3900 ofiary smog kwaśny – skondensowana para wodna na cząsteczkach pyłów i dymów 1957 r., Los Angeles smog fotochemiczny – tworzy się przy dużym stężeniu tlenków azotu, węgla i nienasyconych węglowodorów, pochodzących głównie ze spalin samochodowych. Pod wpływem promieni słonecznych związki te ulegają reakcjom fotochemicznym tworząc toksyczne substancje 39

40. Smog w Santiago de Chile 30 h po deszczu 1 h po deszczu 40

41. Beijing - VIII 2008 r. 41

42. Smog - zagrożenia alergie astma oraz jej napady zaostrzenie przewlekłych zapaleń oskrzeli i płuc niewydolność oddechowa 42

43. Kwaśne deszcze kwasy S i N paleniska (reakcja gazów atmosferycznych), silniki spalinowe zakwaszenie gleb 43

44. Kwaśne deszcze 44

45. Kwaśne deszcze - skutki zaburzenie łańcuchów pokarmowych i bioróżnorodności choroby ludzi i zwierząt obumieranie roślin niszczenie budowli 45

46. Sudety 46

47. Ozon 10 % w dolnej troposferze 90 % w stratosferze: UV 10% ozonu  zachorowań na raka skóry o 26% 47

48. Halony i freony Halony – fluoro-, bromo- i chloropochodne węglowodorów (np. Halon 1211 - bromochlorodifluorometan - CF2ClBr) Freony – chloro- i fluoropochodne węglowodorów alifatycznych (np. R-12 dichlorodifluorometan - CCl2F2) 48

49. Wskaźnik ODP ozone depletion potential – potencjał niszczenia ozonu – stosunek destrukcji ozonu spowodowany przez daną substancję do destrukcji spowodowanej przez substancję bazową za jaką uważa się freon-11 CFCl3 o ODP=1 CCl4 ODP=1,1 Halon 1211 (CF2ClBr) ODP = 3, halon-1301 (CBrF3) ODP=10 49

50. Dziura ozonowa 50