Vízminőség-védelem 5-6. ea.

1. PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC) Vízminőség-védelem 5-6. ea. Vízminősítés Víztest tipológia Hazai vízminőségi monitoring rendszer és hazai vizek minősége Lakóépületek korszerű vízgazdálkodása Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B épület 003. dittrich@witch.pmmf.hu

2. Vízminősítés • Főbb paraméter csoportok: • Fizikai paraméterek • Kémiai paraméterek • Biológiai paraméterek • Vízminősítés lehet: • Kémiai • Fizikai • Biológiai • Ökológiai • Integrált • Stb.. • Fizikai paraméterek: • Hőmérséklet • Sűrűség, viszkozitás • Oldóképesség • Átlátszóság, zavarosság • Lebegő anyag tartalom • Fajl. vezetőképesség • Szín • Szag • Stb.. 2

3. Néhány fontosabb kémiai paraméter • pH • Nitrogén-vegyületek (ÖN, Szerves-N, Kjeldahl-N, NO3-N, NO2-N, NH4-N) • Foszfor-vegyületek (ÖP, PO4-P) • Szerves anyagok (TOC, KOI, BOI5) • Fémek, nehézfémek (Vas, Mangán, Króm, Réz, Ólom, Higany, Nikkel, stb..) • Toxikus és egyéb olajszármazékok (policiklikus aromás szénhidrogének, fenolok, stb..) • Peszticidek (különböző rovarirtók, féreg és csigairtók, növekedés-szabályzók, stb..) • Klór vegyületek és klórszármazékok (Klorid-ion, Klorit, Kötött aktív klór, Klorit, Vinil-klorid, összes trihalo-metán, stb..) • Radioaktivitás (összes indikatív dózis, Radon, Trícium, stb..) 3

4. Felszíni vizek kémiai minősítése Régi rendszer: MSZ 12749 Mai rendszer: VKI Víztest tipológiához kötött vízminősítési rendszer – különböző adottságú vizek minősítési határértékei eltérőek Az erősen módosított és mesterséges víztestek minősítése eltérő! • 5 vízminőségi kategória volt: • I. osztály: kiváló víz • II. osztály: jó víz • III. osztály: tűrhető víz • IV. osztály: szennyezett víz • V. osztály: erősen szennyezett víz • A szabvány rögzített határérték rendszert tartalmazott, mely nem vette figyelembe a vizek természetes adottságait

5. Biológiai vízminősítés • Biológiai vízminősítés: a víztestekben élő szervezetek (mikroorganizmusok, növények és állatok) alapján történő osztályozás • Biológiai vízminősítés fő csoportjai: • Halobitás (szervetlen kémiai tulajdonságok összessége) • Szaprobitás (szerves anyag lebontó képesség) • Trofitás (szerves anyag termelő képesség) • Toxicitás (mérgező képesség) • Teljes körű biológiai vizsgálat kitér a víztest minden élőlényközösségére: • plankton (bakterioplankton, fitoplankton,zooplankton) • makrofita társulások (hinárnövények) • nekton (halak és más szabadon úszószervezetek) • benton (fenéklakó szervezetek) • biotekton (élő bevonat) • Biológiai vízminősítés előnyei: • Mivel az összes vízminőségi hatás megnyilvánul az élőlényközösségek jellemzőiben, azért hosszabb időléptékű változások kimutatására alkalmas • Hirtelen levonuló nagy szennyezések a kémiai monitoring hálózaton „átszaladhatnak” észrevétel nélkül. • Kémiai paraméterekkel konkréten nem mért szennyezések tárhatók fel.

6. Halobitás a kontinentális vizek biológiai szempontból fontos szervetlen kémiai adottságainak összessége, amit elsősorban a meder vagy a vízgyűjtő terület geológiai tulajdonságai határoznak meg, de változtatják mesterséges bevezetések is

7. Trofitás Trofitás: A növényi szervesanyag termelő képességének erőssége. . Alapja a fotoszintézis folyamata.

8. Szaprobitás • Szaprobitás: A víz szervesanyag bontó képességének erőssége • Autoszaprobitás (természetes szaprobitás): a vízben magában keletkezett szervesanyagok bomlásának folyamata. • Alloszaprobitás: a vízbe kívülről kerülő szervesanyagok okozzák. Lehet: • természetes eredetű (erdei tavakba utó avar, vándormadarak trágyája...) • mesterséges eredetű (szerves anyag tartalmú szennyvizek).

9. Szaprobitás mérése • Kémiai oxigénigény (KOI) - a víz redukálóképességét méri. • Biokémiai oxigénigény (BOI) - a víz szerves vegyületeinek mikrobiális bontásához mennyi oxigénre van szükség. • Járulékos oxigénigény (JOI) - bontandó szubsztrátumot feleslegben adunk a vízhez. A mikroorganizmusok tevékenységének intenzitását mérik • Oxigén forgalommal kapcsolatos mérések • Pantle - Buck index: A vízi szervezetek beosztása aszerint, hogy milyen mértékben viselik el és jellemzik a szervesanyag terhelést és a lebontást kifejező szaprobitást. A szaprobiológiai indikátorértékeket szapbrobionta katalógusokban gyűjtötték össze. Ez alapján a Pantle - Buck index (S) az indikátor fajok relatív gyakoriságából számítható. • Szapróbia index. • Stb..

10. Szaprobitási osztályok

11. Szaprobitás és trofitás • Az építést és a lebontást a fotoszintézis (P) és a légzés (R) mérésével közelíthetjük meg. A világos órák légzéssel javított bruttó fotoszintézise (P) a 24 órára számított légzés (R) értékével osztva adja a P/R arányt. Ha: • P/R = 1, akkor a termelők által létrehozott összes szervesanyag lebontódik, pl. oligotrófikus vizekben. • P/R > 1, akkor szervesanyag felhalmozódás van, pl. eutrófikus állóvizek,. • P/R < 1, a víz heterotrófia irányába tolódik el. Általában külső szervas anyag terhelés okozza.

12. Toxicitás • Toxicitás: víz mérgező képessége • A mérgezőképesség mérése általában biológiai teszt-módszerrel. Gyakran alkalmazott teszt élőlények: algák, egysejtű állatok, rákok, rovarok, rovarlárvák, gyűrűs férgek, ebihalak, halak, csíranövények. • Hosszantartó eljárások - krónikus hatást lehet meghatározni. • Rövidlejáratú kísérletek - cél: ártalmatlan, kritikus, veszélyes, halált okozó határérték megállapítása • A víztoxikológiában leginkább a közepes tűrés határa Tlm (tolerantia limes medialis) terjedt el

13. Toxicitás II.

14. Ökológiai vízminősítés • Felszíni vizek minősítésére alkalmazott módszer • Az EU 2000/60/EK Víz Keretirányelve – Jó ökológiai állapot elérése a cél – szükséges volt hozzá ökológiai minősítő rendszer kidolgozása • Ökológiai vízminősítés: • Elsősorban a biológiai módszer eredményeit használja fel de, figyelembe veszi a fizikai és kémiai vízminősítés eredményeit is • Ok-okozatiösszefüggéseket tár fel a fiziko-kémiai paraméterek változásai és az élővilág szintjén észlelt változások között • Összefüggést állapít meg az indikátor szervezet és az indikandum, vagyis a jelzendő jelenség között. Az indikáció lehet faji vagy populáció szintű, • Az igényes ökológiai vízminősítés kiterjed az egész élőlényközösségre.

15. Felszíni víztestek minősítésének VKI szerinti csoportjai

16. Felszíni víz minősítési rendszer • Minősítési kategóriák: • Kiváló állapot (zavartalan állapot) • Jó állapot • Mérsékelt állapot • Gyenge állapot • Rossz állapot • Víztipológia függő minősítési rendszer

17. Integrált vízminősítési rendszer I. • A figyelembe vett minőségi elemek: • 5 élőlénycsoportra (fitoplankton, fitobenton, makrofiton, makrozoobentosz és halak) vonatkozó biológiai jellemzők • fizikai-kémiai elemek (szervesanyag, tápanyag, sótartalom és pH) • egyéb specifikus kémiai jellemzők (pl. nehézfémek), • hidromorfológiai jellemzők (hosszirányú átjárhatóság, vízszintek és sebességviszonyok, keresztirányú átjárhatóság és a parti sáv állapota, mederviszonyok, felszín alatti vizekkel való kapcsolat) • A víztest – integrált minősítésként – az összes csoport közül a legrosszabb állapotjellemző minősítését kapja.

18. Integrált vízminősítési rendszer II.

19. Felszín alatti vizek minősítésének rendszere FAVÖKO: felszín alatti víztől függő ökoszisztéma. Típusai: vízfolyások vízi vagy vizes élőhelyei, sekély tavak vizes élőhelyei, szárazföldi élőhelyek.

20. Eredmények összehasonlíthatósága - EQR • Ökológiai állapot szerinti osztályba sorolás EQR (Environmental Quality Ratio) alapján történik

21. Vízfolyás tipológia

22. Állóvizek tipológiája

23. Felszín alatti víztestek tipológiája I.

24. Felszín alatti víztestek tipológiája II.

25. Felszín alatti víztestek tipológiája III.

26. Felszín alatti víztestek tipológiája IV.

27. Hazai felszíni és felszín alatti víz monitoring hálózat • Többszintű monitoring hálózat: • A feltáró monitoring hasonlóan a korábbi országos és regionális törzshálózati monitoringhoz, alapvetően a vizek általános állapotértékelését, jellemzését tűzi ki célul. • Az operatív monitoring az ökológiai és/vagy kémiai szempontból veszélyeztetettnek tekintett vizek vizsgálatát célozza, és az intézkedések eredményességét ellenőrzi. • A felszíni vizek vizsgálati monitoringjának működtetése olyan bizonytalanságok esetében szükséges, ha valamilyen határérték túllépésének az oka ismeretlen, vagy rendkívüli események nagyságát, következményeit kell megismerni • A monitoring hálózat térképeit a „Magyarország vízgyűjtő gazdálkodási terve” 4.1. – 4.6. térképmellékletek tartalmazzák

28. Felszíni vizek monitoring hálózata • Vizsgálati csoportok (lásd. Integrált vízminősítési rendszer): • Fizikai és hidrológiai mérések (régi rendszer is tartalmazta) és hidromorfológiai vizsgálatok (VKI-nek való megfelelés) • Vízkémiai vizsgálatok (régi rendszer is tartalmazta) • Biológiai vizsgálatok (VKI-nek való megfelelés) • Feltáró monitoring hálózat: • 22 állóvízi észlelési hely • 123 vízfolyás észlelési hely • Operatív monitoring hálózat: • 35 tavi észlelési hely eutrofizáció veszélye miatt • 20 tavi észlelési hely kiemelt hidromorfológiai kockázat miatt • 103 folyóvízi monitoring pont veszélyes anyag kockázat miatt • 366 folyóvízi monitoring pont tápanyag és szerves anyag kockázat miatt • 296 folyóvízi monitoring pont hidromorfológiai kockázat miatt • Vizsgálati monitoring: előre nem tervezhető

29. Főbb hidromorfológiai kockázati tényezők • Hosszanti átjárhatóság akadályozottsága • Völgyzárógátas átfolyó tározó, • Duzzasztás • Vízkivétel • Vízmegosztás • Keresztszelvény menti elváltozások, • Szabályozással kapcsolatos elváltozások • Kotrás • Burkolatok

30. Felszín alatti monitoring hálózat • Feltáró monitoring: • Vízszint észlelés 1685 kútban történik • Vízhozam mérés 117 helyen • Kémiai feltáró program: • Sérülékeny vízbázisok: 696 db észlelési hely • Védett rétegvizek: 786 észlelési hely • Termálvizek: 85 monitoring pont • Operatív monitoring: • Kémiai alapparaméterek okozta kockázat: 371 monitoring pont • Növényvédő szerek okozta kockázat: 37 monitoring pont • Klórozott szénhidrogének okozta kockázat: 19 monitoring pont

31. Védett területek monitoring programja • Védett területek: • ivóvízkivételek védőterületei • tápanyag- és nitrátérzékeny területek • természetes fürdőhelyek • Natura2000 területek • őshonos halak életfeltételeinek biztosítása céljából védett területek • A monitoring hálózat azon víztesteire vonatkozóan, melyek ilyen területekre esnek, a hatályos jogszabályoknak megfelelő kiegészítéseket tartalmazza a monitoring program.

32. Víztesteink állapota A felszín alatti vizeink viszonylagos jó állapota mellett a felszíni vizek zömében a mérsékelt osztályba tartoznak; és jelentős az adathiány, különösen a felszíni vizek kémiai minősítéshez szükséges veszélyes anyagok tekintetében.

33. Vízfolyás víztesteink állapota A vizek nem megfelelő fizikai-kémiai állapota a víztestek közelőtıleg felénél „járult hozzá” a nem jó állapothoz/potenciálhoz. A szennyezési problémákat az esetek túlnyomó többségében a vizek tápanyagterhelése okozza (legnagyobb arányban foszfor határérték túllépés fordul elő), de a hegy- és dombvidéki kisvízfolyásokon gyakori a határértéket meghaladó szervesanyag-tartalom is. Viszonylag sok vízfolyás a sótartalom miatt kifogásolt. A kémiai állapotot mindössze a víztestek 6%-án lehetett meghatározni a veszélyes anyagokra vonatkozó ismeretek hiánya miatt. A minősített víztestek 94%-án tehát csak ökológiai minősítés áll rendelkezésre (mindössze egyetlen olyan víztest található, ahol van kémiai minősítés, és az rosszabb eredményt adott, mint az ökológiai minősítés).

34. Álló víztesteink állapota A 213 állóvíz víztest közül mindössze 77 esetében (35%) volt elegendő adat a minősítéshez. Ennek oka a mesterséges állóvizek (129 db), ezen belül is a halastavak nagy száma (85), amelyeket adat- és módszer hiányában nem lehetett minősíteni. Természetes nagytavaink közül a Balaton, a Fertı-tó és a Velencei-tó nyílt vizes részének állapota jó. Tavaink többsége természetvédelmi szempontból is védettséget élvez. Ki kell emelni a víztestként is kijelölt szikes tavakat, melyek ökológiai állapota többnyire kiváló/jó. Az állóvizek közül 15 kapott erősen módosított besorolást. Mindössze négy víztesten lehetett a kémiai állapotot minősíteni, de ez mind jó eredményt adott, vagyis a kémiai minősítés sehol nem befolyásolja az ökológiai minsítés eredményét.

35. Felszín alatti víztesteink mennyiségi állapota A vízszintsüllyedés-teszt alapján 14 víztest gyenge állapotú, ezek fele sekély porózus víztest. A vízmérleg teszt miatt 13 víztest gyenge állapotú és 33 víztest bizonytalan. (A bizonytalan besorolás azt jelzi, hogy a vízkivétel és hasznosítható készlet csak ± 10%-ban tér el egymástól). Főként sekély és mélyebb porózus víztestekről van szó, megjelennek karszt víztestek is. A FAVÖKO-k állapotára vonatkozó vizsgálatok szerint 12 víztest gyenge állapotú és további 15 víztest esetén beszélhetünk valószínű FAVÖKO-károsodásról. A probléma főként a sekély porózus víztesteket érinti, kisebb mértékben karszt víztestekre vonatkozik.

36. Felszín alatti víztesteink kémiai állapota A 185 db felszín alatti víztestből 38 gyenge kémiai állapotú, valamint a trendvizsgálat alapján 4 víztest kockázatos állapotú. Zömében települési vagy mezőgazdasági eredetű nitrát-szennyezésről van szó, de előfordulnak ammónium, növényvédő szer (triazin), és klórozott szénhidrogének.

37. Jelentős hazai vízgazdálkodási problémák I. • A VKI végrehajtása szempontjából jelentős vízgazdálkodási problémának számítanak azok a vízi környezetet érő hatások és az ezeket okozó terhelések és igénybevételek, amelyek jelentős mértékben veszélyeztetik a környezeti célkitűzések elérését 2015-ig. • Főbb problémák: • A felszíni vizek eutrofizálódása • A felszín alatti vizek nitrátosodása • Felszíni vizekbe jutó veszélyes anyagok • Felszíni vizekbe bevezetett termálvizekből származó hő- és szennyezőanyag terhelés • A felszín alatti vizeket elérő veszélyes anyag terhelések pontszerű előfordulásai • Árvízvédelmi céllal átvágták a kanyarulatokat, így lerövidítették a medret és növelték a sebességet. A töltések elvágták a folyótól az árterületek jelentős részét, és a mentett oldalon az élő vízfolyástól elszakított mellékágak, holtágak keletkeztek, amelyek vízellátottsága jelentősen romlott. • Az emberi beavatkozások a vízfolyások medrére, a hullámtérre és a parti sávra is kiterjedtek, így a vízfolyások nagy részénél hiányzik a parti növényzet és a szántóföldek gyakran egészen a vízpartokig húzódnak. Mindez

38. Jelentős hazai vízgazdálkodási problémák II. • Vízfolyásainkon számos olyan műtárgy található, amely elzárja a folyók medrét (hosszirányú átjárhatóság). • A hosszabb duzzasztott szakaszok hasonló hatásúak, mivel bizonyos makrogerinctelenek vagy halfajok olyan mértékben kerülik a lelassult vízmozgású szakaszokat, hogy számukra az egyenlő a fizikai átjárhatatlansággal. • A völgyzárógátas tározók, céljukból és üzemeltetésükből adódóan, gyakran teljes egészében visszatartják a tápláló vízfolyáson érkező vizeket, így elvonják az alvízi vízfolyás-szakaszon az ökológiailag szükséges vízhozamot. • A vízfolyások kisvízi hozamához viszonyítva jelentős vízkivételek (öntözés, halastavak • frissvíz igénye) ökológiai vízhiányhoz vezethetnek, azaz tartósan vagy ismétlődően • A belvízlevezető rendszer jelentősen módosítja az alföldi területek terület vízháztartási, lefolyási viszonyait: (i) a gyors vízlevezetéssel eltűnnek • a mélyedésekben összegyülekező vizek és velük együtt az ehhez társuló vizes élőhelyek, (ii) nő az aszályérzékenység

39. Jelentős hazai vízgazdálkodási problémák III. • A felszín alóli vízkivételek, illetve a talajvizet tartósan megcsapoló csatornák csökkentik a felszín alatti vízből táplálkozó ökoszisztémák (FAVÖKO-k) vízellátottságát • A jelentős, koncentrált, visszasajtolás nélküli termálvízkivételek az Alföld egyes részein folyamatos vízszintsüllyedést okoznak a termálvíztartóban, ami túltermelésre utal. • Az ivóvízellátásra használt felszín alatti vizek nem megfelelő vízminősége nehezíti a biztonságos ivóvízellátást (természetes vízminőségi problémák: arzén, ammónium, bór, vas, mangán, stb., illetve sérülékeny ivóvízbázisok szennyeződési veszélye). • A külföldi hatások által jelentősen befolyásolt határokkal metszett vízfolyások, ahol a környezeti célkitűzés külföldi intézkedések nélkül nem érhető el.

40. Lakóépületek korszerű vízgazdálkodása

41. Célok, alapelvek

42. Épületek vízgazdálkodása napjainkban csapadék csapadék • Víz-közművekkel ellátott épületek • Víz-közmű nélküli épületek kút, forrásfoglalás vízellátó hálózat házi szennyvíz gyűjtő szennyvíz csatorna hálózat csapadék csatorna hálózat talaj, vízfolyás Minden háztartási célra ivóvíz minőségű vizet használunk! Pazarló a vízfogyasztás! Jelentős a környezetterhelés!

43. Háztartási vízhasználatok (hagyományos esetben) • Élelmiszer, mosogatás, tel előkészítés: 10-22 % • WC-öblítés: 35-40% • Fürdés: 30-50% • Takarítás: 10-15% • Öntözés, kocsi mosás, stb..: 1-10%

44. Épületek vízgazdálkodása korszerűen – használt vizek újrahasznosítása • Előnyök: • Olcsóbb üzemeltetés • Kisebb ivóvíz felhasználás (min. 50 l/fő,nap megtakarítás) • Kisebb környezet terhelés csapadék vízellátó hálózat, kút, forrásfoglalás kezelés talaj vagy élővíz szürke szennyvíz fekete szennyvíz visszaforgatás szennyvíz csatorna v. korszerű közműpótló • Hátrányok: • Kettős vízelosztó és gyűjtő rendszer az épületben • Szürke szennyvíz kezelő kiépítése, üzemeltetése • Töményebb elfolyó szennyvíz

45. Épületek vízgazdálkodása korszerűen – vízfelhasználás csökkentése • Fogyasztói szokások változása (szemléletváltás, „víz ára”) • Szürke szennyvíz és csapadékvíz újrahasznosítása • mosás • öntözés • wc öblítés • takarítás • Közüzemi hálózati veszteség mérséklése • Víztakarékos berendezések alkalmazása • wc öblítés módja – víztakarékos wc tartályok • víztakarékos mosó- és mosogat gépek • aerátos csapvégek beépítése • víztakarékos zuhanyrózsa • stb…

46. Épületek vízgazdálkodása korszerűen – keletkező szennyvízmennyiség csökkentése • komposzt wc (biohulladék is!) • vákuum toalettek • szeparáló toalettek (sárga szennyvíz)

47. Fekete szennyvizek hasznosítása

48. Korszerű közműpótlók

49. Extenzív (természet-közeli) technológiák • Homokszűrők • Kavics filterek • Gyökérzónás szennyvíztisztítók • Tavas szennyvíztisztítók • Talajszűrés • Nyílt felszínű wetlandek

50. ProjektekLübeck, Flintenbreite lakópark • Új építés: 117 lakás, ~350 lakos számára Vákuum toalett Szivattyú-állomás Fertőtlenítő (70°C, 1h) Biogáz fejlesztő (anaerob, mezofil 37°C) maradék biogáz szilárd hulladék Konyha Hőfejlesztés, áramtermelés Tárolás Gyökérmezős tisztítás Fürdőszoba Befogadó Mezőgazdasági hasznosítás Csapadékvíz Beszivárogtatás Hazai projekt: Gyürüfű ökofalu