Vandforurening


Dette er den seneste accepteret revision, accepteret den 16. november 2014.

Vandforurening er forureningen af ​​vandområder. Vandforurening opstår, når forurenende stoffer direkte eller indirekte udledes i vandområder uden tilstrækkelig behandling for at fjerne skadelige stoffer.

Vandforurening påvirker planter og organismer, der lever i disse vandmasser. I næsten alle tilfælde effekten skader ikke kun for de enkelte arter og populationer, men også til de naturlige biologiske samfund.

Introduktion

Vandforurening er et stort globalt problem, som kræver løbende evaluering og revision af vandressourcer politik på alle niveauer. Det er blevet foreslået, at det er den førende verdensomspændende årsag til dødsfald og sygdomme, og at det tegner sig for død mere end 14.000 mennesker dagligt. Det anslås af 580 mennesker i Indien dør af vandforurening relateret sygdom hver dag. Omkring 90% af vandet i byerne i Kina er forurenet, og fra 2007, en halv milliard kinesiske ikke havde adgang til rent drikkevand. Ud over de akutte problemer med vandforurening i udviklingslandene, de udviklede lande fortsat kæmper med forureningsproblemer så godt. I den seneste nationale rapport om vandkvaliteten i USA, blev 45 procent af vurderede stream miles, 47% af vurderede sø acres, og 32 procent af vurderede bugter og flodmundinger kvadrat miles klassificeret som forurenet. Lederen af ​​Kinas nationale udvikling agentur i 2007 sagde 1 / 4th af længden af ​​Kinas syv største floder var så forgiftet vandet skadet hud.

Vand er typisk omtalt som forurenet, når den er svækket af menneskeskabte forureninger og enten ikke understøtter en human brug, såsom drikkevand, eller undergår en markant skift i sin evne til at understøtte dets konstituerende biotiske samfund, såsom fisk. Naturfænomener såsom vulkaner, algeopblomstringer, storme og jordskælv også forårsage store ændringer i vandkvaliteten og den økologiske status for vand.

Kategorier

Overfladevand og grundvand er ofte blevet undersøgt og forvaltes som særskilte ressourcer, selv om de er indbyrdes forbundne. Overfladevand siver gennem jorden og bliver til grundvand. Omvendt kan grundvandet også fodre overfladevand kilder. Kilder til overfladevand vandforurening er generelt inddeles i to kategorier baseret på deres oprindelse.

Punktkilder

Punktkilde vandforurening refererer til forureninger, der indgår en vandvej fra en enkelt, identificerbar kilde, såsom et rør eller grøft. Eksempler på kilder i denne kategori omfatter udledninger fra et rensningsanlæg, en fabrik eller en by storm afløb. Den amerikanske Clean Water Act definerer punkt kilde til regulatoriske håndhævelse. Den CWA definition af punktkilde blev ændret i 1987 til også at omfatte kommunale storm kloaksystemer, samt industriel regnvand, såsom fra byggepladser.

Ikke punktkilder

Nonpoint forurening refererer til diffus forurening, der ikke stammer fra en enkelt diskret kilde. NPS forurening er ofte den kumulative effekt af små mængder af forurenende stoffer indsamlet fra et stort område. Et almindeligt eksempel er udvaskning af kvælstofforbindelser fra befrugtede landbrugsjord. Udvaskning af næringsstoffer i regnvand fra "ark flow" over en landbrugs- felt eller en skov er også nævnt som eksempler på NPS forurening.

Forurenet storm vand vaskes af parkeringspladser, veje og motorveje, kaldet urban afstrømning, er undertiden medtaget under kategorien NPS forurening. Men denne afstrømning typisk kanaliseret ind storm drain systemer og udledes gennem rør til lokale overfladevand, og er en punktkilde.

Grundvand forurening

Interaktioner mellem grundvand og overfladevand er komplekse. Derfor er grundvand forurening, undertiden benævnt grundvandsforurening, ikke så let klassificeret som overfladevand forurening. I sagens natur, grundvandsmagasiner er modtagelige for forurening fra kilder, der ikke direkte berører overfladevandområder, og sondringen punkt vs ikke-punktkilde kan være irrelevant. En spild eller igangværende spredning af kemiske eller radionukleid forureninger i jord kan ikke oprette punktkilde eller forurening ikke-punkt, men kan forurene grundvandsmagasin nedenfor, defineret som et toksin fane. Bevægelsen af ​​røgfanen, der kaldes en fane foran, kan analyseres gennem en hydrologisk transport model eller grundvand model. Analyse af grundvandsforurening kan fokusere på jordbundsforhold og hjemmeside geologi, hydrogeologi, hydrologi, og arten af ​​de forurenende stoffer.

Årsager

De specifikke urenheder, der fører til forurening i vand omfatter et bredt spektrum af kemikalier, patogener, og fysiske ændringer, såsom forhøjet temperatur og misfarvning. Mens mange af de kemikalier og stoffer, der er reguleret, kan være naturligt forekommende koncentrationen er ofte nøglen til at bestemme, hvad der er en naturlig bestanddel af vand, og hvad der er en forurening. Høje koncentrationer af naturligt forekommende stoffer kan have negative virkninger på akvatiske flora og fauna.

Oxygen-nedbrydende stoffer kan være naturlige materialer, såsom plantemateriale samt menneskeskabte kemikalier. Andre naturlige og menneskeskabte stoffer kan forårsage uklarhed, som blokerer lys og forstyrrer plantevækst og træsko gæller af nogle fiskearter.

Mange af de kemiske stoffer er giftige. Patogener kan producere vandbårne sygdomme i enten humane eller animalske værter. Ændring af vandets fysisk kemi omfatter syreindhold, elektrisk ledningsevne, temperatur og eutrofiering. Eutrofiering er en stigning i koncentrationen af ​​kemiske næringsstoffer i et økosystem i et omfang, der øger i den primære produktivitet økosystemet. Afhængig af graden af ​​eutrofiering, kan der forekomme efterfølgende negative miljøeffekter såsom iltmangel og alvorlige reduktioner i vandkvalitet, der påvirker fisk og andre dyrebestande.

Patogener

Sygdomsfremkaldende mikroorganismer omtales som patogener. Selvom størstedelen af ​​bakterier er uskadelige eller gavnlige, kan et par patogene bakterier forårsage sygdom. Coliforme bakterier er en almindeligt anvendt bakteriel indikator for vandforurening, men ikke en egentlig årsag til sygdom. Andre mikroorganismer undertiden findes i overfladevand, som har forårsaget menneskelige sundhedsproblemer omfatter:

  • Burkholderia pseudomallei
  • Cryptosporidium parvum
  • Giardia lamblia
  • Salmonella
  • Norovirus og andre vira
  • Indvoldsorm.

Høje niveauer af patogener kan skyldes utilstrækkeligt behandlet udledning spildevand. Dette kan være forårsaget af et rensningsanlæg designet med mindre end sekundær rensning. I de udviklede lande, kan ældre byer med aldring infrastruktur har utætte systemer spildevand indsamling, som kan forårsage sanitære kloak overløb. Nogle byer har også kombineret kloakker, der kan frigøre urenset spildevand under regn storme.

Udledninger patogen kan også være forårsaget af dårligt styrede aktioner husdyrbrug.

Årsager og andre forurenende stoffer

Forureninger kan omfatte organiske og uorganiske stoffer.

Organiske vandforurenende stoffer omfatter:

  • Rengøringsmidler
  • Desinfektion biprodukter findes i kemisk desinficeret drikkevand, såsom chloroform
  • Fødevareforarbejdning affald, som kan omfatte ilt-krævende stoffer, fedtstoffer og fedt
  • Insekticider og herbicider, et stort udvalg af organohalogenider og andre kemiske forbindelser
  • Råolie kulbrinter, herunder brændstoffer og smøremidler og brændstof forbrændingsmotorer biprodukter, fra storm vandafstrømning
  • Træ og busk rester fra skovhugst
  • Flygtige organiske forbindelser, såsom industrielle opløsningsmidler, fra forkert opbevaring.
  • Chlorerede opløsningsmidler, som er tætte ikke-vandige fase væsker, kan falde til bunden af ​​reservoirer, da de ikke blandes godt med vand og er tættere.
    • Polychlorerede biphenyler
    • Trichlorethylen
  • Perchloratmateriale
  • Forskellige kemiske forbindelser, der findes i personlig hygiejne og kosmetiske produkter
  • Drug forurening involverer lægemidler og deres metabolitter

Uorganiske vandforurenende stoffer omfatter:

  • Surhedsgrad forårsaget af industrielle udledninger
  • Ammoniak fra forarbejdning af madaffald
  • Kemisk affald som industrielle biprodukter
  • Gødninger, der indeholder næringsstoffer - nitrater og fosfater, som findes i storm vandafstrømning fra landbruget, samt kommerciel og privat brug
  • Tungmetaller fra motorkøretøjer og sure miner dræning
  • Silt i afstrømning fra byggepladser, skovhugst, skråstreg og brænde praksis eller jord clearing websteder.

Kan betegnes Makroskopisk forurening store synlige elementer forurener vandet "floatables" i en urban storm vand kontekst, eller marine vragrester, når fundet på åbent hav, og kan omfatte elementer som:

  • Trash eller skrald kasseret af folk på jorden, sammen med utilsigtet eller tilsigtet dumpning af affald, der er skyllet af nedbør i storm afløb og til sidst udledes i overfladevand
  • Nurdles, små allestedsnærværende vandbårne plastpiller
  • Skibsvrag, store forladte skibe.

Termisk forurening

Termisk forurening er stigning eller fald i temperaturen i et naturligt vandområde som følge af menneskelig påvirkning. Varmeforurening modsætning kemisk forurening, resulterer i en ændring i de fysiske egenskaber af vand. En almindelig årsag til varmeforurening er anvendelsen af ​​vand som et kølemiddel af kraftværker og industrivirksomheder. Forhøjede vandtemperaturer falder iltindholdet, som kan dræbe fisk, og kan ændre fødekæden sammensætning, reducere arter biodiversitet og fremme invasion af nye termofile arter. Urban afstrømning kan også hæve temperaturen i overfladevand.

Termisk forurening kan også være forårsaget af frigivelse af meget koldt vand fra bunden af ​​reservoirer i varmere floder.

Transport og kemiske reaktioner af vandforurening

De fleste vand forurenende stoffer til sidst båret af floder i havene. I nogle områder af verden indflydelse kan spores hundrede miles fra munden af ​​undersøgelser med hydrologi transportmodeller. Avancerede computermodeller såsom SWMM eller DSSAM model har været brugt i mange steder i verden for at undersøge den skæbne af forurenende stoffer i akvatiske systemer. Indikator filter fodring arter såsom copepoder har også været anvendt til at studere forurenende skæbne i New York Bight, f.eks. De højeste toksin belastninger ikke direkte ved mundingen af ​​Hudson-floden, men 100 kilometer syd, da flere dage er nødvendige for inkorporering i planktoniske væv. Hudson udledning flyder syd langs kysten på grund af Coriolis kraft. Længere mod syd så er områder af iltsvind, forårsaget af kemikalier ved hjælp af op ilt og ved algeopblomstringer, forårsaget af overskydende næringsstoffer fra alge celledød og nedbrydning. Fisk og skaldyr drab er blevet rapporteret, fordi giftstoffer klatre i fødekæden efter små fisk spiser vandlopper, så store fisk spiser mindre fisk, osv Hver successiv skridt op i fødekæden forårsager en trinvis koncentration af forurenende stoffer såsom tungmetaller og persistente organiske miljøgifte såsom DDT. Dette er kendt som bio-forstørrelse, der er lejlighedsvis anvendes i flæng med bio-akkumulation.

Store Gyres i havene fælde flydende plastikaffald. The North Pacific Gyre for eksempel har indsamlet den såkaldte "Store Pacific Garbage Patch", der nu anslås til 100 gange på størrelse med Texas. Plastic vragrester kan absorbere giftige kemikalier fra havet forurening; potentielt forgiftning noget, der spiser det. Mange af disse langvarige stykker vind op i maver marine fugle og dyr. Dette resulterer i obstruktion af fordøjelsessystemet veje, der fører til reduceret appetit eller endda sult. Mange kemikalier gennemgår reaktiv forfald eller kemisk ændre sig især over lange perioder i grundvandsmagasiner. En bemærkelsesværdig klasse af sådanne kemikalier er de chlorerede kulbrinter såsom trichlorethylen og tetrachlorethylen, der anvendes i renseri industrien. Begge disse kemikalier, som er kræftfremkaldende selv undergår delvist nedbrudte reaktioner, der fører til nye farlige kemikalier. Grundvand forureningen er meget vanskeligere at aftage end overfladevand forurening, fordi grundvandet kan flytte store afstande gennem usete grundvandsmagasiner. Ikke-porøse vandførende lag, såsom lerarter delvist rense vand af bakterier ved simpel filtrering, fortynding og, i nogle tilfælde, kemiske reaktioner og biologiske aktivitet: dog i nogle tilfælde de forurenende stoffer blot omdanne at jordkontaminanterne. Grundvand, der bevæger sig gennem revner og huler er ikke filtreret og kan transporteres så let som overfladevand. Faktisk kan dette blive forværret af den menneskelige tendens til at anvende naturlige sinkholes som lossepladser i områder med Karst topografi. Der er en række sekundære virkninger stammer ikke fra den oprindelige forurenende stof, men et derivat tilstand. Et eksempel er silt flade afstrømning, hvilket kan hæmme indtrængen af ​​sollys gennem vandsøjlen, hæmmer fotosyntesen i vandplanter.

Måling

Vandforurening kan analyseres gennem flere brede kategorier af metoder: fysiske, kemiske og biologiske. De fleste involverer indsamling af prøver, efterfulgt af specialiserede analytiske test. Kan udføres nogle metoder in situ, uden prøveudtagning, såsom temperatur. Offentlige myndigheder og forskningsinstitutioner har offentliggjort standardiserede, validerede analytiske testmetoder til at lette sammenligneligheden af ​​resultater fra forskellige test begivenheder.

Sampling

Prøveudtagning af vand til fysisk eller kemisk test kan ske ved flere metoder, afhængigt af den nødvendige nøjagtighed og egenskaberne af det forurenende stof. Mange begivenheder forurening er skarpt begrænset i tid, oftest i forbindelse med regnhændelser. Af denne grund "grab" prøver er ofte utilstrækkelige til fuldt kvantificere indholdet af forurenende stoffer. Forskere indsamling denne type data ofte ansætter auto-sampler-enheder, der pumper intervaller på vand ved enten tid eller udledning intervaller.

Stikprøver af biologisk afprøvning indebærer samling af planter og / eller dyr fra overfladevand. Afhængigt af hvilken type skøn, kan identificeres organismerne for biosurveys og returneres til vandområdet, eller de kan dissekeres for bioassays at bestemme toksicitet.

Fysisk test

Almindelige fysiske tests af vand omfatter temperatur, faste stoffer koncentrationer), og turbiditet.

Kemiske forsøg

Vandprøver kan undersøges ved hjælp af principperne for analytisk kemi. Mange publicerede testmetoder er tilgængelige for både organiske og uorganiske forbindelser. Ofte anvendte fremgangsmåder indbefatter pH, biokemisk iltforbrug, kemisk iltforbrug, næringsstoffer, metaller, olie og fedt, total jordoliecarbonhydrider og pesticider.

Biologisk testning

Biologisk test indebærer brug af planter, dyr og / eller mikrobielle indikatorer til at overvåge sundheden for en akvatisk økosystem. De er nogen biologisk art eller gruppe af arter, hvis funktion, befolkning, eller status kan afsløre, hvilken grad af økosystem eller miljømæssig integritet er til stede. Et eksempel på en gruppe af bio-indikatorer er de vandlopper og andre små vand krebsdyr, der er til stede i mange vandområder. Sådanne organismer kan overvåges for ændringer, der kan indikere et problem i deres økosystem.

Bekæmpelse af forurening

Beslutninger om typen og graden af ​​behandling og kontrol af affald, samt bortskaffelse og anvendelse af tilstrækkeligt behandlet spildevand, skal bygge betragtning af alle de tekniske faktorer i hvert afvandingsområde, for at forhindre yderligere forurening eller skade på miljøet.

Husspildevand

Husspildevand er typisk 99,9 procent vand med 0,1 procent forurenende stoffer. Selvom der findes i lave koncentrationer, disse forurenende stoffer udgør risiko i stor skala. I byområder er husspildevand typisk behandlet af centraliserede rensningsanlæg. Godt designet og drives systemer kan fjerne 90 procent eller flere af disse stoffer. Nogle planter har yderligere systemer til fjernelse af næringsstoffer og patogener. De fleste kommunale anlæg er ikke specifikt designet til at behandle giftige forurenende stoffer i industrispildevand.

Byer med sanitære kloaksystem overløb eller overløb ansætte en eller flere tekniske tiltag for at reducere udledning af urenset spildevand, herunder:

  • udnytte en grøn tilgang infrastruktur for at forbedre storm vandforvaltning kapacitet i hele systemet, og reducere den hydrauliske overbelastning af renseanlægget
  • reparation og udskiftning af utætte og dårligt fungerende udstyr
  • øge den samlede hydrauliske kapacitet af spildevand indsamlingssystem.

En husstand eller virksomhed ikke betjenes af et kommunalt rensningsanlæg kan have en individuel septiktank, som behandler spildevandet på stedet og udledninger i jorden. Alternativt kan husspildevand sendes til en nærliggende privatejet behandlingssystem.

Industrispildevand

Nogle industrielle faciliteter generere almindelig husspildevand, der kan behandles ved kommunale anlæg. Industrier, der genererer spildevand med høje koncentrationer af konventionelle forureningsstoffer, giftige stoffer eller andre ikke konventionelle forurenende stoffer såsom ammoniak, har brug for specialiserede behandlingssystemer. Nogle af disse faciliteter kan installere en forbehandling systemet til at fjerne de giftige komponenter, og derefter sende det delvist renset spildevand til det kommunale system. Industrier genererer store mængder spildevand typisk drive deres egne komplette systemer til behandling på stedet.

Nogle brancher har været en succes på redesigne deres fremstillingsprocesser for at reducere eller fjerne forurenende stoffer, gennem en proces kaldet forebyggelse af forurening. Opvarmet vand genereret af kraftværker eller fabrikker kan styres med:

  • køling damme, menneskeskabte vandområder beregnet til køling ved fordampning, konvektion, stråling og
  • køletårne, som overfører spildvarmen til atmosfæren gennem fordampning og / eller varmeoverføring
  • kraftvarmeproduktion, en proces, hvor spildvarme genbruges for indenlandske og / eller industrielle opvarmningsformål.

Landbrugsaffald vand

Ikke point source kontrol
Sediment skyllet væk felter er den største kilde til forurening fra landbruget i USA. Landmænd kan benytte erosion kontrol for at mindske afstrømning strømme og fastholde jord på deres marker. Almindelige teknikker omfatter kontur pløjning, afgrøde bioklip, sædskifte, plantning flerårige afgrøder og installere vandløbsnære buffere.

Næringsstoffer er typisk til udbringning på landbrugsjord som handelsgødning; husdyrgødning; eller sprøjtning af kommunalt eller industrielt spildevand eller slam. Næringsstoffer kan også indtaste afstrømning fra afgrøderester, vandingsvand, dyreliv og atmosfærisk nedfald. Landmænd kan udvikle og gennemføre næringsstofforvaltning planer om at reducere overskydende anvendelse af næringsstoffer og mindske risikoen for forurening med næringsstoffer.

For at minimere pesticid konsekvenser, kan landbrugere anvende integreret skadedyrsbekæmpelse at bevare kontrollen over skadedyr, reducere afhængigheden af ​​kemiske pesticider, og beskytte vandkvaliteten.

Punktkilde spildevandsrensning
Gårde med store dyr og fjerkræ operationer, såsom dyrefabrikker, kaldes koncentreret dyrefoder operationer eller feedlots i USA og er ved at blive genstand for stigende offentlig regulering. Gylle er normalt behandles ved inddæmning i anaerobe laguner inden bortskaffelse ved spray eller sive ansøgning til græsarealer. Konstruerede vådområder er undertiden anvendes til at lette behandlingen af ​​animalsk affald. Nogle gylle behandles ved blanding med halm og komposteret ved høj temperatur for at frembringe en bakteriologisk steril og sprødt gylle til jordforbedring.

Byggeplads storm vand

Sediment fra byggepladser ledes af installation af:

  • erosion kontrol, såsom bioklip og hydroseeding, og
  • kontroller sediment, såsom sediment bassiner og silt hegn.

Udledning af giftige kemikalier såsom motorbrændstoffer og beton udvaskning forhindres ved brug af:

  • spill forebyggelses- og kontrolplaner, og
  • specielt designet containere og strukturer som overflow kontrol og omdirigering volde.

Urban afstrømning

Effektiv styring af byerne afstrømning indebærer at reducere hastigheden og strømmen af ​​regnvand, samt reducere forurenende udledninger. Lokale myndigheder anvender en række management regnvand teknikker til at mindske virkningerne af byerne afstrømning. Disse teknikker, kaldet bedste forvaltningspraksis i USA, kan fokusere på vandmængden kontrol, mens andre fokuserer på at forbedre vandkvaliteten, og nogle varetager begge funktioner.

Praksis til forebyggelse af forurening omfatter skånsomme udvikling teknikker, installation af grønne tage og forbedret håndtering af kemikalier. Afstrømning afbødning systemer omfatter infiltration bassiner, bioretention systemer, konstruerede vådområder, forsinkelsesbassiner og lignende anordninger.

Termisk forurening fra afstrømning kan styres med storm vand management faciliteter, der absorberer afstrømningen eller dirigerer den til grundvand, såsom bioretention systemer og infiltration bassiner. Forsinkelsesbassiner tendens til at være mindre effektiv til at reducere temperaturen, da vandet kan opvarmes af solen før det udledes til en modtagende stream.

  0   0
Forrige artikel 1963 Argentine Navy Revolt
Næste artikel Bogus Basin

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha