जलीय पारिस्थितिक तंत्र पर सीवेज का प्रभाव

अपशिष्ट जल और सीवेज जलीय प्रणालियों में सतही अपवाह और सेप्टिक प्रणालियों से लेकर अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं और तूफानी नाली के बहिर्वाह तक के स्रोतों में प्रवेश करते हैं। हर साल लगभग 3.5 मिलियन अमेरिकी तैराकी और नौका विहार जैसी मनोरंजक गतिविधियों से बीमार हो जाते हैं क्योंकि पानी दूषित होता है। कई लोग अपनी बीमारी को उस पानी से नहीं जोड़ते जिसे उन्होंने छुआ था। हालाँकि, जलीय पारिस्थितिक तंत्र पर जल प्रदूषण का प्रभाव मानव बीमारी से कहीं अधिक है।

सीवेज को अपशिष्ट तरल पदार्थ और ठोस के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिसे आमतौर पर सीवर द्वारा बहाया जाता है। "इंटरनेशनल जर्नल ऑफ़ एनवायर्नमेंटल रिसर्च एंड पब्लिक हेल्थ" के अनुसार, अपशिष्ट जल को "के रूप में परिभाषित किया जा सकता है" कोई भी तूफानी जल अपवाह, साथ ही साथ औद्योगिक, घरेलू या वाणिज्यिक सीवेज या उसके किसी संयोजन द्वारा वहन किया जाता है पानी।"

चार मुख्य प्रकार के अपशिष्ट जल घरेलू, औद्योगिक, कृषि और शहरी हैं। घरेलू अपशिष्ट जल में काला पानी होता है जिसमें मानव और पशु मल के साथ-साथ स्नान, धुलाई, खाना पकाने और बागवानी जैसी घरेलू गतिविधियों के भूरे पानी होते हैं। औद्योगिक अपशिष्ट जल में लुगदी, कागज, पेट्रोकेमिकल अपवाह, रसायन, लवण और अम्ल जैसे औद्योगिक अपशिष्ट होते हैं। कृषि अपशिष्ट जल कृषि गतिविधियों, दूषित भूजल और कृषि तकनीकों से आता है, विशेष रूप से उर्वरकों और कीटनाशकों से संबंधित। शहरी अपशिष्ट जल को सीवेज घुसपैठ और वर्षा जल के साथ संयुक्त घरेलू और औद्योगिक अपशिष्ट जल के संयोजन के रूप में परिभाषित किया गया है।

अपशिष्ट जल उपचार के तीन चरण होते हैं। पहला चरण या प्राथमिक उपचार अपशिष्ट जल को तालाबों में रखता है। ठोस कचरा सबसे नीचे जमा होता है, और कम घनत्व वाली सामग्री जैसे वसा और तेल ऊपर की ओर तैरते हैं। फिर इन सामग्रियों को हटाया जा सकता है। दूसरा चरण या द्वितीयक उपचार भंग और निलंबित जैविक सामग्री को हटा देता है। अधिकांश माध्यमिक उपचार प्रणालियाँ अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों का उपभोग करने के लिए एरोबिक बैक्टीरिया का उपयोग करती हैं। तृतीयक या तीसरे चरण का उपचार अपशिष्ट जल को और अधिक साफ करता है जिसे अंततः संवेदनशील वातावरण में छोड़ दिया जाएगा। शेष संदूषकों के आधार पर तृतीयक उपचार कई तरीकों से पूरा किया जा सकता है। रेत निस्पंदन पार्टिकुलेट मैटर को हटा देता है। पॉलीफॉस्फेट नामक बैक्टीरिया का उपयोग करके फॉस्फेट को हटाया जा सकता है जो जीवों को जमा करते हैं। नाइट्रोजन को हटाने के लिए नाइट्राइजिंग बैक्टीरिया का उपयोग किया जा सकता है। लैगूनिंग नामक एक विधि पानी को एक लैगून में संग्रहीत करती है जहां पौधे, बैक्टीरिया, शैवाल और ज़ोप्लांकटन प्राकृतिक प्रक्रियाओं के माध्यम से शेष दूषित पदार्थों का उपभोग करते हैं।

प्राथमिक उपचार के दौरान हटाए गए ठोस अपशिष्ट को स्लज कहा जाता है, जिसे द्वितीयक उपचार भी प्राप्त होता है। कीचड़ को बैक्टीरिया से उपचारित किया जा सकता है। कभी-कभी बैक्टीरिया ईंधन के रूप में उपयोग करने के लिए पर्याप्त मीथेन उत्पन्न करते हैं। या, कीचड़ भस्म किया जा सकता है। कीचड़ के उपचार की एक अन्य विधि कीचड़ को संघनित करके, इसे कीटाणुरहित करने के लिए गर्म करके और फिर अंत में उपचारित कीचड़ को उर्वरक के रूप में उपयोग करके शुरू होती है।

1972 के स्वच्छ जल अधिनियम के बावजूद अपशिष्ट जल के द्वितीयक उपचार की आवश्यकता है, कुछ यू.एस. नगर पालिकाओं ने दायर किया और छूट प्राप्त की। दुनिया भर में, अनुमानित 2.5 बिलियन लोगों के पास बेहतर स्वच्छता सुविधाओं का अभाव है। बढ़ती आबादी, बुढ़ापा बुनियादी ढांचा और प्राकृतिक आपदाएं भी अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों की प्रभावशीलता को प्रभावित करती हैं।

घरेलू अपशिष्ट जल में जैविक खतरों और माइक्रोप्लास्टिक कणों से लेकर साबुन और वसा तक के प्रदूषक होते हैं। कृषि अपशिष्ट जल में जैविक खतरे, लवण, कीटनाशक और उर्वरक होते हैं। शहरी अपशिष्ट जल में घरेलू और औद्योगिक अपशिष्ट जल शामिल है, लेकिन इसमें तूफानी नालियों से निकलने वाला अपवाह भी शामिल है। तूफान नालियां यार्ड और पार्कों (गंदगी, पालतू अपशिष्ट, कीटनाशकों, जड़ी-बूटियों और उर्वरकों) के साथ-साथ सड़कों और पार्किंग स्थल (तेल, गैसोलीन, गंदगी और कचरा) से प्रदूषक ले जाती हैं। औद्योगिक अपशिष्ट जल में रसायनों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है जिसमें पेट्रोकेमिकल और अन्य रसायन, एसिड, रेडियोधर्मी सामग्री और लवण शामिल होते हैं। हाल के निष्कर्ष बताते हैं कि विभिन्न प्रकार की दवाएं भी अपशिष्ट जल को दूषित करती हैं।

मिशिगन विश्वविद्यालय ने नोट किया कि 2018 की एक रिपोर्ट में, अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने कहा कि "53% नदी और धारा मील, 71% झील एकड़, ७९% मुहाना वर्ग मील, और ९८% ग्रेट लेक्स तटरेखा मील जिनका मूल्यांकन किया गया है, उन्हें बिगड़ा हुआ (कम से कम एक नामित के लिए अस्वीकार्य) के रूप में वर्गीकृत किया गया है प्रयोग करें)।"

अपशिष्ट जल में पाए जाने वाले जैविक खतरों में बैक्टीरिया, कवक, परजीवी और वायरस शामिल हैं। बैक्टीरिया और जीवाणु रोग ई. कोलाई, टाइफाइड बुखार, साल्मोनेला, हैजा और शिगेलोसिस। कवक में एस्परगिलस शामिल हैं। परजीवी में क्रिप्टोस्पोरिडियम, जिआर्डिया और राउंडवॉर्म शामिल हैं। अपशिष्ट जल में हेपेटाइटिस ए जैसे वायरस भी पाए जा सकते हैं। सीवेज प्रदूषण के कारण होने वाली स्वास्थ्य समस्याएं हर साल अनुमानित 3.5 मिलियन अमेरिकियों को प्रभावित करती हैं। भूमध्य सागर में प्रवेश करने वाले अपशिष्ट जल का अनुमानित 50 प्रतिशत अनुपचारित सीवेज है। खेतों, घरों, पार्कों और समुद्र तटों से निकलने वाला जैविक कचरा स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बनता है जो मनुष्यों से अधिक प्रभावित करती हैं।

मीठे पानी में बैक्टीरिया और अन्य जीव अपने साथ आने वाले सीवेज को मेटाबोलाइज करने के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। सीवेज को तोड़ते समय, ये सूक्ष्म जीव हाइपोक्सिक (ऑक्सीजन-रहित) मृत क्षेत्रों का कारण बन सकते हैं। इन मृत क्षेत्रों में ऑक्सीजन की कमी होती है जिसे मछली और अन्य देशी जीवों को जीवित रहने की आवश्यकता होती है। सीवेज से संबंधित बैक्टीरिया से संक्रमित शेलफिश दुनिया भर के लोगों को बीमार करती है। समुद्री वातावरण में, मानव आंत बैक्टीरिया प्रवाल को संक्रमित कर सकते हैं और प्रवाल विरंजन रोग का कारण बन सकते हैं। जब प्रवाल अपने प्राकृतिक बैक्टीरिया और शैवाल खो देते हैं, तो वे मर जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाल पारिस्थितिकी तंत्र, बैक्टीरिया से मछली की आबादी तक, मर जाते हैं।

हार्मोन (जो मछली और उभयचरों में प्रजनन विकास को प्रभावित करते हैं) से लेकर कानूनी और अवैध एम्फ़ैटेमिन से लेकर एंटीडिप्रेसेंट तक की दवाएं जलीय पारिस्थितिक तंत्र में प्रवेश कर चुकी हैं। कुछ दवाएं उपयोगकर्ताओं के मूत्र और मल में सीवेज सिस्टम में चली जाती हैं जबकि कुछ दवाएं नाली में बहा दी जाती हैं। जलीय जीवों पर एम्फ़ैटेमिन के प्रभावों के एक नियंत्रित अध्ययन ने त्वरित कीट प्रजनन, शैवाल की आबादी में कमी और डायटम और सूक्ष्म जीव विविधता में परिवर्तन दिखाया।

उर्वरकों से पोषक तत्वों से भरपूर सामग्री, विशेष रूप से नाइट्रोजन और फास्फोरस, और अपशिष्ट पदार्थ ताजा और समुद्री पारिस्थितिक तंत्र दोनों में यूट्रोफिकेशन का कारण बनते हैं। अल्गल पोषक तत्वों की अधिकता से पानी में प्रकाश संचरण को कम करता है, पौधों और प्लवक को प्रभावित करता है जबकि पानी में ऑक्सीजन की मात्रा को कम करता है। जैसे-जैसे शैवाल मरते हैं, डीकंपोजर बैक्टीरिया घुलित ऑक्सीजन की और भी अधिक खपत करते हैं। चरम मामलों में, ऑक्सीजन की हानि के परिणामस्वरूप बड़े मृत क्षेत्र बन जाते हैं। मध्य-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका से उर्वरक और पोषक तत्वों से भरपूर सामग्री के अपवाह ने मेक्सिको की खाड़ी में 7,728-वर्ग-मील ऑक्सीजन-रहित मृत क्षेत्र का कारण बना है।

औद्योगिक कचरा अक्सर घरेलू कचरे के समान सीवर उपचार सुविधाओं से होकर गुजरता है। औद्योगिक कचरे में अक्सर कई तरह के रसायन होते हैं और इसमें सीसा, पारा, कैडमियम और आर्सेनिक जैसी भारी धातुएँ भी हो सकती हैं। इन सभी रसायनों को सीवेज उपचार संयंत्रों में पूरी तरह से हटाया नहीं जाता है, इसलिए रसायनों को नदियों, झीलों और समुद्री जल में छोड़ दिया जाता है। इसके अलावा, कुछ कचरे को बिना किसी उपचार के जलीय पारिस्थितिक तंत्र में छोड़ा या गिराया जा सकता है। सीवेज प्रदूषण का समुद्री जीवन पर प्रभाव संपूर्ण खाद्य श्रृंखला में जीवों को प्रभावित करता है।

मछली के ऊतकों में भारी धातुओं का निर्माण होता है क्योंकि मछली प्लवक, शैवाल और धातुओं से युक्त छोटे शिकार का सेवन करती हैं। इस प्रक्रिया को जैव आवर्धन कहते हैं। चूंकि मनुष्य सहित अन्य जानवर इन मछलियों को खाते हैं, भारी धातुएं उपभोक्ता को जहर देने के लिए पर्याप्त मात्रा में पहुंच सकती हैं। ये भारी धातुएं मछलियों के लिए भी जहरीली मात्रा में जमा हो सकती हैं।

1980 और 2006 के बीच तेल के कचरे में 90 प्रतिशत की कमी के साथ पेट्रोलियम उत्पादों, रेडियोधर्मी कचरे और लगातार कार्बनिक प्रदूषकों जैसे औद्योगिक सीवेज की रिहाई के नियंत्रण में सुधार हुआ है। इन प्रदूषकों ने प्लवक, पौधों और जानवरों को जहर देकर या उनका गला घोंटकर पारिस्थितिक तंत्र पर तत्काल और दीर्घकालिक प्रभाव डाला।

वायु प्रदूषण और जलीय पारिस्थितिक तंत्र

औद्योगिक कालिख और धुआं जलीय पारिस्थितिक तंत्र को भी प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, सल्फर डाइऑक्साइड जल वाष्प के साथ मिलकर सल्फ्यूरिक एसिड या एसिड रेन बनाती है। अम्लीय वर्षा और अपवाह जलीय पीएच को कम करते हैं, जो मछली की ऑक्सीजन, लवण और पोषक तत्वों को अवशोषित करने की क्षमता में हस्तक्षेप करते हैं। एक कम पीएच भी कैल्शियम अवशोषण में हस्तक्षेप करता है। कई मछलियों के लिए अनुचित कैल्शियम संतुलन का मतलब है कि उनके अंडे ठीक से विकसित नहीं होते हैं, बहुत भंगुर या कमजोर होते हैं। कैल्शियम की कमी से मछली में कमजोर रीढ़ और हड्डियां और क्रेफ़िश के लिए कमजोर एक्सोस्केलेटन भी होता है। अम्लीय वर्षा भी मिट्टी से एल्युमिनियम का रिसाव करती है, क्रस्टेशियंस और मछलियों में प्रजनन में बाधा डालती है। इसके अलावा, जब पीएच 6 से नीचे चला जाता है, तो मेफली और स्टोनफ्लाइज जैसे कीड़े जीवित नहीं रह सकते हैं, जिससे खाद्य श्रृंखला प्रभावित होती है।

शहरी सीवेज में कचरा नालियों में और अंततः जलमार्गों में धोया जाता है। इस कूड़े का अनुमानित 70 प्रतिशत समुद्र तल पर समाप्त होता है, लगभग 15 प्रतिशत भूमि समुद्र तटों पर और लगभग 15 प्रतिशत समुद्र में तैरती है। अधिकांश कूड़े, 70 प्रतिशत, प्लास्टिक के होते हैं जिनमें धातु और कांच शेष 30 प्रतिशत का बहुमत बनाते हैं। अध्ययनों से पता चलता है कि 1,200 से अधिक जलीय प्रजातियां कूड़े को खाकर, उसमें रहकर या उसमें उलझकर उसके साथ बातचीत करती हैं। अधिकांश प्लास्टिक माइक्रोप्लास्टिक के रूप में होता है, बड़े प्लास्टिक के टूटने से छोटे-छोटे टुकड़े। स्तनधारी, मछली, क्रस्टेशियंस और अन्य जैसे विविध जानवर इस कूड़े से प्रभावित होते हैं।