A szennyvíz hatása a vízi ökoszisztémákra

A szennyvíz és a szennyvíz a felszíni lefolyóktól és a szeptikus rendszerektől kezdve a szennyvíztisztító létesítményekig és a viharelvezetés kimenetéig terjed. Évente körülbelül 3,5 millió amerikai betegszik meg olyan szabadidős tevékenységekben, mint az úszás és a csónakázás, mert a víz szennyezett. Sokan nem kötik össze betegségüket azzal a vízzel, amelyhez hozzáértek. A vízszennyezés hatása a vízi ökoszisztémákra azonban messze túlmutat az emberi betegségen.

A szennyvíz úgy definiálható, mint a szennyvízcsatornák által általában elszállított folyadékok és szilárd anyagok. A "Nemzetközi Környezetkutatási és Közegészségügyi Lap" szerint a "szennyvíz" úgy definiálható bármilyen csapadékvíz, valamint ipari, háztartási vagy kereskedelmi szennyvíz vagy ezek bármilyen kombinációja víz."

A szennyvíz négy fő típusa a háztartási, az ipari, a mezőgazdasági és a városi. A háztartási szennyvíz emberi és állati ürüléket tartalmazó fekete vízből, valamint háztartási tevékenységekből, például fürdésből, mosásból, főzésből és kertészkedésből származó szürke vízből áll. Az ipari szennyvíz ipari hulladékokból áll, mint például cellulóz, papír, petrolkémiai lefolyás, vegyszerek, sók és savak. A mezőgazdasági szennyvíz mezőgazdasági tevékenységekből, szennyezett talajvízből és gazdálkodási technikákból származik, különösen a műtrágyákhoz és a növényvédő szerekhez kapcsolódóan. A települési szennyvizet a háztartási és az ipari szennyvíz kombinációjaként definiálják, a szennyvíz beszivárgásával és az esővízzel kombinálva.

A szennyvízkezelésnek három szakasza van. Az első fázis vagy az elsődleges tisztítás a szennyvizet tavakba helyezi. A szilárd hulladék alul telepedik le, és az alacsony sűrűségű anyagok, mint a zsírok és olajok, felfelé lebegnek. Ezek az anyagok ezután eltávolíthatók. A második fázis vagy a szekunder kezelés eltávolítja az oldott és szuszpendált biológiai anyagokat. A legtöbb másodlagos tisztítórendszer aerob baktériumokat használ fel a szennyvízben lévő szerves anyagok fogyasztására. A harmadlagos vagy a harmadik fázisú tisztítás tovább tisztítja a szennyvizet, amely végül az érzékeny környezetbe kerül. A harmadlagos kezelés több módszerrel is elvégezhető, a fennmaradó szennyeződéstől függően. A homokszűrés eltávolítja a részecskéket. A foszfátokat eltávolíthatjuk úgynevezett polifoszfát-felhalmozó organizmusokkal. A nitrogén eltávolítására nitrifikáló baktériumok használhatók. A lagúnának nevezett módszer a vizet egy lagúnában tárolja, ahol a növények, baktériumok, algák és zooplankton természetes folyamatok révén fogyasztják el a fennmaradó szennyeződéseket.

Az elsődleges kezelés során eltávolított iszapnak nevezett szilárd hulladék másodlagos kezelést is kap. Az iszap baktériumokkal kezelhető. Néha a baktériumok elegendő metánt termelnek ahhoz, hogy üzemanyagként felhasználják őket. Vagy az iszap elégethető. Az iszap kezelésének másik módja az iszap kondenzálása, felmelegítése fertőtlenítés céljából, majd a kezelt iszap műtrágyaként történő felhasználása.

Annak ellenére, hogy az 1972. évi tiszta vízről szóló törvény előírja a szennyvíz másodlagos tisztítását, egyes amerikai önkormányzatok mentességet nyújtottak be és kaptak. Becslések szerint világszerte 2,5 milliárd embernek nincsenek jobb higiénés létesítmények. A növekvő népességszám, az öregedő infrastruktúra és a természeti katasztrófák szintén befolyásolják a szennyvíztisztító rendszerek hatékonyságát.

A háztartási szennyvíz szennyező anyagokat tartalmaz, a biológiai veszélyektől és a mikroplaszt részecskéktől a szappanokig és zsírokig. A mezőgazdasági szennyvíz biológiai veszélyeket, sókat, növényvédő szereket és műtrágyákat tartalmaz. A települési szennyvíz magában foglalja a háztartási és az ipari szennyvizet, de tartalmaz viharelvezetésekből származó lefolyást is. A viharelvezetések szennyező anyagokat szállítanak az udvarokról és parkokból (szennyeződés, háziállat-hulladék, növényvédő szerek, gyomirtók és műtrágyák), valamint utcákról és parkolókból (olaj, benzin, szennyeződés és szemét). Az ipari szennyvíz vegyi anyagok széles skáláját tartalmazza, beleértve petrolkémiai és egyéb vegyi anyagokat, savakat, radioaktív anyagokat és sókat. A legújabb eredmények azt mutatják, hogy különféle gyógyszerek is szennyezik a szennyvizeket.

A Michigani Egyetem megjegyzi, hogy egy 2018-as jelentésben az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége (EPA) kijelentette, hogy "a folyó- és patakmérföld 53% -a, a hektáros tó 71% -a, A torkolati négyzetmérföld 79% -át és a Nagy-tavak parti mérföldeinek 98% -át értékelték károsodottnak (elfogadhatatlan legalább egy kijelölt használat)."

A szennyvízben található biológiai veszélyek közé tartoznak a baktériumok, gombák, paraziták és vírusok. A baktériumok és a bakteriális betegségek E-től származnak. coli, tífusz, szalmonella, kolera és shigellosis. A gombák közé tartozik az aspergillus. A paraziták közé tartozik a cryptosporidium, a giardia és a gömbféreg. A szennyvízben olyan vírusok is megtalálhatók, mint a hepatitis A. A szennyvízszennyezés okozta egészségügyi problémák évente mintegy 3,5 millió amerikait érintenek. A Földközi-tengerbe kerülő szennyvíz becslések szerint 50 százaléka tisztítatlan szennyvíz. A gazdaságokból, házakból, parkokból és strandokból származó biológiai hulladék olyan egészségügyi problémákat okoz, amelyek az embernél jobban érintik.

Az édesvízben élő baktériumok és más szervezetek oxigént használnak az általuk kísért szennyvíz anyagcseréjéhez. A szennyvíz lebontása közben ezek a mikroorganizmusok hipoxiás (oxigénhiányos) holt zónákat okozhatnak. Ezekben a holt zónákban nincs oxigén, amelyre a halaknak és más őshonos organizmusoknak szükségük van a túléléshez. A szennyvízzel kapcsolatos baktériumokkal fertőzött kagylók az egész világon megbetegítik az embereket. Tengeri környezetben az emberi bélbaktériumok megfertőzhetik a korallokat és korallfehérítő betegségeket okozhatnak. Amikor a korallok elvesztik természetes baktériumaikat és algáikat, elpusztulnak, ami olyan zónákat eredményez, ahol a korallok ökoszisztémája a baktériumoktól a halpopulációkig elpusztul.

A vízi ökoszisztémákba olyan gyógyszerek kerültek be, amelyek a hormonoktól (amelyek befolyásolják a halak és a kétéltűek szaporodását), a legális és illegális amfetaminokon át az antidepresszánsokig terjednek. A kábítószerek egy része a felhasználók vizeletében és ürülékében jut a szennyvízrendszerbe, míg a gyógyszerek egy részét a csatornába engedték. Az amfetaminok vízi élőlényekre gyakorolt ​​hatásainak egyik ellenőrzött vizsgálata kimutatta a rovarok szaporodásának felgyorsulását, az algaállomány csökkenését, valamint a kova és a mikroba sokféleségének változását.

A műtrágyákban található tápanyagokban gazdag anyagok, különösen a nitrogén és a foszfor, valamint a hulladékanyagok eutrofizációt okoznak a friss és a tengeri ökoszisztémákban egyaránt. Az algavirágzás a tápanyagok feleslegétől csökkenti a fényáteresztést a vízben, hatással van a növényekre és a planktonra, miközben csökkenti a vízben lévő oxigén mennyiségét. Az algák pusztulásával a bontó baktériumok még többet fogyasztanak az oldott oxigénből. Szélsőséges esetekben az oxigénvesztés nagy holt zónákat eredményez. A műtrágyák és a tápanyagokban gazdag anyagok elfolyása az Egyesült Államok középnyugat felől 7728 négyzetmérföldes oxigénhiányos holt zónát okozott a Mexikói-öbölben.

Az ipari hulladékok gyakran ugyanazon szennyvíztisztító létesítményeken mennek keresztül, mint a háztartási hulladékok. Az ipari hulladék gyakran különféle vegyszereket tartalmaz, és nehézfémeket is tartalmazhat, például ólmot, higanyt, kadmiumot és arzént. Ezeket a vegyi anyagokat nem teljesen távolítják el a szennyvíztisztító telepek, ezért a vegyi anyagok a folyókba, tavakba és tengervizekbe kerülnek. Ezenkívül néhány hulladék bármilyen kezelés nélkül felszabadulhat vagy kiáradhat a vízi ökoszisztémákba. A szennyvízszennyezésnek a tengeri élővilágra gyakorolt ​​hatása az egész tápláléklánc egészére kihat.

A nehézfémek felhalmozódnak a halszövetekben, amikor a halak planktonot, algákat és a fémeket tartalmazó kisebb zsákmányokat fogyasztanak. Ezt a folyamatot biomagnifikációnak nevezzük. Mivel más állatok, beleértve az embereket is, megeszik ezeket a halakat, a nehézfémek elegendő koncentrációt érhetnek el, hogy megmérgezzék a fogyasztót. Ezek a nehézfémek mérgező mennyiségben halmozódhatnak fel a halak esetében is.

Javult az ipari szennyvíz, mint a kőolajtermékek, a radioaktív hulladék és a perzisztens szerves szennyező anyagok kibocsátásának ellenőrzése, az olajos hulladékok 90% -kal csökkentek az 1980-as évek és 2006 között. Ezek a szennyezők azonnali és hosszú távú hatást gyakoroltak az ökoszisztémákra a plankton, a növények és az állatok mérgezésével vagy elfojtásával.

A levegőszennyezés és a vízi ökoszisztémák

Az ipari korom és füst a vízi ökoszisztémákra is hatással van. Például a kén-dioxid vízgőzzel kombinálva kénsavat vagy savas esőt képez. A savas eső és lefolyás csökkenti a vízi pH-t, ami megzavarja a halak oxigén, sók és tápanyagok felszívódásának képességét. Az alacsony pH a kalcium felszívódását is zavarja. Számos hal helytelen kalciumegyensúlya azt jelenti, hogy petesejtjeik nem fejlődnek megfelelően, túl törékennyé vagy gyengévé válnak. A kalciumhiány a halakban gyenge tüskéket és csontokat, a rákok számára pedig gyenge exoskeletont is okoz. A savas eső a talajból is kilúgozza az alumíniumot, ami megzavarja a rákfélék és a halak szaporodását. Ezenkívül, amikor a pH 6 alá csökken, a rovarok, mint például a pillangók és a kövirepülők, nem tudnak életben maradni, és hatással vannak az élelmiszerláncra.

A városi szennyvíz magában foglalja a viharcsatornákba és végül a vízi utakba mosott lomokat. Becslések szerint ennek az alomnak 70 százaléka a tengerfenékre jut, körülbelül 15 százaléka partra száll, és körülbelül 15 százaléka lebeg az óceánban. Az alom nagy része, 70 százaléka, műanyag, fém és üveg alkotja a fennmaradó 30 százalék többségét. Tanulmányok azt mutatják, hogy több mint 1200 vízi faj kölcsönhatásba lép az alommal, ha megeszi, benne vagy rajta él, vagy összekuszálódik. A műanyag nagy része mikroműanyagok formájában van, apró darabok a nagyobb műanyagok lebomlásából. Olyan sokféle állatra, mint emlősök, halak, rákfélék és mások, ez az alom hatással van.