კანალიზაციის გავლენა წყლის ეკოსისტემებზე

ჩამდინარე წყლები და კანალიზაცია წყლის სისტემებში შედის წყაროებიდან, დაწყებული ზედაპირული ჩამონადენით და სეპტიკური სისტემებით დამთავრებული ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობებით და ქარიშხლების გადინებით. ყოველწლიურად დაახლოებით 3.5 მილიონი ამერიკელი დაავადებულია რეკრეაციული საქმიანობით, როგორიცაა ცურვა და ნავი, რადგან წყალი დაბინძურებულია. ბევრი არ უკავშირებს თავის დაავადებას წყალს, რომელსაც შეეხო. წყლის დაბინძურების გავლენა წყლის ეკოსისტემებზე ბევრად აღემატება ადამიანის დაავადებებს.

კანალიზაცია შეიძლება განისაზღვროს, როგორც ნარჩენები სითხეები და მყარი მასალები, რომლებიც ჩვეულებრივ მიჰყავთ კანალიზაციას. "გარემოს კვლევისა და საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის საერთაშორისო ჟურნალის" თანახმად, "ჩამდინარე წყლების შეიძლება" განისაზღვროს შემდეგნაირად ნებისმიერი ქარიშხალი ჩამონადენი, აგრეთვე სამრეწველო, საყოფაცხოვრებო ან კომერციული კანალიზაცია ან მათი ნებისმიერი კომბინაცია, რომელსაც ახორციელებს წყალი ”.

ჩამდინარე წყლის ოთხი ძირითადი ტიპია საყოფაცხოვრებო, სამრეწველო, სამეურნეო და ურბანული. საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლები შედგება შავი წყლისგან, რომელიც შეიცავს ადამიანისა და ცხოველების განავალს, ასევე ნაცრისფერ წყალს საყოფაცხოვრებო საქმიანობიდან, როგორიცაა დაბანა, რეცხვა, სამზარეულო და მებაღეობა. სამრეწველო ჩამდინარე წყლები შედგება სამრეწველო ნარჩენებისგან, როგორიცაა რბილობი, ქაღალდი, ნავთობქიმიური ჩამონადენი, ქიმიკატები, მარილები და მჟავები. სოფლის მეურნეობის ჩამდინარე წყლები მოდის სამეურნეო საქმიანობიდან, დაბინძურებული მიწისქვეშა წყლებიდან და მეურნეობის ტექნიკით, განსაკუთრებით სასუქებთან და პესტიციდებთან დაკავშირებული. ურბანული ჩამდინარე წყლები განისაზღვრება, როგორც საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ჩამდინარე წყლების კომბინაცია, კანალიზაციის ინფილტრაციასა და წვიმის წყალთან ერთად.

ჩამდინარე წყლების გაწმენდას აქვს სამი ეტაპი. პირველი ეტაპი ან პირველადი გაწმენდა ჩამდინარე წყლებს ათავსებს აუზების მოთავსებაში. მყარი ნარჩენები თავსდება ბოლოში და დაბალი სიმკვრივის მასალები, როგორიცაა ცხიმები და ზეთები, ზემოდან მიედინება. ამ მასალების ამოღება შეიძლება. მეორე ეტაპი ან მეორადი მკურნალობა ხსნის გახსნილ და შეჩერებულ ბიოლოგიურ მასალას. მეორადი გამწმენდი სისტემების უმეტესობა აერობულ ბაქტერიებს იყენებს ჩამდინარე წყლებში ორგანული მასალის მისაღებად. მესამეული ან მესამე ფაზის დამუშავება კიდევ უფრო ასუფთავებს ჩამდინარე წყლებს, რომლებიც საბოლოოდ გამოიყოფა მგრძნობიარე გარემოში. მესამეული მკურნალობა შეიძლება განხორციელდეს რამდენიმე მეთოდით, რაც დამოკიდებულია დანარჩენი დამაბინძურებლების მიხედვით. ქვიშის ფილტრაცია ხსნის ნაწილაკებს. ფოსფატების ამოღება შესაძლებელია ბაქტერიების გამოყენებით, რომლებსაც ეწოდება პოლიფოსფატის დაგროვილი ორგანიზმები. აზოტის მოსაშორებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნიტრიფიკაციული ბაქტერიები. მეთოდი, სახელწოდებით ლაგუნაობა, ინახავს წყალს ლაგუნაში, სადაც მცენარეები, ბაქტერიები, წყალმცენარეები და ზოოპლანქტონი მოიხმარენ დანარჩენ დამაბინძურებლებს ბუნებრივი პროცესების მეშვეობით.

პირველადი დამუშავების დროს ამოღებული მყარი ნარჩენები ეწოდება შლაკს, ასევე იღებს მეორად დამუშავებას. შლამის მკურნალობა შესაძლებელია ბაქტერიებით. ზოგჯერ ბაქტერიები წარმოქმნიან საკმარის მეთანს, რომ საწვავად გამოვიყენოთ. ან, შლამი შეიძლება დაწვა. შლამის დამუშავების კიდევ ერთი მეთოდი იწყება შლამის კონდენსაციით, გაცხელებით, რომ მოხდეს მისი დეზინფექცია და შემდეგ საბოლოოდ დამუშავებული შლამის გამოყენება სასუქად.

მიუხედავად 1972 წლის სუფთა წყლის შესახებ კანონისა, რომელიც მოითხოვს ჩამდინარე წყლების მეორად დამუშავებას, აშშ-ს ზოგიერთმა მუნიციპალიტეტმა შეიტანა შეღავათები. მთელს მსოფლიოში, დაახლოებით, 2.5 მილიარდ ადამიანს არ აქვს გაუმჯობესებული სანიტარული დანადგარები. მოსახლეობის მზარდი რაოდენობა, ინფრასტრუქტურის დაბერება და ბუნებრივი კატასტროფები ასევე ახდენს გავლენას ჩამდინარე წყლების გამწმენდი სისტემების ეფექტურობაზე.

საყოფაცხოვრებო ჩამდინარე წყლები შეიცავს დამაბინძურებლებს, ბიოლოგიური საფრთხეებიდან და მიკროპლასტიკური ნაწილაკებიდან დამთავრებული საპნებამდე და ცხიმებამდე. სოფლის მეურნეობის ჩამდინარე წყლები შეიცავს ბიოლოგიურ საფრთხეებს, მარილებს, პესტიციდებს და სასუქებს. ურბანული ჩამდინარე წყლები მოიცავს საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო ჩამდინარე წყლებს, მაგრამ ასევე შეიცავს ჩამონადენებს ქარიშხალიდან. შტორმის გადინებები ატარებს დამაბინძურებლებს ეზოებიდან და პარკებიდან (ჭუჭყიანი, შინაური ცხოველების ნარჩენები, პესტიციდები, ჰერბიციდები და სასუქები), ასევე ქუჩებიდან და ავტოსადგომებიდან (ზეთი, ბენზინი, ჭუჭყი და ნაგავი). სამრეწველო ჩამდინარე წყლები შეიცავს ქიმიკატების ფართო სპექტრს, რომელიც მოიცავს ნავთობქიმიკატებს და სხვა ქიმიკატებს, მჟავებს, რადიოაქტიურ მასალებს და მარილებს. ბოლოდროინდელი დასკვნების თანახმად, სხვადასხვა წამლები ასევე აბინძურებს ჩამდინარე წყლებს.

მიჩიგანის უნივერსიტეტი აღნიშნავს, რომ 2018 წლის ანგარიშში აშშ-ს გარემოს დაცვის სააგენტომ (EPA) აღნიშნა, რომ ”მდინარისა და ნაკადის მილის 53%, ტბის ჰექტრების 71%, ესვარური კვადრატული მილის 79% და დიდი ტბების სანაპირო მილის 98%, რომლებიც შეფასებულია, კლასიფიცირებულია როგორც გაუფასურებული (მიუღებელია მინიმუმ ერთი დანიშნული გამოყენება) ".

ჩამდინარე წყლებში ბიოლოგიურ საფრთხეებში შედის ბაქტერიები, სოკოები, პარაზიტები და ვირუსები. ბაქტერიები და ბაქტერიული დაავადებები მერყეობს E. კოლი, მუცლის ტიფი, სალმონელა, ქოლერა და შიგელოზი. სოკოებში შედის ასპერგილიუსი. პარაზიტებს მიეკუთვნება კრიპტოსპორიდიუმი, ჟიარდია და მრგვალი ჭიები. ვირუსები, როგორიცაა A ჰეპატიტი, ასევე შეიძლება ნაპოვნი ჩამდინარე წყლებში. კანალიზაციის დაბინძურებით გამოწვეული ჯანმრთელობის პრობლემები ყოველწლიურად 3,5 მილიონ ამერიკელზე აისახება. დაახლოებით 50 პროცენტი ჩამდინარე წყლების ხმელთაშუაზღვისპირეთში შედის გაწმენდილი კანალიზაცია. მეურნეობების, სახლების, პარკებისა და პლაჟების ბიოლოგიური ნარჩენები იწვევს ჯანმრთელობის პრობლემებს, რაც ადამიანებზე მეტად მოქმედებს.

მტკნარ წყალში ბაქტერიები და სხვა ორგანიზმები იყენებენ ჟანგბადს, მათთან ერთად კანალიზაციის მეტაბოლიზირებისთვის. კანალიზაციის ნგრევისას ამ მიკროორგანიზმებმა შეიძლება გამოიწვიოს ჰიპოქსიური (ჟანგბადის დაქვეითებული) მკვდარი ზონები. ამ მკვდარ ზონებში არ არის ჟანგბადი, რაც თევზებს და სხვა ადგილობრივ ორგანიზმებს სჭირდებათ გადარჩენისთვის. კანალიზაციასთან დაკავშირებული ბაქტერიებით ინფიცირებული ჭურვი ავადდება მთელ მსოფლიოში. საზღვაო გარემოში ადამიანის ნაწლავის ბაქტერიამ შეიძლება დაინფიციროს მარჯანი და გამოიწვიოს მარჯნის გაუფერულება. როდესაც მარჯანი კარგავს ბუნებრივ ბაქტერიებსა და წყალმცენარეებს, ისინი იღუპებიან, რის შედეგადაც იქმნება ზონები, სადაც იღუპება მარჯნის ეკოსისტემა, ბაქტერიებიდან დაწყებული თევზის პოპულაციებამდე.

მედიკამენტები, დაწყებული ჰორმონებიდან (რომლებიც გავლენას ახდენენ თევზისა და ამფიბიების რეპროდუქციულ განვითარებაზე), ლეგალური და არალეგალური ამფეტამინებით დამთავრებული ანტიდეპრესანტებით, შევიდნენ წყლის ეკოსისტემებში. ზოგიერთი ნარკოტიკი კანალიზაციის სისტემაში გადადის შარდსა და მომხმარებელთა განავალში, ხოლო ზოგი ნარკოტიკი გადინების წყალში გადაედინება. წყლის ორგანიზმებზე ამფეტამინის ზემოქმედების ერთმა კონტროლირებულმა კვლევამ აჩვენა მწერების დაჩქარებული გამრავლება, წყალმცენარეების პოპულაცია და დიატომისა და მიკრობების მრავალფეროვნების ცვლილებები.

საკვები ნივთიერებებით მდიდარი მასალები სასუქებიდან, განსაკუთრებით აზოტი და ფოსფორი და ნარჩენების მასალები იწვევს ევტროფიკაციას როგორც სუფთა, ისე ზღვის ეკოსისტემებში. წყალმცენარეები აყვავდება საკვები ნივთიერებების ჭარბი რაოდენობით წყალში, ამცირებს წყალში სინათლის გადაცემას, ზემოქმედებას ახდენს მცენარეებზე და პლანქტონში, ხოლო ამცირებს წყალში ჟანგბადის რაოდენობას. წყალმცენარეების კვებასთან ერთად, დამშლელი ბაქტერიები ხსნიან ჟანგბადს კიდევ უფრო მეტ რაოდენობით. უკიდურეს შემთხვევაში, ჟანგბადის დაკარგვა იწვევს დიდ მკვდარ ზონებს. სასუქისა და საკვები ნივთიერებებით მდიდარი მასალების ჩამონადენი შეერთებული შტატების შუა დასავლეთიდან გამოიწვია 7,728 კვადრატული მილის ჟანგბადის დაქვეითებული მკვდარი ზონა მექსიკის ყურეში.

სამრეწველო ნარჩენები ხშირად გადიან კანალიზაციის გამწმენდი ნაგებობებით, როგორც შიდა ნარჩენები. სამრეწველო ნარჩენები ხშირად შეიცავს სხვადასხვა ქიმიკატებს და ასევე შეიძლება შეიცავდეს მძიმე მეტალებს, როგორიცაა ტყვია, ვერცხლისწყალი, კადმიუმი და დარიშხანი. ყველა ეს ქიმიკატების სრულად ამოღება არ ხდება კანალიზაციის გამწმენდ ნაგებობებში, ამიტომ ქიმიკატების საშუალებით გამოიყოფა მდინარეები, ტბები და ზღვის წყლები. გარდა ამისა, გარკვეული ნარჩენები შეიძლება გათავისუფლდეს ან დაიღვრას წყლის ეკოსისტემებში, ყოველგვარი დამუშავების გარეშე. კანალიზაციის დაბინძურების გავლენა საზღვაო ცხოველებზე გავლენას ახდენს ორგანიზმების საკვებ ჯაჭვზე.

მძიმე მეტალები თევზის ქსოვილებში გროვდება, რადგან თევზი მოიხმარს პლანქტონს, წყალმცენარეებსა და მეტალებს, რომლებიც მეტალებს შეიცავს. ამ პროცესს ბიომაგნიფიკაცია ეწოდება. რადგან სხვა ცხოველები, მათ შორის ადამიანები, ჭამენ ამ თევზებს, მძიმე მეტალებმა შეიძლება მიაღწიონ საკმარის კონცენტრაციებს მომხმარებლის მოწამვლისთვის. ეს მძიმე მეტალები შეიძლება ტოქსიკური რაოდენობით დაგროვდეს თევზისთვისაც.

გაუმჯობესდა სამრეწველო ჩამდინარე წყლების, როგორიცაა ნავთობპროდუქტების, რადიოაქტიური ნარჩენების და მუდმივი ორგანული დამაბინძურებლების გამოყოფის კონტროლი, 1980 – იანი წლებიდან 2006 წლამდე ზეთოვანი ნარჩენები 90 პროცენტით შემცირდა. ამ დამაბინძურებლებმა დაუყოვნებლივი და გრძელვადიანი გავლენა მოახდინეს ეკოსისტემებზე პლანქტონის, მცენარეებისა და ცხოველების მოწამვლის ან გაწამვლის შედეგად.

ჰაერის დაბინძურება და წყლის ეკოსისტემები

სამრეწველო ჭვარტლი და კვამლი ასევე ახდენს გავლენას წყლის ეკოსისტემებზე. მაგალითად, გოგირდის დიოქსიდი წყლის ორთქლთან ერთად ქმნის გოგირდმჟავას ან მჟავე წვიმას. მჟავე წვიმა და ჩამონადენი ამცირებს წყლის pH- ს, რაც ხელს უშლის თევზის ჟანგბადის, მარილებისა და საკვები ნივთიერებების ათვისებაში. დაბალი pH ასევე ხელს უშლის კალციუმის შეწოვას. კალციუმის არასწორი ბალანსი მრავალი თევზისთვის ნიშნავს, რომ მათი კვერცხუჯრედი არ ვითარდება სწორად, ხდება ძალიან მყიფე ან სუსტი. კალციუმის დეფიციტი ასევე იწვევს თევზების სუსტ ხერხემალსა და ძვლებს, ხოლო კრაზანასთვის სუსტ ეგზო-ჩონჩხს. მჟავე წვიმა ასევე გამოყოფს ალუმინს ნიადაგებიდან, რაც ხელს უშლის კიბოსნაირებსა და თევზებში გამრავლებას. გარდა ამისა, როდესაც pH 6-ზე დაბლა დაეცემა, მწერები, როგორიცაა მაიფლაკები და ქვაბუზები, ვერ გადარჩებიან, რაც გავლენას ახდენს კვების ჯაჭვზე.

ურბანული კანალიზაცია მოიცავს ქარიშხალში და საბოლოოდ წყალსატევებში გარეცხილ ნაგავს. ამ ნაგვის დაახლოებით 70 პროცენტი მთავრდება ზღვის ფსკერზე, დაახლოებით 15 პროცენტი პლაჟებზე და 15 პროცენტი ოკეანეში მცურავს. ნაგვის უმეტესი ნაწილი, 70 პროცენტი, არის პლასტმასი ლითონითა და მინისგან, დანარჩენი 30 პროცენტის უმეტესობა. გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ 1200 – ზე მეტი წყლის სახეობა ურთიერთქმედებს ნარჩენებთან მისი ჭამით, მასში ცხოვრებით ან მასში ჩახლართვით. პლასტმასის დიდი ნაწილი არის მიკროპლასტიკის, უფრო პატარა პლასტმასის დაშლის პატარა ნაჭრების სახით. ცხოველებზე გავლენას ახდენს ისეთი მრავალფეროვანი ცხოველები, როგორიცაა ძუძუმწოვრები, თევზები, კიბოსნაირნი და სხვა.