하수의 영향이 수생 생태계에 미치는 영향

폐수와 하수는 지표 유출 및 정화조 시스템에서 폐수 처리 시설 및 빗물 배수구에 이르기까지 다양한 소스에서 수중 시스템으로 들어갑니다. 매년 약 350 만 명의 미국인이 물이 오염 되었기 때문에 수영이나 보트 타기와 같은 레크리에이션 활동으로 병에 걸립니다. 많은 사람들은 자신이 만진 물과 질병을 연결하지 않습니다. 그러나 수생 생태계에 대한 수질 오염의 영향은 인간의 질병을 훨씬 뛰어 넘습니다.

하수는 일반적으로 하수구에 의해 운반되는 폐액 및 고형물로 정의 할 수 있습니다. "국제 환경 연구 및 공중 보건 저널"에 따르면 폐수는 다음과 같이 정의 될 수 있습니다. 빗물 유출, 산업, 가정 또는 상업용 하수 또는 이들의 조합 물."

폐수의 네 가지 주요 유형은 가정용, 산업, 농업 및 도시입니다. 생활 폐수는 사람과 동물의 배설물이 포함 된 흑수와 목욕, 씻기, 요리 및 정원 가꾸기 등의 가정 활동에서 나오는 중수로 구성됩니다. 산업 폐수는 펄프, 종이, 석유 화학 유출수, 화학 물질, 염분 및 산과 같은 산업 폐기물로 구성됩니다. 농업 폐수는 특히 비료 및 살충제와 관련된 농업 활동, 오염 된 지하수 및 농업 기술에서 발생합니다. 도시 폐수는 하수 침투 및 빗물과 결합 된 가정 및 산업 폐수의 조합으로 정의됩니다.

폐수 처리에는 세 단계가 있습니다. 첫 번째 단계 또는 1 차 처리는 폐수를 저수지에 넣습니다. 고형 폐기물은 바닥에 가라 앉고 지방과 기름과 같은 저밀도 물질이 위로 떠 오릅니다. 그런 다음 이러한 재료를 제거 할 수 있습니다. 두 번째 단계 또는 이차 처리는 용해되고 부유 된 생물학적 물질을 제거합니다. 대부분의 2 차 처리 시스템은 호기성 박테리아를 사용하여 폐수에서 유기 물질을 소비합니다. 3 차 또는 3 단계 처리는 결국 민감한 환경으로 배출 될 폐수를 추가로 정화합니다. 3 차 처리는 나머지 오염 물질에 따라 여러 가지 방법으로 수행 할 수 있습니다. 모래 여과는 입자상 물질을 제거합니다. 인산염은 폴리 인산염 축적 유기체라는 박테리아를 사용하여 제거 할 수 있습니다. 질화 박테리아를 사용하여 질소를 제거 할 수 있습니다. lagooning이라는 방법은 식물, 박테리아, 조류 및 동물성 플랑크톤이 자연 과정을 통해 남아있는 오염 물질을 소비하는 석호에 물을 저장합니다.

1 차 처리시 제거 된 슬러지라고하는 고형 폐기물도 2 차 처리됩니다. 슬러지는 박테리아로 처리 될 수 있습니다. 때로는 박테리아가 연료로 사용할 충분한 메탄을 생성합니다. 또는 슬러지를 소각 할 수 있습니다. 슬러지를 처리하는 또 다른 방법은 슬러지를 응축하고 가열하여 소독 한 다음 마지막으로 처리 된 슬러지를 비료로 사용하는 것입니다.

폐수의 2 차 처리를 요구하는 1972 년 청정 수법에도 불구하고 일부 미국 지방 자치 단체는 면제를 신청하고 받았습니다. 전 세계적으로 약 25 억 명의 사람들이 개선 된 위생 시설이 부족합니다. 인구 증가, 인프라 노후화 및 자연 재해도 폐수 처리 시스템의 효율성에 영향을 미칩니다.

생활 폐수에는 생물학적 위험과 미세 플라스틱 입자에서 비누와 지방에 이르기까지 다양한 오염 물질이 포함되어 있습니다. 농업 폐수에는 생물학적 위험, 염분, 살충제 및 비료가 포함되어 있습니다. 도시 폐수는 가정 및 산업 폐수를 포함하지만 빗물 배수구의 유출 물도 포함합니다. 빗물 배수구는 마당과 공원 (흙, 애완 동물 쓰레기, 살충제, 제초제 및 비료)뿐만 아니라 거리와 주차장 (기름, 가솔린, 흙 및 쓰레기)에서 오염 물질을 운반합니다. 산업 폐수에는 석유 화학 물질 및 기타 화학 물질, 산, 방사성 물질 및 염을 포함하는 광범위한 화학 물질이 포함되어 있습니다. 최근 발견에 따르면 다양한 약물이 폐수를 오염시킵니다.

미시간 대학교는 2018 년 보고서에서 미국 환경 보호국 (EPA)이 "강과 하천 마일의 53 %, 호수 면적의 71 %, 평가 된 하구 평방 마일의 79 %와 오대호 해안선 마일의 98 %는 장애로 분류됩니다 (최소 한 개의 지정된 사용하다)."

폐수에서 발견되는 생물학적 위험에는 박테리아, 곰팡이, 기생충 및 바이러스가 포함됩니다. 박테리아 및 세균성 질병은 E. 대장균, 장티푸스, 살모넬라 균, 콜레라 및 이질. 곰팡이에는 아스 페르 길 루스가 포함됩니다. 기생충에는 크립토스포리디움, 지아르 디아 및 회충이 포함됩니다. A 형 간염과 같은 바이러스는 폐수에서도 발견 될 수 있습니다. 하수 오염으로 인한 건강 문제는 매년 약 350 만 명의 미국인에게 영향을 미칩니다. 지중해로 유입되는 폐수의 약 50 %는 처리되지 않은 하수입니다. 농장, 주택, 공원 및 해변에서 나오는 생물학적 폐기물은 인간보다 더 많은 영향을 미치는 건강 문제를 야기합니다.

담수에있는 박테리아와 다른 유기체는 그들이 동반하는 하수를 대사하기 위해 산소를 사용합니다. 하수를 분해하는 동안 이러한 미생물은 저산소 (산소 고갈) 데드 존을 유발할 수 있습니다. 이 데드 존에는 어류와 기타 토착 생물이 생존하는 데 필요한 산소가 부족합니다. 하수 관련 박테리아에 감염된 조개류는 전 세계 사람들을 병 들게합니다. 해양 환경에서 인간의 장내 세균은 산호를 감염시켜 산호 표백 질병을 일으킬 수 있습니다. 산호가 천연 박테리아와 조류를 잃으면 죽어 박테리아에서 물고기 개체군에 이르기까지 산호 생태계가 죽는 영역이 생깁니다.

호르몬 (어류와 양서류의 생식 발달에 영향을 미침)에서 합법적이고 불법적 인 암페타민, 항우울제에 이르기까지 다양한 약물이 수생 생태계에 유입되었습니다. 일부 약물은 사용자의 소변과 대변을 통해 하수 시스템으로 들어가고 일부 약물은 배수구로 흘러 내립니다. 암페타민이 수생 생물에 미치는 영향에 대한 한 통제 된 연구는 곤충 번식을 가속화하고 조류 개체수를 줄이며 규조류와 미생물 다양성의 변화를 보여주었습니다.

비료, 특히 질소와 인의 영양분이 풍부한 물질과 폐기물은 신선 및 해양 생태계 모두에서 부영양화를 유발합니다. 과도한 양분으로 인한 조류 번식은 물 속의 빛 투과율을 감소시켜 식물과 플랑크톤에 영향을 미치고 물 속의 산소량을 줄입니다. 조류가 죽으면 분해 박테리아는 더 많은 용존 산소를 소비합니다. 극단적 인 경우 산소 손실로 인해 큰 데드 존이 생깁니다. 미국 중서부 지역에서 비료와 영양이 풍부한 물질이 유출되어 멕시코만에 7,728 평방 마일의 산소가 고갈 된 데드 존이 발생했습니다.

산업 폐기물은 종종 생활 폐기물과 동일한 하수 처리 시설을 통과합니다. 산업 폐기물에는 종종 다양한 화학 물질이 포함되어 있으며 납, 수은, 카드뮴 및 비소와 같은 중금속도 포함될 수 있습니다. 이러한 모든 화학 물질이 하수 처리장에서 완전히 제거되는 것은 아니기 때문에 화학 물질은 강, 호수 및 해수로 방출됩니다. 또한 일부 폐기물은 처리없이 수생 생태계로 방출되거나 유출 될 수 있습니다. 해양 생물에 대한 하수 오염의 영향은 먹이 사슬 전체의 유기체에 영향을 미칩니다.

물고기가 플랑크톤, 조류 및 금속을 포함하는 작은 먹이를 섭취함에 따라 중금속이 물고기 조직에 축적됩니다. 이 과정을 생체 확대라고합니다. 인간을 포함한 다른 동물들이이 물고기를 먹기 때문에 중금속은 소비자를 독살하기에 충분한 농도에 도달 할 수 있습니다. 이 중금속은 물고기에게도 독성이 축적 될 수 있습니다.

석유 제품, 방사성 폐기물 및 잔류성 유기 오염 물질과 같은 산업 하수의 배출 통제가 개선되었으며, 유성 폐기물은 1980 년대와 2006 년 사이에 90 % 감소했습니다. 이러한 오염 물질은 플랑크톤, 식물 및 동물을 중독 시키거나 질식시켜 생태계에 즉각적이고 장기적인 영향을 미쳤습니다.

대기 오염 및 수생 생태계

산업 그을음과 연기도 수생 생태계에 영향을 미칩니다. 예를 들어 수증기와 결합 된 이산화황은 황산이나 산성비를 형성합니다. 산성비와 유출은 수중 pH를 감소시켜 물고기가 산소, 염분 및 영양분을 흡수하는 능력을 방해합니다. 낮은 pH는 또한 칼슘 흡수를 방해합니다. 많은 물고기의 칼슘 균형이 적절하지 않다는 것은 알이 제대로 발달하지 못하고 너무 약해 지거나 약해 짐을 의미합니다. 칼슘 결핍은 또한 물고기의 척추와 뼈를 약화시키고 가재의 외골격을 약화시킵니다. 산성비는 또한 토양에서 알루미늄을 침출시켜 갑각류와 어류의 번식을 방해합니다. 또한 pH가 6 이하로 떨어지면 하루살이, 돌파리와 같은 곤충이 생존 할 수 없어 먹이 사슬에 영향을 미칩니다.

도시 하수에는 빗물 배수구와 결국 수로로 세척 된 쓰레기가 포함됩니다. 이 쓰레기의 약 70 %는 해저에, 약 15 %는 해변에, 약 15 %는 바다에 떠 있습니다. 대부분의 쓰레기 (70 %)는 나머지 30 %의 대부분을 차지하는 금속과 유리가있는 플라스틱입니다. 연구에 따르면 1,200 종 이상의 수생 생물이 쓰레기를 먹거나, 그 안에 살거나, 엉 키게함으로써 쓰레기와 상호 작용합니다. 플라스틱의 대부분은 더 큰 플라스틱이 분해 된 작은 조각 인 마이크로 플라스틱 형태입니다. 포유류, 어류, 갑각류 등 다양한 동물이이 쓰레기의 영향을받습니다.