Nuotekų poveikis vandens ekosistemoms

Nuotekos ir nuotekos patenka į vandens sistemas nuo šaltinių nuo paviršiaus nuotėkio ir septinių sistemų iki nuotekų valymo įrenginių ir lietaus nuotekų nuotekų. Kasmet apie 3,5 milijono amerikiečių suserga dėl laisvalaikio užsiėmimų, tokių kaip maudynės ir valtys, nes vanduo yra užterštas. Daugelis nesieja savo ligos su vandeniu, kurį palietė. Tačiau vandens taršos poveikis vandens ekosistemoms yra toli nuo žmonių ligų.

Nuotekos gali būti apibrėžiamos kaip skysčių ir kietųjų medžiagų atliekos, kurias paprastai išleidžia kanalizacija. Pasak „International Journal of Environmental Research and Public Health“, „nuotekas galima“ apibrėžti kaip bet koks lietaus nuotėkis, taip pat pramoninės, buitinės ar komercinės nuotekos ar bet koks jų derinys vandens “.

Keturios pagrindinės nuotekų rūšys yra buitinės, pramoninės, žemės ūkio ir miesto. Buitines nuotekas sudaro juodas vanduo, kuriame yra žmonių ir gyvūnų išmatų, taip pat pilkas vanduo iš buitinės veiklos, pavyzdžiui, maudymosi, plovimo, maisto ruošimo ir daržo. Pramonines nuotekas sudaro pramoninės atliekos, tokios kaip plaušiena, popierius, naftos chemijos nuotėkis, chemikalai, druskos ir rūgštys. Žemės ūkio nuotekos susidaro dėl žemės ūkio veiklos, užteršto gruntinio vandens ir ūkininkavimo būdų, ypač susijusių su trąšomis ir pesticidais. Miesto nuotekos apibrėžiamos kaip buitinių ir pramoninių nuotekų derinys kartu su nuotekų infiltracija ir lietaus vandeniu.

Nuotekų valymas yra trijų fazių. Pirmuoju etapu arba pirminiu valymu nuotekos patenka į tvenkinius. Kietosios atliekos nusėda apačioje, o mažo tankio medžiagos, tokios kaip riebalai ir aliejus, plaukia į viršų. Tada šias medžiagas galima pašalinti. Antroji fazė arba antrinis apdorojimas pašalina ištirpusią ir suspenduotą biologinę medžiagą. Daugumoje antrinio valymo sistemų organinėms medžiagoms valyti nuotekose naudojamos aerobinės bakterijos. Tretinis ar trečiosios fazės valymas toliau valo nuotekas, kurios galiausiai pateks į jautrią aplinką. Tretinis gydymas gali būti atliekamas keliais metodais, atsižvelgiant į likusius teršalus. Filtruojant smėlį pašalinamos kietosios dalelės. Fosfatus galima pašalinti naudojant bakterijas, vadinamus polifosfatais kaupiančiais organizmais. Azotui pašalinti gali būti naudojamos nitrifikuojančios bakterijos. Lagūnomis vadinamas metodas kaupia vandenį mariose, kur augalai, bakterijos, dumbliai ir zooplanktonas natūraliais procesais sunaudoja likusius teršalus.

Kietosios atliekos, vadinamos dumblu, pašalintos pirminio apdorojimo metu, taip pat apdorojamos antriniu būdu. Dumblas gali būti apdorojamas bakterijomis. Kartais bakterijos sukuria tiek metano, kad būtų galima naudoti kaip kurą. Arba dumblą galima sudeginti. Kitas dumblo apdorojimo būdas prasideda dumblo kondensavimu, šildymu dezinfekcijai ir galiausiai apdoroto dumblo naudojimu kaip trąša.

Nepaisant 1972 m. Švaraus vandens įstatymo, reikalaujančio antrinio nuotekų valymo, kai kurios JAV savivaldybės pateikė ir gavo išimtis. Apskaičiuota, kad visame pasaulyje 2,5 milijardo žmonių trūksta patobulintų sanitarinių įrenginių. Didėjantis gyventojų skaičius, senstanti infrastruktūra ir stichinės nelaimės taip pat turi įtakos nuotekų valymo sistemų efektyvumui.

Buitinėse nuotekose yra teršalų: nuo biologinių pavojų ir mikroplastiko dalelių iki muilo ir riebalų. Žemės ūkio nuotekose yra biologinių pavojų, druskų, pesticidų ir trąšų. Miesto nuotekos apima buitines ir pramonines nuotekas, bet taip pat yra nuotėkio iš audros kanalizacijos. Audros kanalizacijoje yra teršalų iš kiemų ir parkų (purvo, naminių gyvūnėlių atliekų, pesticidų, herbicidų ir trąšų), taip pat iš gatvių ir automobilių stovėjimo aikštelių (naftos, benzino, purvo ir šiukšlių). Pramoninėse nuotekose yra daugybė chemikalų, įskaitant naftos chemikalus ir kitas chemines medžiagas, rūgštis, radioaktyvias medžiagas ir druskas. Naujausi duomenys rodo, kad įvairūs vaistai taip pat užteršia nuotekas.

Mičigano universitetas pažymi, kad 2018 m. Ataskaitoje JAV aplinkos apsaugos agentūra (AAA) pareiškė, kad "53% upių ir upelių mylių, 71% ežero arų, 79% žiočių kvadratinių mylių ir 98% Didžiojo ežero kranto mylių, kurios buvo įvertintos, priskiriamos prie sutrikusių (nepriimtina bent vienam paskirtam naudoti). "

Nuotekose randami biologiniai pavojai yra bakterijos, grybai, parazitai ir virusai. Bakterijos ir bakterinės ligos yra nuo E. coli, vidurių šiltinė, salmonelės, cholera ir šigeliozė. Grybai apima aspergillus. Parazitai yra kriptosporidis, giardija ir apvaliosios kirmėlės. Tokių virusų kaip hepatitas A taip pat galima rasti nuotekose. Apskaičiuota, kad nuotekų taršos sukeltos sveikatos problemos kasmet daro 3,5 mln. Amerikiečių. Apytiksliai 50 proc. Nuotekų, patenkančių į Viduržemio jūrą, yra nevalytos nuotekos. Ūkiuose, namuose, parkuose ir paplūdimiuose esančios biologinės atliekos sukelia sveikatos problemų, kurios daro poveikį labiau nei žmonėms.

Bakterijos ir kiti gėlo vandens organizmai naudoja deguonį metabolizuodami nuotekas, kurias jos lydi. Skaldydami nuotekas, šie mikroorganizmai gali sukelti hipoksines (deguonies trūkumo) negyvas zonas. Šiose negyvose zonose trūksta deguonies, kurio žuvims ir kitiems vietiniams organizmams reikia išgyventi. Vandenys, užkrėstos su nuotekomis susijusiomis bakterijomis, kenkia žmonėms visame pasaulyje. Jūrų aplinkoje žmogaus žarnyno bakterijos gali užkrėsti koralus ir sukelti koralų balinimo ligą. Kai koralai praranda natūralias bakterijas ir dumblius, jie žūva, todėl atsiranda zonos, kuriose miršta koralų ekosistema nuo bakterijų iki žuvų populiacijos.

Į vandens ekosistemas pateko narkotikų, pradedant hormonais (turinčiais įtakos žuvų ir varliagyvių reprodukcinei plėtrai), baigiant legaliais ir nelegaliais amfetaminais ir baigiant antidepresantais. Kai kurie vaistai patenka į kanalizaciją vartotojų šlapime ir išmatose, o kai kurie vaistai buvo nuplauti kanalizacijoje. Vienas kontroliuojamas amfetamino poveikio vandens organizmams tyrimas parodė pagreitintą vabzdžių dauginimąsi, sumažėjusią dumblių populiaciją ir diatomijos bei mikrobų įvairovės pokyčius.

Trąšose esančios maistingosios medžiagos, ypač azotas ir fosforas, ir atliekos sukelia eutrofikaciją tiek šviežiose, tiek jūrinėse ekosistemose. Dumblių žydėjimas dėl maistinių medžiagų pertekliaus sumažina šviesos pralaidumą vandenyje, paveikdamas augalus ir planktoną, tuo pačiu sumažindamas deguonies kiekį vandenyje. Mirštant dumbliams, skaidančios bakterijos sunaudoja dar daugiau ištirpusio deguonies. Kraštutiniais atvejais dėl deguonies praradimo susidaro didelės negyvos zonos. Trąšų ir daug maistinių medžiagų nutekėjusios iš vidurio JAV vakarų, Meksikos įlankoje atsirado 7 728 kvadratinių mylių deguonies trūkumo zona.

Pramoninės atliekos dažnai praeina per tuos pačius kanalizacijos valymo įrenginius kaip ir buitinės atliekos. Pramonės atliekose dažnai yra įvairių cheminių medžiagų, be to, jose gali būti sunkiųjų metalų, tokių kaip švinas, gyvsidabris, kadmis ir arsenas. Ne visos šios cheminės medžiagos visiškai pašalinamos nuotekų valymo įrenginiuose, todėl cheminės medžiagos patenka į upes, ežerus ir jūrų vandenis. Be to, kai kurios atliekos gali būti išleidžiamos arba išsiliejusios į vandens ekosistemas be jokio apdorojimo. Nuotekų taršos poveikis jūrų gyvūnijai daro įtaką organizmams visoje maisto grandinėje.

Sunkieji metalai kaupiasi žuvų audiniuose, kai žuvys vartoja planktoną, dumblius ir mažesnį grobį, kuriame yra metalų. Šis procesas vadinamas biomagnifikacija. Kadangi kiti gyvūnai, įskaitant žmones, valgo šias žuvis, sunkieji metalai gali pasiekti pakankamą koncentraciją, kad apnuodytų vartotoją. Šie sunkieji metalai toksišku kiekiu gali kauptis ir žuvims.

Pagerėjo pramoninių nuotekų, tokių kaip naftos produktai, radioaktyviosios atliekos ir patvarūs organiniai teršalai, išmetimų kontrolė, o 1980–2006 m. Naftos atliekos sumažėjo 90 proc. Šie teršalai apsinuodijo ar užgniaužė planktoną, augalus ir gyvūnus ir padarė tiesioginį bei ilgalaikį poveikį ekosistemoms.

Oro tarša ir vandens ekosistemos

Pramoniniai suodžiai ir dūmai taip pat veikia vandens ekosistemas. Pavyzdžiui, sieros dioksidas kartu su vandens garais sudaro sieros rūgštį arba rūgštus lietus. Rūgštus lietus ir nuotėkis sumažina vandens pH, o tai trukdo žuvims sugerti deguonį, druskas ir maistines medžiagas. Mažas pH taip pat trukdo kalcio absorbcijai. Netinkamas daugelio žuvų kalcio balansas reiškia, kad jų kiaušinėliai vystosi netinkamai, tampa per trapi ar silpni. Kalcio trūkumas taip pat sukelia silpnus stuburus ir kaulus žuvims bei silpnus vėžių egzoskeletus. Rūgštus lietus taip pat išplauna aliejų iš dirvožemio, trukdydamas daugintis vėžiagyviams ir žuvims. Be to, kai pH nukrenta žemiau 6, vabzdžiai, pavyzdžiui, drugeliai ir akmeninės muselės, negali išgyventi, darydami įtaką maisto grandinei.

Miesto nuotekos apima šiukšles, išplautas į audros kanalizaciją ir galiausiai į vandens kelius. Apskaičiuota, kad 70 proc. Šios pakratų patenka į jūros dugną, apie 15 proc. Nusileidžia paplūdimiuose, o apie 15 proc. Plaukioja vandenyne. Didžioji šiukšlių dalis, 70 proc., Yra plastikas, kurio metalą ir stiklą sudaro dauguma likusių 30 proc. Tyrimai rodo, kad daugiau nei 1 200 vandens rūšių sąveikauja su šiukšle ją valgydami, gyvendami joje ar ant jos ar susipainiodami. Didžioji dalis plastiko yra mikroplastiko pavidalo, smulkūs gabalėliai, suskaidyti didesnių plastikų. Šis kraikas veikia įvairius gyvūnus, tokius kaip žinduoliai, žuvys, vėžiagyviai ir kiti.