Účinky splaškových vôd na vodné ekosystémy

Odpadové vody a splašky sa dostávajú do vodných systémov od zdrojov od povrchových odtokov a septikov až po zariadenia na čistenie odpadových vôd a odtoky búrok. Každý rok ochorie asi 3,5 milióna Američanov z rekreačných aktivít, ako je plávanie a člnkovanie, pretože voda je kontaminovaná. Mnohí si svoju chorobu nespájajú s vodou, ktorej sa dotkli. Vplyv znečistenia vody na vodné ekosystémy však siaha ďaleko za hranice ľudských chorôb.

Odpadové vody možno definovať ako odpadové kvapaliny a tuhé látky, ktoré sa zvyčajne odvádzajú do kanalizácie. Podľa „International Journal of Environmental Research and Public Health“ možno „odpadovú vodu“ definovať ako akýkoľvek odtok dažďovej vody, ako aj priemyselné, domáce alebo obchodné splašky alebo ich kombinácie voda. “

Štyri hlavné typy odpadových vôd sú domáce, priemyselné, poľnohospodárske a mestské. Domáce odpadové vody pozostávajú z čiernej vody obsahujúcej ľudské a zvieracie výkaly, ako aj šedej vody z domácich aktivít, ako sú kúpanie, umývanie, varenie a záhrada. Priemyselné odpadové vody pozostávajú z priemyselných odpadov, ako sú celulóza, papier, petrochemický odtok, chemikálie, soli a kyseliny. Poľnohospodárske odpadové vody pochádzajú z poľnohospodárskych činností, kontaminovanej podzemnej vody a poľnohospodárskych techník, najmä v súvislosti s hnojivami a pesticídmi. Mestské odpadové vody sa definujú ako kombinácia domácich a priemyselných odpadových vôd v kombinácii s infiltráciou odpadových vôd a dažďovou vodou.

Čistenie odpadových vôd má tri fázy. Prvá fáza alebo primárne čistenie umiestňuje odpadovú vodu do zadržovacích jazierok. Tuhý odpad sa usadzuje na dne a materiály s nízkou hustotou, ako sú tuky a oleje, plávajú navrchu. Tieto materiály je potom možné odstrániť. Druhá fáza alebo sekundárne ošetrenie odstráni rozpustený a suspendovaný biologický materiál. Väčšina systémov sekundárneho čistenia využíva aeróbne baktérie na konzumáciu organického materiálu v odpadových vodách. Terciárne alebo tretie fázové čistenie ďalej čistí odpadové vody, ktoré sa nakoniec dostanú do citlivého prostredia. Terciárne ošetrenie je možné uskutočniť niekoľkými spôsobmi, v závislosti od zvyšných kontaminantov. Piesková filtrácia odstraňuje pevné častice. Fosfáty je možné odstraňovať pomocou baktérií, ktoré sa nazývajú polyfosfáty akumulujúce organizmy. Na odstránenie dusíka je možné použiť nitrifikačné baktérie. Metóda zvaná lagúna uskladňuje vodu v lagúne, kde rastliny, baktérie, riasy a zooplanktón konzumujú zvyšné kontaminanty prírodnými procesmi.

Tuhý odpad nazývaný kal odstránený počas primárneho spracovania sa tiež podrobí sekundárnemu spracovaniu. Kal môže byť ošetrený baktériami. Baktérie niekedy vytvárajú dostatok metánu, ktorý sa dá použiť ako palivo. Alebo je možné kal spáliť. Ďalšia metóda na spracovanie kalu začína kondenzáciou kalu, jeho zahrievaním na dezinfekciu a následným použitím upraveného kalu ako hnojiva.

Napriek tomu, že zákon o čistej vode z roku 1972 vyžadoval sekundárne čistenie odpadových vôd, niektoré americké samosprávy podali a dostali výnimky. Odhaduje sa, že po celom svete chýba vylepšeným sanitárnym zariadeniam asi 2,5 miliónu ľudí. Zvyšovanie populácie, starnúca infraštruktúra a prírodné katastrofy majú tiež vplyv na účinnosť systémov čistenia odpadových vôd.

Domáce odpadové vody obsahujú znečisťujúce látky od biologických rizík a mikroplastových častíc až po mydlá a tuky. Poľnohospodárska odpadová voda obsahuje biologické riziká, soli, pesticídy a hnojivá. Mestské odpadové vody zahŕňajú domáce a priemyselné odpadové vody, ale tiež obsahujú odtok z búrkových odtokov. Odtoky búrok prenášajú znečisťujúce látky z dvorov a parkov (špina, odpad z domácich zvierat, pesticídy, herbicídy a hnojivá), ako aj z ulíc a parkovísk (ropa, benzín, špina a odpadky). Priemyselná odpadová voda obsahuje širokú škálu chemikálií, ktoré zahŕňajú petrochemické a iné chemikálie, kyseliny, rádioaktívne materiály a soli. Posledné zistenia ukazujú, že rôzne lieky kontaminujú aj odpadové vody.

Michiganská univerzita poznamenáva, že v správe z roku 2018 americká agentúra pre ochranu životného prostredia (EPA) uviedla, že „53% riečnych a potokových míľ, 71% jazerných akrov, 79% ústí štvorcových míľ v ústí riek a 98% pobrežných míľ Veľkých jazier, ktoré boli vyhodnotené, sú klasifikované ako poškodené (neprijateľné pre najmenej jednu použitie). “

Medzi biologické riziká, ktoré sa vyskytujú v odpadových vodách, patria baktérie, huby, parazity a vírusy. Baktérie a bakteriálne choroby sa pohybujú od E. coli, brušný týfus, salmonela, cholera a shigelóza. Medzi huby patrí aj aspergillus. Medzi parazity patria kryptosporídium, giardia a škrkavky. Vírusy ako hepatitída A sa nachádzajú aj v odpadových vodách. Zdravotné problémy spôsobené znečistením odpadových vôd majú každoročne dopad na odhadovaných 3,5 milióna Američanov. Odhaduje sa, že 50 percent odpadových vôd vstupujúcich do Stredozemného mora je nespracovaná odpadová voda. Biologický odpad z fariem, domov, parkov a pláží spôsobuje zdravotné problémy, ktoré majú väčší dopad ako ľudia.

Baktérie a iné organizmy v sladkej vode používajú kyslík na metabolizáciu odpadových vôd, ktoré sprevádzajú. Pri rozkladaní odpadových vôd môžu tieto mikroorganizmy spôsobiť hypoxické (s kyslíkom vyčerpané) mŕtve zóny. V týchto mŕtvych zónach chýba kyslík, ktorý ryby a iné pôvodné organizmy potrebujú na prežitie. Mäkkýše infikované baktériami súvisiacimi s odpadovými vodami ochorejú na ľudí na celom svete. V morskom prostredí môžu ľudské črevné baktérie infikovať koraly a spôsobiť chorobu pri bielení koralov. Keď koraly stratia svoje prirodzené baktérie a riasy, hynú, čo má za následok zóny, kde koralový ekosystém, od baktérií po populácie rýb, hynie.

Do vodných ekosystémov sa dostali lieky od hormónov (ktoré ovplyvňujú reprodukčný vývoj rýb a obojživelníkov) cez legálne a nelegálne amfetamíny až po antidepresíva. Niektoré z liekov prechádzajú do kanalizácie v moči a výkaloch používateľov, zatiaľ čo niektoré z nich boli spláchnuté do kanalizácie. Jedna kontrolovaná štúdia účinkov amfetamínov na vodné organizmy preukázala zrýchlenú reprodukciu hmyzu, zníženú populáciu rias a zmeny diverzity rozsievok a mikróbov.

Materiály bohaté na živiny z hnojív, najmä dusík a fosfor, a odpadový materiál spôsobujú eutrofizáciu v čerstvých aj morských ekosystémoch. Riasy kvitnú z nadbytku živín, ktoré znižujú prenos svetla vo vode, čo ovplyvňuje rastliny a planktón a zároveň znižuje množstvo kyslíka vo vode. Keď riasy zahynú, baktérie rozkladača spotrebujú ešte viac rozpusteného kyslíka. V extrémnych prípadoch vedie strata kyslíka k veľkým mŕtvym zónam. Odtok hnojiva a materiálu bohatého na živiny zo stredozápadných Spojených štátov spôsobil v Mexickom zálive mŕtvu zónu s nedostatkom kyslíka s rozlohou 7 728 štvorcových míľ.

Priemyselné odpady často prechádzajú rovnakými zariadeniami na čistenie kanalizácie ako domáce odpady. Priemyselný odpad často obsahuje rôzne chemikálie a môže obsahovať aj ťažké kovy, ako je olovo, ortuť, kadmium a arzén. Nie všetky tieto chemikálie sú v čistiarňach odpadových vôd úplne odstránené, takže sa chemikálie uvoľňujú do riek, jazier a morských vôd. Okrem toho môže byť nejaký odpad uvoľnený alebo rozliaty do vodných ekosystémov bez akejkoľvek úpravy. Účinky znečistenia odpadových vôd na morský život ovplyvňujú organizmy v celom potravinovom reťazci.

Ťažké kovy sa hromadia v tkanivách rýb, keď ryby konzumujú planktón, riasy a menšiu korisť obsahujúce tieto kovy. Tento proces sa nazýva biomagnifikácia. Keďže tieto ryby jedia aj iné zvieratá, vrátane ľudí, môžu ťažké kovy dosiahnuť dostatočnú koncentráciu na otrávenie spotrebiteľa. Tieto ťažké kovy sa môžu hromadiť v toxickom množstve aj pre ryby.

Zlepšila sa kontrola uvoľňovania priemyselných odpadových vôd, ako sú ropné produkty, rádioaktívny odpad a perzistentné organické znečisťujúce látky, a medzi rokmi 1980 a 2006 sa olejový odpad znížil o 90 percent. Tieto znečisťujúce látky spôsobovali okamžité a dlhodobé účinky na ekosystémy otravou alebo dusením planktónu, rastlín a živočíchov.

Znečistenie ovzdušia a vodné ekosystémy

Priemyselné sadze a dym majú tiež vplyv na vodné ekosystémy. Napríklad oxid siričitý v kombinácii s vodnou parou vytvára kyselinu sírovú alebo kyslé dažde. Kyslý dážď a odtok znižujú vodné pH, čo narúša schopnosť rýb absorbovať kyslík, soli a živiny. Nízke pH tiež interferuje s absorpciou vápnika. Nesprávna rovnováha vápnika u mnohých rýb znamená, že ich vajcia sa nevyvíjajú správne, sú príliš krehké alebo slabé. Nedostatok vápnika tiež spôsobuje slabé tŕne a kosti rýb a slabé exoskeletóny rakov. Kyslý dážď tiež vylúhuje hliník z pôd, čo narúša reprodukciu kôrovcov a rýb. Ďalej, keď pH klesne pod 6, hmyz ako jepice a motýle nemôže prežiť, čo má dopad na potravinový reťazec.

Mestské odpadové vody zahŕňajú odpadky vymyté do búrok a nakoniec do vodných tokov. Odhaduje sa, že 70 percent tohto odpadu končí na morskom dne, asi 15 percent pristáva na plážach a asi 15 percent pláva v oceáne. Väčšinu podstielky, 70 percent, tvoria plasty s kovom a sklom, ktoré tvoria väčšinu zvyšných 30 percent. Štúdie ukazujú, že viac ako 1 200 vodných druhov interaguje s podstielkou tak, že ju konzumuje, žije v nej alebo na nej alebo sa do nej zamotáva. Väčšina plastov je vo forme mikroplastov, drobných kúskov z rozpadu väčších plastov. Toto vrh ovplyvňuje také rozmanité zvieratá, ako sú cicavce, ryby, kôrovce a iné.