Ūdens piesārņojums

Ar ūdeņu piesārņošanu parasti saprot dažādu antropogēnu aģentu nokļūšanu dabas ūdeņos. Rūpniecības un lauksaimniecības attīstība un iedzīvotāju dzīves līmeņa uzlabošanās saistīta ar ūdens patēriņa palielināšanos. Jau tagad daudzos pasaules reģionos ir jūtams saldūdens trūkums, ko izraisa ne tikai patēriņa pieaugums, bet arī ūdeņu piesārņošana ar atkritumiem un notekūdeņiem.

Marakaibo ezera piekrastes piesārņojums

Plakāts, lai mācītu cilvēkiem Dienvidāzijā par cilvēka darbībām, kuru rezultātā tiek piesārņots ūdens

Ūdeņi arī dabiskā stāvoklī var būt piesārņoti - var saturēt dažādas neorganiskas un organiskas vielas un patogēnus organismus. Taču ūdeņu dabiskais piesārņojums parasti ir samērā neliels un neizraisa būtiskas izmaiņas ekosistēmā.

Ūdens aizņem vairāk nekā divas trešdaļas planētas, taču viegli pieejamie saldūdens resursi, kas sastopami upēs, ezeros, mitrājos un ūdens nesējslāņos, veido mazāk nekā vienu procentu no kopējā pasaules ūdens krājumiem.

Pieaugot globālajam iedzīvotāju skaitam, arī pieprasījums pēc ūdens - dzeršanai, sanitārām vajadzībām, lauksaimniecībai un enerģijas ražošanai tikai palielinās. Tajā pašā laikā cilvēka darbība un klimata pārmaiņas traucē dabiskos ūdens ciklus, radot spiedienu uz saldūdens ekosistēmām.

Piesārņojums, infrastruktūras attīstība un resursu ieguve rada papildu problēmas.

Kad ūdens ir piesārņots, to ir grūti, dārgi un bieži vien nav iespējams attīrīt. Joprojām šodien 80 procenti no globālajiem notekūdeņiem netiek attīrīti, un tie satur visu, sākot no cilvēku atkritumiem līdz augsti toksiskiem rūpnieciskiem izmešiem.

Piesārņojošo vielu veids un daudzums saldūdenī nosaka ūdens piemērotību to izmantošanai – dzeršanai, peldēšanai un lauksaimniecībai. Turklāt saldūdens ekosistēmu piesārņojums ne tikai ietekmē cilvēkus, bet var ietekmēt zivju un citu savvaļas dzīvnieku dzīves kvalitāti.

Piesārņojuma veidi

Naftas noplūde

Ķīmiskais piesārņojums

Tas var būt neorganiskas un organiskas dabas. No neorganiskajām vielām ūdeni piesārņo dažādi sāļi, skābes, sārmi, smagie metāli; no organiskajām – tehniskas izcelsmes organiskās vielas, kā nafta un tās produkti, virsmas aktīvās vielas (detergenti), pesticīdi, kā arī dabiskas izcelsmes organiskās vielas – piemēram, augu un dzīvnieku vielmaiņas produkti.

Punkta avota piesārņojums Riodežaneiro, Brazīlija

Eitrofikācija

Fizikālais piesārņojums

Viena no izpausmes formām ir siltuma piesārņojums, kas paaugstina ūdens temperatūru, piemēram, termoelektrostacijas ūdeņos ievada daudz siltuma ar siltiem notekūdeņiem. Tas nelabvēlīgi ietekmē ūdeņu bioloģiskos procesus, jo temperatūras paaugstināšanās ir kaitīga daudziem ūdens organismiem, kas spēj dzīvot noteiktā temperatūras intervālā. Bez tam, paaugstinoties ūdens temperatūrai, palielinās dzīvo organismu skābekļa patēriņš, bet tā šķīšanas spēja samazinās.

Ūdenī var nokļūt radioaktīvie sārņi no atomelektrostacijām, ja ūdens tiek izmantots reaktoru dzesēšanai. Parasti radioaktīvā piesārņojuma daudzums ir neliels, taču ilgākā laika posmā var izsaukt dzīvo organismu mutācijas.

Vielu cietās, nešķīstošās daļiņas var būt mehāniskie sārņi – piemēram, sadzīves atkritumi.

Bioloģiskais piesārņojums

To veido ūdens objektam neraksturīgu dzīvnieku, augu, baktēriju, sēņu un vīrusu klātbūtne ūdenī.

Ūdens piesārņotāju grupas

Skābekli patērējošs piesārņojums

Organiskie atkritumi, kurus izmanto aerobie mikroorganismi skābekļa klātbūtnē. Ja ūdenī ir nepietiekama skābekļa koncentrācija, tad citas skābekli izmantojošās dzīvās būtnes var iet bojā, tāpēc ir svarīgi zināt bioķīmisko skābekļa patēriņu – BSP.

Ūdenī šķīstošas neorganiskas vielas

Sāļi, skābes, smago metālu savienojumi – ar šīm vielām piesārņots ūdens samazina ražas lauksaimniecībā un izraisa pastiprinātu metālu koroziju. Neorganiskas augu barības vielas: ūdenī šķīstoši nitrāti un fosfāti, kas var izraisīt eitrofikāciju.

Organiskie savienojumi

Naftas produkti, benzīns, lielmolekulārie savienojumi, plastmasas, pesticīdi, šķīdinātāji, deterģenti u.c. Industriāli attīstīto valstu virszemes un pazemes ūdeņos ir konstatētas vismaz 700 sintētiskas organiskas vielas – daudzas no tām var izraisīt nieru slimības, iedzimtus defektus, vairākus vēža paveidus.

Suspendētas vielas

Ūdenī nešķīstošas augsnes vai grunts daļiņas, citas organiskas un neorganiskas vielas, kas rada ūdens duļķainību, apgrūtina barības atrašanu dažām ūdenī mītošām dzīvām būtnēm, uz savas virsmas var adsorbēt un pārvietot pesticīdus, baktērijas un citas bīstamas vielas, pasliktina ūdens augu fotosintēzes iespējas, ietekmē trofiskās ķēdes, nosēdumu veidā iznīcina zivju nārstošanas platības, aizpilda ezerus, izmaina upju gultnes.

Radioaktīvas vielas

Ūdenī šķīstošie radioizotopu savienojumi var akumulēties un pārvietoties no vienas sugas uz otru barības ķēdēs. Radioaktīvo vielu jonizējošais starojums var izraisīt iedzimtus defektus, saslimšanu ar vēzi un ģenētiskās informācijas bojājumus.

Siltums

Sasilušais ūdens, kas rodas dzesēšanas procesos, piemēram, siltumelektrostacijā un tiek ievadīts upēs vai ezeros. Temperatūras paaugstināšanās pazemina izšķīdušā skābekļa daudzumu un padara ūdens dzīvības formas jutīgākas pret slimībām, parazītiem un toksiskām ķimikālijām.

Patogēnie un nosacīti patogēnie organismi

Mikroorganismi, parazītiskie tārpi, vairums mikroorganismu nav bīstami un piedalās organisko vielu šķelšanas procesos, tomēr notekūdeņi var saturēt arī patogēnus mikroorganismus, kas var izraisīt infekcijas.

Ūdeņu piesārņotāji

Rūpnieciskie notekūdeņi Peru

Notekūdeņi

Lietus Meksikā

Notekūdeņi ir viens no nozīmīgākajiem ūdeņu punktveida piesārņojuma avotiem. Tos pēc izcelsmes var iedalīt: - rūpnieciskajos (ražošanas) notekūdeņos, komunālajos notekūdeņos, lietus kanalizācijas notekūdeņos, sadzīves notekūdeņos.

Sadzīves notekūdeņi ir tādi notekūdeņi, kas radušies publiskās un dzīvojamās ēkās un sabiedrisko pakalpojumu sniegšanas vietās dažādu fizioloģisko, higiēnas un sadzīves darbību dēļ.

Nokrišņu jeb lietus notekūdeņi ir ūdeņi, kas veidojas no atmosfēras nokrišņiem, tiem notekot no ēku jumtiem, ielām un citām virsmām ar pilnīgu vai daļēju virsmas segumu. Piesārņojuma samazināšanai regulāri jāveic atkritumu savākšana, ceļu segumu remonts, apzaļumošanas joslu norobežošana ar apmalēm un citi pasākumi.

Rūpniecības jeb ražošanas notekūdeņi ir ūdeņi, kas radušies uzņēmējdarbības vai ražošanas vietās un nav pieskaitāmi sadzīves vai nokrišņu notekūdeņiem.

Komunālie notekūdeņi jeb apdzīvotu vietu notekūdeņi ir sadzīves notekūdeņu un ražošanas notekūdeņu sajaukums ar vai bez nokrišņu ūdeņu piejaukumu, kas nonāk kopējā kanalizācijas sistēmā.

Ražošanas un sadzīves procesos notekūdeņi var būt ķīmiski, fizikāli un bioloģiski piesārņoti. Pēc sava fizikālā sastāva notekūdeņu piesārņojums var būt vielu cieto daļiņu mehānisks piemaisījums, koloīdi un izšķīduši sāļi.

Rūpniecisko notekūdeņu sastāvs un apjoms ir atkarīgs no konkrētas ražošanas nozares un var būt ļoti dažāds. Tie var saturēt arī īpaši toksiskas vielas.

Komunālo notekūdeņu sastāvā pārsvarā ir dabiskas izcelsmes neorganiskās (smiltis, minerālsāļi) un organiskās (tauki) vielas un vielas no sadzīves ķimikālijām (deterģenti). Komunālo notekūdeņu apjomu nosaka ūdens patēriņš dzīvojamā sektorā un pieplūdes no lietus kanalizācijas, kas parasti ir pieslēgta centralizētajai kanalizācijas sistēmai.

Pesticīdu izmantošana sojas pupu laukā ASV

Lauksaimniecības noplūdes

Lauksaimniecības noplūdes veidojas kā punktveida piesārņojums no fermu teritorijām, mēslu krātuvēm, un difūzais piesārņojums no lauksaimniecībā izmantotās zemes (drenu notece, virszemes notece).

Īpaši izdalāmas slāpekļa un fosfora savienojumu noplūdes. Piemēram, slāpekļa savienojumu noplūde Latvijas teritorijā var būt 4-20 kg/ha gadā. Slāpekļa savienojumi iziet sarežģītu aprites un transformāciju ceļu no lauksaimniecības platībām līdz ūdens aprites galapunktam – jūrai.

Bieži vien lauksaimniecības radītā piesārņojuma (it īpaši difūzā, ko izraisa, organiskā un minerālmēslojuma nepareiza un pārmērīga lietošana) nodarītais kaitējums ūdens avotiem sabiedrībā netiek pienācīgi novērtēts. Pierādīts, ka lauksaimniecības noplūdes sastāda ievērojamu daļu no Baltijas jūras piesārņojuma.

No skābā lietus cietusi skulptūra

Nosēdumi no gaisa

Nosēdumi no gaisa ar slāpekļa, sēra un citiem savienojumiem izsauc skābā lietus veidošanos, kurš satur biogēnos elementus, un tos ienes ūdeņu ekosistēmās.

Osta Barselonā

Ūdens transports

Ūdens transports un ostu darbība arī nelabvēlīgi ietekmē ūdeņus, tos piesārņojot, piemēram, ar naftu un tās pārstrādes produktiem. Piesārņošana notiek avāriju, nelaimes gadījumu gan arī nolaidības vai pat noziedzīgas darbības rezultātā.

Pazemes ūdeņu problēmas

Pazemes ūdeņu stāvoklis ir saistīts ar virszemes ūdeņu, augsnes u.c. vides komponentu aizsardzības līmeni.

Galvenie faktori, kas nosaka pazemes ūdeņu aizsardzību var tikt iedalīti kā: dabiskie - maz caurlaidīgu nogulumu esamība, pazemes ūdeņu dziļums, pārklājošo iežu filtrācijas un absorbcijas īpašības, augstāk un zemāk ieguļošo horizontu līmeņu attiecība;

• tehnogēnie - apstākļi, kādos piesārņojošās vielas nonāk saskarē ar augsni vai gruntsūdeņiem, piemēram, šķidro atkritumu uzglabāšana krātuvēs, notekūdeņu attīrīšana filtrācijas laukos, mēslojuma iestrāde lauksaimniecībā izmantojamās zemēs u.c.;
• fizikāli-ķīmiskie - piesārņojošo vielu migrācijas spēja, bioloģiskā stabilitāte, ķīmiskā un fizikāli ķīmiskā mijiedarbība starp iežiem un pazemes ūdeņiem.

Jebkurš piesārņojums nonākot pazemes ūdeņos tur saglabājas ilgi, jo zemās temperatūras, skābekļa trūkums un lēnais plūsmas ātrums negatīvi ietekmē ūdens pašattīrīšanās procesus.

Piesārņojuma pārnese

Piesārņojuma pārnese ar pazemes ūdeņu plūsmu var notikt ļoti lēni un ir atkarīga no iežu porainības vai plaisainības un hidrauliskā gradienta , kas savukārt zināmā mērā ir atkarīgs no reljefa. Par noteicošo apstākli piesārņojošo vielu pārnesē ar pazemes ūdens plūsmu tiek uzskatīta piesārņoto zonu ilgstoša saglabāšanās.

Piesārņojuma ietekme uz virszemes ūdeņiem

Ūdensteču un ūdenstilpju hidroloģiskajā režīmā ir mazūdens periodi, kad to ūdens daudzumu papildina galvenokārt pazemes ūdeņi. Ja tie ir piesārņoti, tad piesārņojošās vielas nonāk arī virszemes ūdens objektos.

Īpaši nelabvēlīga situācija veidojas tad, ja ūdens avota sateces baseina teritorijā ir liels lauksaimniecībā izmantojamo zemju īpatsvars, kur lielās devās tiek lietoti minerālmēsli vai kūtsmēsli, kā arī lielu esošo vai bijušo lopkopības fermu apkārtnē ar nesakārtotu kūtsmēslu savākšanas un uzglabāšanas sistēmu.

Saimnieciskās darbības izraisīto avāriju risks

Pazemes ūdeņus apdraud dažāda veida transporta, rūpnieciskās, uzglabāšanas terminālu (naftas produktu, pesticīdu, minerālmēslu), cauruļvadu avārijas.

Sevišķi nelabvēlīga situācija veidojas, ja avārijas sekas ātri netiek likvidētas un piesārņojošās vielas nesavāktas uz zemes atrodas ilgāku laiku, kā arī, ja avārija notikusi teritorijā ar labi filtrējošu grunti un iežiem.

Atkritumu ietekme

Šī problēma saistīta ar nesakārtotiem atkritumu savākšanas, uzglabāšanas un deponēšanas jautājumiem.

Tā kā agrāk izveidotajās atkritumu izgāztuvēs netika izveidota atbilstoša hidroizolācija, atkritumu masa tiek regulāri caurskalota ar nokrišņiem un sniega kušanas ūdeņiem, kuri bagātinātas ar dažādām piesārņojošām vielām un nonāk pazemes ūdeņos.

Transporta ietekme

Transporta ietekme uz pazemes ūdeņiem veidojas kā difūzais (izkliedētais) piesārņojums ap lidostām, dzelzceļiem, automaģistrālēm un kā punktveida piesārņojums ostās un degvielas uzpildes stacijās.

Bioloģiskā cūku audzētava

Lauksaimnieciskās ražošanas ietekme

Iestrādājot minerālmēslus un organisko mēslojumu augsnē un izsmidzinot pesticīdus, ja to iestrādes normas nav agrotehniski pamatotas, veidojas priekšnoteikumi piesārņojošo vielu infiltrācijai gruntsūdeņos. Lokāls pazemes ūdeņu piesārņojums veidojas ap minerālmēslu un pesticīdu noliktavām, kūtsmēslu krātuvēm gadījumos, ja, piemēram, tās uzceltas uz smilšainām gruntīm bez atbilstošas hidroizolācijas, mēslojuma un pesticīdu pārkraušana vai uzglabāšana notiek zem klajas debess utt.

Pazemes ūdeņu pārmērīga ekspluatācija

Pārmērīga pazemes ūdeņu ieguve noved pie tā, ka pazemes ūdeņu resursi nepaspēj atjaunoties dabiskā ceļā. Tad pazeminās ūdens līmenis, veidojas tā saucamās depresijas piltuves, kas savukārt rada labvēlīgus apstākļus pazemes ūdeņu horizontu piesārņošanai no augšas, vai arī, piemēram, piekrastes zonās, jūras ūdeņu pieplūdei tieši ūdens horizontā.

Dzeramā ūdens kvalitāte

Šo problēmu izsauc pazemes ūdens zemā kvalitāte, kas saistās ar pazemes ūdeņu piesārņošanu vai, visbiežāk, ar to dabisko sastāvu.