A hidroszféra környezeti problémái(1)

A Föld vízkészletei

A Földön a víz igen nagy mennyiségben van jelen. Ha egyenletesen volna elosztva, a Föld felszínén mintegy 2700 méter vastag burkot lehetne belőle képezni. Ebből úgy tűnhet, hogy a vízkészletek kimeríthetetlenek, holott valójában a Föld ivóvíz- és iparivíz-készletei végesek. A Föld vízkészletének jelentős része, mintegy 97%-a a tengerekben és óceánokban van jelen, amely magas sótartalma miatt közvetlenül nem alkalmas sem ivóvíz-, sem iparivíz-felhasználásra, még mezőgazdasági célokra sem. A fennmaradó 2-3% ugyan édesvíz, amelynek azonban nagy része jég formájában található meg. Közvetlen ivóvíz-kitermelésre a Földön föllelhető összes víznek alig 0,307%-a alkalmas, és ebben a mennyiségben már benne vannak a kitermelhető felszíni vizek, a folyók, a tavak édesvizei, de még a felső rétegvizek is. A Föld vízkészletét a Táblázat 5.1 és az Ábra 5-1 mutatja be részletesen.

A lakosság életmódjának nagymértékű változása magával hozta a vízigény gyors ütemű növekedését is. Az embernek naponta átlagban 1,2-1,5 dm3 vízre van szüksége a szervezetében lezajló anyagcserefolyamatokhoz. Természetesen ennél lényegesen nagyobb a napi vízfogyasztás, amely jelenleg egy városi embernél l50-300 dm3 vizet tesz ki.

A víz a termelés szempontjából is alapvető jelentőségű, ahol alap- és segédanyagként, ill. szállítóközegként szerepelhet. A gazdaságon belül az ipar az egyik legnagyobb vízfelhasználó; az egyes iparágak közül a villamosenergia-iparnak van a legtöbb vízre szüksége, mindenekelőtt hűtési célokra. (Táblázat 5.2)

Táblázat 5.1 A Föld vízkészlete

A víztartó
megnevezése
A FöldEurópaMagyaro.
ezer km3%ezer km3km3
Óceánok és tengerek
Sós vizű tavak
1.320.000
104
97,15
0,008
-
3
-
-
Sós víz összesen1.320.10497,1583-
Sarki jégtakarók és gleccserek
Vízfolyások
Édesvizű tavak
30.000
1
125
2,207
0,000
0,009
-
0,80
1,0
-
2
3
Felszíni víz össz.1.350.23099,3741,805
Talajvíz
Felszín alatti réteg- és mélységi víz
67
8.400
0,005
0,618
5
600
47
5000
Felszín alatti víz összesen8.4670,6236055047
Vízpára a légkörben130,000950,2724
Édesvíz összesen38.6052,8399606,355054,4
Teljes vízkészlet1.358.710100,0609,355054,4

Ábra 5-1 A Föld vízkészleteinek megoszlása az óceánok és a szárazföld között

Táblázat 5.2 A magyar ipar vízfelhasználása

IparágakHűtővíz-igényTechnológiai vízigényÜzemi ivó-, fürdő és egyéb
nem ipari jellegű vízigény
1000 m3/nap
Villamosenergia8700290210
Szerves és szervetlen kémia8307922
Vaskohászat6106850
Papíripar72623
Cukoripar1072549
Szénbányászat107534
Kőolajipar92203
A többi iparág564412289
Ipar összesen109201460620

A víz a természetben körforgásban van, amit a Nap sugárzó energiája tart fenn, amely a vizet elpárologtatja, ami csapadék formájában később újra a felszínre jut. A víz napi körforgását az Ábra 5-2 szemlélteti.

Ábra 5-2 A víz körforgása a Földön milliárd m3 egységekben naponta

Egyes becslések szerint a fejlett ipari országok jelenleg 2-3-szor annyi vizet használnak, mint amennyit a természetes vízkörforgás biztosít. Emiatt fokozódó mértékben hasznosítják a rétegvíz-tartalékokat, ami a talajvíz szintjének nem kívánatos csökkenésével jár, de egyre nagyobb mértékben kell a vízhiányt szennyezett felszíni vizek költséges tisztításával is fedezni. Egyes területeken már jelenleg is (pl. Kuvait), de a jövőben szélesebb körűen szükséges a tengervíz sómentesítésében rejlő, ma még nagyon költséges lehetőségek kihasználása is. Magyarország is a vízben szegény országok közé tartozik, miután a természetes körforgásban kevesebb mint 1000 m3/fő/év csapadék jut az ország területére. Az ország felszíni vízkészletének több, mint 90 %-a külföldről származik, vizeink alvízi jellegűek, így folyóink vízminőségét és mennyiségét sincs módunk szabályozni. Miközben a vízkészleteink egyelőre fedezni képes az ország vízigényét, problémát jelent, hogy míg a vízkészletek kb. 85 százaléka a Duna és 15 százaléka a Tisza vízrendszeréhez kötődik, addig a felhasználásban az igények 59 százaléka kötődik a Duna és 41 százaléka a Tisza vízrendszeréhez, így különösen aszályos időszakokban a Tisza térségében vízellátási gondok jelentkezhetnek.

A víz szennyeződései

A felszíni, ill. rétegvizek a vízgyűjtő területtől függően különböző összetételűek. A vízben található oldott, ill. lebegő szennyeződések a felhasználástól függően lehetnek semlegesek, illetve károsak.

A természetben található "tiszta" vizek is tartalmaznak több-kevesebb idegen anyagot. Vízvédelmi szempontból azok az anyagok minősülnek szennyezőknek, amelyek valamilyen oknál fogva veszélyeztetik a vizek öntisztuló képességét. A szennyezések csoportosításának egyik lehetséges módját mutatja a Táblázat 5.3.

Táblázat 5.3 A vízszennyezők csoportosítása és azok káros hatása

Szennyezés jellegeA szennyezőanyag jellemző káros hatása
FizikaiSzín, zavarosság, magas hőmérséklet,
lebegő anyag, hab, radioaktivitás
Érzékszervi hatásÍz, szag
KémiaiSzerves és szervetlen vegyületek
BiológiaiPatogén baktériumok, vírusok, egyéb
mikroorganizmusok (állatok, növények)

A vízszennyeződések szempontjából különösen káros a rétegvizek szennyeződése, mivel ezek nehéz hozzáférhetőségük miatt nehezen tisztíthatók.

Az egyes szennyezők közül napjainkban egyre nagyobb problémát jelent a vizek, különösen pedig a talajvíz nitráttartalmának növekedése. A vizek természetes nitráttartalma közel 10 mg/dm3, amelyet különböző tényezők növelhetnek. A talajvízbe a nitrát leggyakrabban a talajon keresztül jut. A talajra kiszórt trágyából (hígtrágya, műtrágya) a nitrát ugyanis - ha sem a növények, sem a mikroorganizmusok nem építik be vagy nem denitrifikálják, - akkor a talaj mélyebb rétegeibe, így a talajvízhez is eljuthat. Mivel az oxigénben gazdag talajvízben a nitrát nem bomlik le, ezért a talajvízből nyert ivóvíz nitráttartalma is emelkedik. A vizekbe kerülő nitrát a csatornázatlan területeken még a kommunális szennyvizek helytelen kezelésétől és a hulladéklerakó-helyekről történő bemosódásból származhat. A nitrátttartalmú vizek különösen a csecsemőkre és terhes anyákra nézve veszélyesek.

A vizek nagy nehézfémtartalmának geológiai okai is lehetnek, de ennél sokkal nagyobb mértékű az antropogén eredetű szennyezés, amely az atmoszférából, a talajból kimosódva vagy közvetlenül jut a vizekbe (Ábra 5-3). Kiterjedt technológiai alkalmazásuk révén a következő nehézfémek számítanak potenciálisan jelentős vízszennyezőnek: higany, kadmium, króm, réz, mangán, nikkel, ólom és cink. Toxikus hatásukat fokozza, hogy hajlamosak az élő szervezetekben való felhalmozódásra. A hidroszférában számos nehézfém jelentős akkumulációját mutatták ki a vizek hordalékában, növényzetében és állatvilágában. A nehézfémek közül a higany a legmérgezőbb. Az 50-es években a japán Minamata-öbölben ütötte fel fejét egy rejtélyes betegség, amelynek több száz halálos áldozata is volt. Utólag kiderült a "mina-matá"-nak elnevezett betegségről, hogy a táplálékul szolgáló halak és kagylók szervezetében felhalmozódott higany okozta. Ugyancsak nehézfém-szennyezés okozza az "itai-itai" kór tüneteit is.

A növényvédőszerek veszélyessége szintén az élő szervezetekben való akkumulációban rejlik. A természetes biológiai körfolyamat során ez a felhalmozódás a magasabbrendű szervezetben növekszik és nem egyszer veszélyes értéket ér el. Az Ábra 5-4 példaként a DDT és származékainak ökoakkumulációs folyamatát szemlélteti. (Látható, hogy a 0,003 ppm kiindulási koncentráció 27000-szeres mennyiségű lett a tápláléklánc utolsó tagjánál.)

Ábra 5-3 Az emberi tevékenység szerepe a vízminőség alakulásában

Ábra 5-4(2) A DDT-nek és derivátumainak ökoakkumulációja a Michigan-tóban

A detergenseket viszonylag nagy mennyiségben használják fel, melyek túlnyomó része a természetes vizekbe kerül, így lebomlásukban nagy szerepe van a biológiai folyamatoknak. Környezeti kockázatukat tehát a biológiai lebonthatóság határozza meg. A kezdetben alkalmazott ún. "kemény" detergensek biológiailag nem voltak gyorsan lebonthatók és a vizekben nagy habhegyek képződtek. Ma már csak olyan, ún. "lágy" detergenseket alkalmazhatnak, melyek hamar lebomlanak. A detergensek káros hatása egyrészt a habképzésben nyilvánul meg, másrészt csökkentik a fotoszintézist, valamint elősegítik a vizekbe kerülő olajszennyeződések mélyebb rétegekbe jutását. A vízi állatok egyes fajainál pusztulást is okozhatnak.

Az olaj és olajszármazékok a legveszélyesebb szennyezőanyagok közé tartoznak. Részben ipari, részben közlekedési eredetűek, illetve balesetek (pl. hajószerencsétlenségek) során kerülnek a vizekbe. Az olaj úszik a víz felszínén, ott összefüggő hártyát képez, s ezzel elzárja a vizet a levegőtől, lehetetlenné téve annak "lélegzését", oxigénfelvételét. Gátolja a fény bejutását, ami a fotoszintézist akadályozza. Az olajszármazékok a víz ízét és szagát is ronthatják. Nehezen eltávolítható szennyeződés. Káros hatásait az Ábra 5-5-ön követhetjük nyomon.

Ábra 5-5 Az olajszennyezés káros hatása(3)

A vizek szennyezése szempontjából fontosak a különböző foszforvegyületek, amelyek mint növényi tápanyagok a vízben élő növények, algák szaporodását segítik elő. Az algák túlszaporodása eutrofizációhoz (elmocsarasodáshoz) vezet, mely napjainkban számos tónál, tározónál komoly gondot okoz. Foszfátokat elsősorban a mosó- és tisztítószerekben alkalmaznak nagy mennyiségben, mégsem csak ezek okolhatók a vizek foszfáttartalmának növekedéséért, hiszen a vizekbe jutó mennyiségnek csak mintegy egyhatoda származik a mosószerek foszfátjaiból. A foszfátok, ill. a foszforvegyületek jelentős része az élettani anyagforgalomból és a műtrágyákból kerül a vizekbe. Csupán az emberi anyagcseréből származó foszfátok is elegendőek az élővizek eutrofizációs folyamatának felgyorsításához, ezért azokat el kell távolítani a szennyvizekből. Érdekes módon esetenként a felszíni vizek lebegő szennyezésének a csökkenése is gyorsíthatja az eutrofizációt azáltal, hogy a napfény mélyebbre hatol a vízben és ezáltal növeli a fotoszintézist. Ezt a jelenséget tapasztalhatjuk például a Duna felső szakaszán a duzzasztógátak megépítésének nem várt következményeként.

A víz hőszennyezését az erőművek és a különféle ipari üzemek (pl. vaskohászat, vasfeldolgozó ipar) hűtővizei okozzák. Napjainkban az energiatermeléssel összefüggésben rohamosan nő a hűtővíz iránti igény. A 600-1500 MW-os atomerőmű pl. napi 5-12 millió m3 hűtővizet igényel, ha azt akarjuk, hogy a vízhőmérséklet csak 2,5°C-kal növekedjék. (Ez egy kétmilliós város kb. 10-20 napi vízfogyasztása.) A hőmérséklet-terhelés a hőfok növekedését jelenti a bevezetőhely közelében. Mivel a hőmérséklet fontos környezeti tényező, a vízi ökoszisztémára való hatása számottevő:

Mindezek hatására fokozódik az anaerob, rothadási folyamatok valószínűsége, csökken a vizek öntisztuló képessége. A hőfok emelkedésével nő a vizek korrozivitása is.

Az öntisztulás egyensúlya és a halak életfeltételeinek veszélyeztetése nélkül nem lehet túllépni a max. 28°C-os középhőmérsékletet, és a fölmelegedés normális esetben a 3°C-ot, szélsőséges esetben az 5°C-ot nem haladhatja meg.

A szennyvizek kezelése

A szennyvizek kezelés nélküli befogadóba vezetése igen nagy terhelést jelent a környezet számára. A szennyvíztisztítás elvégzéséhez először a szennyvizeket össze kell gyűjteni. A települési (kommunális) szennyvizeket a házi (háztartások, intézmények, ipari üzemek elfolyó vizei), az ipari (gyárak, üzemek gyártástechnológiáinak vizei), valamint a csapadékvizek alkotják.

A szennyvizek összegyűjtését vagy egyedi módon, vagy árkok, illetve csatornarendszerek segítésével valósíthatják meg. Az egyedi gyűjtés szivárgásmentes tartályokban vagy emésztőgödrökben oldható meg, melyekből az elszállítás szakaszosan történik. Az emésztőgödrök szabálytalan megépítése miatti elszivárgó szennyvizek a talaj-, ill. rétegvizeket szennyezik.

Korszerűbb megoldás a szennyvizek és a csapadékvizek elvezetésének másik módja, a csatornarendszer kiépítése. A városi csatornahálózatok kétfélék aszerint, hogy a szennyvizeket és a csapadékvizeket közös vagy külön hálózaton vezetik el. Közös, zárt csatornában gyűjtik össze a szennyvizeket és a csapadékvizeket az egyesített vagy úsztató rendszerű csatorna esetén. Előnye olcsósága és a nagyobb víztömeg, valamint a vastagabb csatornaszelvények miatti kisebb dugulásveszély. A hálózat tisztítása, fenntartása olcsóbb. Hátránya, hogy a csapadékvízzel hígított, nagytömegű szennyvíz tisztítása drágább, mint tömény szennyvíz esetén. Az elválasztó rendszerű csatorna a szennyvizet és csapadékvizet külön hálózaton vezeti el. Előnye, hogy így a szennyvíz mennyisége kisebb és a tömény szennyvíz tisztítása jobb hatásfokkal valósítható meg. A csapadékvíz egyenesen a befogadóba vezethető. Hátránya, hogy építési és üzemi, fenntartási költségei meghaladják az egyesített rendszerű költségeit, mivel a felszín alatt két csatornahálózat fekszik.

Hazánkban a közműolló nyitott, vagyis a lakások jóval nagyobb hányada részesül közműves vízellátásban, mint közműves szennyvízelvezetésben. (Ábra 5-6) Ennek oka elsősorban az, hogy ez utóbbi lényegesen költségesebb. A jelenlegi helyzet számottevő javulása az ezredfordulóra sem várható.

Ábra 5-6(4) A közműolló nyílása hazánkban a közműves vízellátásba és a közcsatornába bekötött lakások különbségeként

A vízszennyezés csökkentésének lehetőségei

A vízi környezet védelme szempontjából aktív és passzív beavatkozások különböztethetők meg abban a tekintetben, hogy az eljárás az emissziót csökkenti, vagy csak az immisszió nagyságát mérsékli. A védelmi lehetőségek összefoglalását adja az Ábra 5-7.

Ábra 5-7 A vízszennyezés csökkentésének módszerei

Az élővizek tisztaságának megőrzésében a tisztítás, az újrahasznosítás és a visszanyerés kiemelt jelentőségű.

A szennyvíztisztítás célja, hogy a szennyvizeknek a befogadóra nézve veszélyes anyagait eltávolítsuk vagy átalakítsuk, illetve hogy megteremtsük az újrafelhasználás minőségi feltételeit. Az ideális az volna, ha minden felhasználó a visszaadott vizet a befogadó természetes vízminőségének megfelelően juttatná vissza. Ennek ma még gazdasági, sőt technikai korlátai is vannak.

A mesterséges szennyvíztisztítás három fokozatban történhet, melyek a mechanikai, a biológiai és a kémiai tisztítást foglalják magukban. A mechanikai tisztítás során a durva szennyeződések, az ülepedő anyagok, valamint a lebegő anyagok egy része távolítható el. A jól működő mechanikai tisztítólépcső tehermentesíti a második tisztítási fokozatot, valamint a fölösiszap mennyiségének csökkentésével növeli a szennyvíztisztító telep gazdaságosságát. Ez az elsődleges tisztítás a szennyezőanyagoknak csak mintegy 30-34 %-át távolítja el, így különböző szerves és szervetlen kolloidális lebegőanyagok, valamint oldott anyagok maradnak még a szennyvízben. Ezek közül elsősorban a szerves szennyezőanyagok jelentik a legnagyobb problémát, mivel nagymértékben hozzájárulnak a vizek eutrofizációs folyamatának felgyorsításához.

A biológiai szennyvíztisztítás során ezen szervesanyagok lebontását mikroorganizmusok végzik. A biológiai tisztítás aerob és anaerob körülmények között mehet végbe aszerint, hogy a közreműködő mikroorganizmusok a tápanyag-lebontó tevékenységükhöz igényelnek-e oxigént vagy sem.

A kommunális és ipari szennyvizek kezelésének jelenleg az aerob tisztítás a legelterjedtebb módszere, de - különösen a nagy szervesanyag-terhelésű szennyvizek esetén - egyre inkább felmerül az anaerob tisztítás szükségessége is, mivel az előbbinek a nagy oxigénbevitel miatt igen jelentős az energiaigénye. A biológiai szennyvíztisztítás legfontosabb eredménye, hogy hatására a BOI (biológiai oxigény igény) jelentősen csökkenthető és ezzel a víz oldott oxigén koncentrációja elérheti a magasabbrendű élő szervezetek, pl. a halak számára szükséges értéket.

Egy biológiai szennyvíztisztító elvi felépítését mutatja az Ábra 5-8. A biológiai módszereket csoportosíthatjuk a tisztítás hatásfoka alapján is: teljes tisztítás esetén a szervesanyagok eltávolítási hatásfoka 90 % feletti, a részleges tisztítás ennél kisebb hatásfokú, így még a második tisztítási fokozaton átjutott szennyvíz is tartalmaz sok növényi tápanyagot és egyéb oldott anyagokat. Ezért ma már a biológiaiailag tisztított szennyvizeket sem engedik pl. a Balatonba vezetni.

Ábra 5-8 A biológiai szennyvíztisztító elvi vázlata

A felszíni vizeket az utóbbi időben egyre több mikroszennyezőanyag és növényi tápanyag terheli. Ezeknek az anyagoknak a kívánt mértékű eltávolítására kifejlesztett eljárások alkotják a harmadik fokozatot, a kémiai tisztítást. A vegyszeres kezelést vagy a biológiai tisztítás előtt, vagy az után lehet alkalmazni. Ha a szennyvízben toxikus anyagok fordulnak elő, akkor célszerű a biológiai tisztítás előtt elvégezni, különben azok gátolhatják a mikroorganizmusok működését. Azt, hogy a biológiai tisztítást megelőzően szükség van-e kémiai tisztításra, a KOI (kémiai oxigén igény) és a BOI (biológiai oxigén igény) összehasonlításával döntik el. Amennyiben a természetes vízi fauna működését és így a víz öntisztuló képességét akadályozó pl. toxikus anyagok vannak a vízben, akkor a KOI magasabb szervesanyag koncentrációt jelezhet, mint a BOI. Ez esetben a biológiai tisztítást a víz toxicitásának kémiai úton történő csökkentése kell, hogy megelőzze.

Egyébként a kémiai vagy harmadlagos tisztítást csak indokolt esetben végzik el, mivel a legköltségesebb eljárás. A kémiai vízkezelés célja esetenként nem a szennyezések ártalmatlanítása, hanem a speciális célokra alkalmas (például kazántápvíz) vízminőség előállítása. A kémiai kezeléssel általában a víz vas- és mangántartalmát, illetve keménységét szokás csökkenteni. Egyes esetekben a rétegvíz természetes körülmények között olyan anyagokkal lehet szennyezett (pl. arzén), amely miatt ivóvízként nem használható. Ez esetben szintén kémiai beavatkozással teszik a vizet ihatóvá.

A természetes vizek védelme érdekében a szennyvíztisztítók számát és teljesítményét is növelni kell, hiszen jelenleg a világon évente kb. 500 milliárd m3 tisztítatlan szennyvizet bocsátanak az élővizekbe. Hazai vizeink legnagyobb terhelője is a tisztítatlan szennyvíz. Az országban évente mintegy 1,1 milliárd m3 települési szennyvíz keletkezik, melynek 30 %-a nem kerül csatornába. A szennyvíz 24 %-a tisztítatlan szennyvízként terheli a vizeket. Az összes szennyvíz 13 %-a csak mechanikai tisztításon megy át, 31 %-a mechanikai és biológiai tisztításra kerül, és mindössze 2 % a kémiailag is megtisztított szennyvíz.

A szükséges szennyvíztisztító kapacitások kiszámításánál természetesen figyelembe kell venni, hogy a növekvő vízdíjak következtében a vízfelhasználás és így a fajlagos szennyvízkibocsátás is csökken. Emiatt Nyugat-Európa néhány országában már az a jellemző, hogy jelentős szennyvíztisztító kapacitások állnak kihasználatlanul. A vízdíjak növelésére és a környezetvédelmi szabályozásra a vízfelhasználás egy darabig meglehetősen rugalmasan reagál.

A szennyvíztisztítás fontos eleme a keletkezett iszap kezelése. Az iszap kezelésének, ill. ártalmatlanításának megvalósításához szükséges technológiai költségek a szennyvíztisztító berendezés üzemeltetési költségeinek mintegy 30%-át tehetik ki. A szennyvíziszap elhelyezésének egyik módja a mezőgazdasági hasznosítás, melynek során az iszappal szemben támasztott követelmények a következők: alacsony szennyezőanyag-tartalom (pl. nehézfémek); állandó összetétel; nagy tápanyagtartalom; megfelelő kihordhatóság; csíramentesség. Amennyiben a szennyvíziszapot a nehézfémtartalom, a magas szállítási költségek miatt, illetve vevő hiányában a mezőgazdaságban nem lehet értékesíteni, úgy az iszapot hulladéklerakó helyen történő elhelyezéssel vagy égetéssel lehet megsemmisíteni. A végleges tárolás szempontjából az iszap szárazanyag-tartalma jelentős: környezetvédelmi okokból jelenleg a víztelenítés után az iszap szárazanyag-tartalmának el kell érnie a 30 %-ot, a cél azonban a legalább 50 % szárazanyagot tartalmazó iszap lerakása. A szennyvíztisztítás folyamatát mutatja be az Ábra 5-9.

Ábra 5-9 A szennyvíztisztítás folyamatának elvi rajza

Az aktív védelem másik fontos szerepet betöltő módja az újrafelhasználás, ami a vízkibocsátás egy részének vagy teljes mennyiségének az első használatával azonos vagy más célú újrahasznosítását jelenti. Ez a módszer egyrészt a szennyvízbevezetések számát és a szennyezőanyag-terhelés nagyságát, másrészt a vízkivételek számát és mennyiségét csökkenti. Az újrafelhasználás elsősorban az ipari vízellátás, valamint különféle mezőgazdasági vízhasználatok vízigényét elégíti ki, esetleges tisztítási eljárások közbeiktatásával. Mivel a környezeti ártalmak nagy részét az ipar okozza, ezért a környezetvédelem egyik fontos feladata, hogy a termelési technológiák továbbfejlesztésével, változtatásával csökkentsék a szennyezőanyag-kibocsátást. Az üzemi vízgazdálkodásban a vízvisszaforgatás megoldásával a frissvíz-igény nagymértékben lecsökkenthető. (Ábra 5-10)

Ábra 5-10(5) A víz recirkuláltatásával elérhető frissvíz megtakarítás

A legfontosabb és leglényegesebb módszer a szennyvizek mennyiségének csökkentésére az új, környezetkímélő technológiák bevezetése, melyeknél a termelés során hulladékok, szennyezések egyáltalán nem keletkeznek, vagy azok a keletkezés helyén jól elkülöníthetők, esetleg felhasználhatók.

A passzív módszerek közül a szennyvizek szétszórását, a befogadóktól való távoltartását (szennyvíztározás) és a hígítást alkalmazzák leggyakrabban. Ezek az eljárások azonban a kibocsátott szennyezőanyag mennyiségét nem csökkentik, csak a befogadók viszonylagos tehermentesítését szolgálják, ezért lehetőség szerint valamely aktív módot kell alkalmazni.

A szennyvizek elhelyezése

A tisztított vagy tisztítatlan szennyvizek felszíni vizekben vagy a talajban helyezhetők el véglegesen, mely közegeket befogadóknak nevezzük. A szennyvizek befogadására alkalmas közeg szempontjából legfontosabb annak öntisztuló képessége.

Az öntisztulási folyamat során a vízben lejátszódó biológiai és vegyi folyamatok, valamint a fotoszintézis segítségével a befogadóba jutó szennyező anyagok lebomlanak, semlegesítődnek. Ezekhez a folyamatokhoz oxigénre van szükség, ezért a lebomlás során felborulhat a befogadó oxigénháztartása. A szennyvíz szervesanyagtartalma ugyanis kitűnő táptalajt biztosít a mikroorganizmusok számára, melyek a kedvező életkörülmények között rendkívüli gyorsasággal elszaporodnak. Anyagcseréjükhöz a vízben oldott oxigént hasznosítják, ezért csökken a víz O2 tartalma. Ha a befogadó öntisztulásra képes, akkor a vízben élő mikro- (pl. papucsállatkák, kerekesférgek stb.) és makroszervezetek (pl. rákok, halak) a szennyezőanyagokat felélik és így a vizet tisztítják. (Ábra 5-11)

Ábra 5-11 A szennyvízbevezetés hatásai a befogadó folyóvízben, azonnali elkeveredést feltételezve(6)

Az elhasznált oxigén a víz keveredése, hullámzása révén pótlódhat a légkörből. Ha olyan mennyiségű szennyvizet juttatunk a befogadóba, melynek lebontásához a víz oxigéntartalma nem elegendő, oxigénhiányos állapot jöhet létre, melynek tartóssá válása esetén először a magasabbrendű élőlények, pl. halak pusztulnak el, (ezek az élőlények minimum 3-4 mg/dm3 O2-t igényelnek), ezzel is növelve a víz szervesanyag-tartalmát. Az anaerob körülmények közötti bomlás káros anyagok képződésével jár; mindezek meggyorsítják az eutrofizáció folyamatát, mely előbb-utóbb a víz elöregedéséhez vezet.

Mivel a felszíni vizek közül a tavak öntisztuló képessége csekély és eutrofizációs hajlama is nagy, ezért szennyvíz elhelyezésére a folyók és a tengerek alkalmasabbak. A befogadó terhelhetősége függ a befogadó vízhozamától, a szennyezőanyagok fajtájától, mennyiségétől, a víz oxigén-ellátottságától, hőmérsékletétől, a vízgyűjtő terület állapotától stb.

A szennyvizek folyóba vezetése esetén nem szabad figyelmen kívül hagyni a vízhozam-ingadozásokat sem, mivel pl. a nyári kis vízállás esetén egy ugyanolyan szennyvíz-emisszió súlyosabb károkat okoz, mint nagy vízhozam esetén. Következésképpen a szennyvízbefogadók vízminőségét folyamatosan ellenőrizni kell.

A talajba nyers, tisztítatlan szennyvizet juttatni nem szabad, csak ülepítéssel, mechanikailag vagy biológiailag tisztított szennyvizet.

A szennyvíz talajfelszínen történő elhelyezése a gyakorlatban öntözési célokat szolgál, mely két szempontból igen lényeges: Egyrészt csökkenti a vizek elszennyeződését újrafelhasználás útján. Egy lényegesen olcsóbb szennyvíztisztítással alacsonyabb minőségi követelményű vízigényeket elégítünk ki, ugyanakkor a vízbefogadókat tehermentesítjük. Nem elhanyagolható szempont, hogy a szennyvízöntözéssel az egyébként veszendőbe menő tápanyagok hasznosítása is megtörténik.

A szennyvizek talajban történő elhelyezése során figyelembe kell venni annak vízvezető, vízáteresztő képességét és víztelenítési lehetőségeit. Tapasztalatok szerint a szennyvízöntözés laza, humuszos talajon kedvező. A kötött, agyagos talajok kevésbé alkalmasak erre a célra, mivel hamar levegőtlenné válnak, s így sem a gazdaságos növénytermesztés, sem a megkívánt tisztítás nem érvényesül. A szennyvíz talajba helyezését számos egyéb tényező is befolyásolja, mint pl. a talajvízszint. A szennyvíz csak meghatározott növénykultúrák öntözésére alkalmas. A szennyvízöntözés vízkészlet-gazdálkodási, vízminőségvédelmi, mező- és erdőgazdálkodási, sőt esetenként energiagazdálkodási előnyei vitathatatlanok. Hazánkban mégis igen korlátozottan alkalmazzák a szennyvizek ilyen irányú elhelyezését, ami elsősorban az öntözővízzel szemben támasztott magas minőségi követelményekkel magyarázható.



Tartalomjegyék


Lábjegyzetek:


(1) E fejezet megírásakor nagyban támaszkodtam Marjainé Szerényi Zsuzsa kéziratára (Kerekes: Környezetvédelemről közgazdászoknak. Aula 1989.)
(2) Forrás:Wolfgang Odzuk: Meddig szennyezhető a föld? Mezőgazdasági Kiadó Budapest, 1987., 176.old.
(3) Forrás: Szalai György: Ember és víz. Mezőgazdasági Kiadó 1987. 266. oldal
(4) Forrás: Tanulmányok hazánk környezeti állapotáról, szerk. Bulla Miklós KVM Bp. 1989
(5) Forrás: Benedek-Litheráthy: A vízminőség-szabályozás a környezetvédelemben. Műszaki Kiadó, Budapest, 1979. 146. oldal
(6) Forrás: Benedek-Litheráthy: A vízminőség-szabályozás a környezetvédelemben. Műszaki Kiadó, Budapest, 1979. 44. oldal