5. Vízvédelem. Környezetvédelem. Széchenyi István Egyetem

Széchenyi István Egyetem

Környezetvédelem

5. Vízvédelem

2014/2015. tanév II. félév Buruzs Adrienn egyetemi tanársegéd [email protected] SZE AHJK Környezetmérnöki Tanszék 1


8. Hét 9. Hét

10. Hét 11. Hét 12. Hét 13. Hét

14. Hét

Kató Dániel: Vízvédelem A vízburok jelentősége Csigó Natasa, Nagy Rebeka, Palánki Szandra: Szélenergia Energia és környezet. Közlekedés és környezet. Szabó István Ádám: ? Hulladékgazdálkodás, hulladékok fogalma, keletkezése, kezelése Soós László: Nemzeti parkok Mezőgazdaság és környezet. Turizmus és környezet. A környezetvédelmi szabályozás Földünk vészjelei. Hazai vonatkozás. Fenntartható erőforrásgazdálkodás és fejlődés Zárthelyi

2


Víz • Enélkül nem létezhet élet • Élet kialakulása, fontos szabályozó funkció – – – – –

Csapadék Erózió Folyók vízszállítása Szennyezőanyagok közvetítése Éghajlat kialakítása

• Az élettelen természet folyamatok – Ásvány- és kőzetképződést – Felszínen zajló anyagforgalom és éghajlati folyamatok

• Gazdasági tevékenységek 3


A víz fizikai állapotai • Természetes körülmények között – mindhárom halmazállapotban – Vízmolekulák közötti kölcsönhatás eredménye • Hidrogénkötés • Kinetikus energia

4


A Föld vízkészlete • Földfelszín – 71 %: tengerek – 2 %: felszíni vizek (~2700 m vastag vízburok)

• Föld vízkészlete: ~1,6 milliárd km3 – 82 %: óceánokban – 15,5 %: kötött víz

5


A Föld vízkészlete Tároló

litoszféra (kötött víz) litoszféra (szabad víz a felszín alatt) világóceán sarkvidéki és magashegységi jég édesvizű tavak sós tavak légkör vízfolyások élőlények Összesen (a Föld vize)

mennyiség 1000 km3-ben

%

253 900 8 060 1 348 000 27 820 125 100 12,3 1,25 1,13 ~1 638 020

15,5 0,5 82,3 1,69 0,01 0,01 0,0008 0,00006 0,00006 ~ 100 6


7


Tavak • Forrás tó • forrásból, talajvízből táplálkozik (pl.: Hévízi-tó) • Átfolyásos tó • folyóvíz táplálja, és vizét folyóvíz viszi tovább (pl.: Genfi-tó, Bóden-tó) • Végtó • lefolyástalan tó (pl.: Aral-tó, Csád-tó)

8


A kontinensek vízkészlete • Kis- és édesvizű tavak: >1 millió • Világ legidősebb és legmélyebb tava: Bajkál-tó • a Föld folyékony édesvízkészletének kb. 20 %-a

• Kaszpi-tenger: területileg és térfogatilag a világ legnagyobb tava

9


10


A víz körforgása

• Természetes körforgás – Motorja: napsugárzás és gravitáció – Összetett folyamat

11


A víz körforgása

• • • •

Párolgás (desztilláció) Kicsapódás (kondenzáció) Csapadékképződés Három fő körforgási út – Óceán – légkör – óceán – Óceán – légkör – szárazföld – óceán – Szárazföld – légkör – szárazföld

12


A víz természetes körforgása Po = óceáni párolgás, Co = óceáni csapadék, Ck = szárazföldi csapadék, Pk = a szárazföldek teljes párolgása (Pk = Pv + Pe + Pt), Pv = szabad vízfelszín (tavak, folyók) párolgása, Pe = talajpárolgás (evaporáció), Pt = a növényzet párolgása (transpiráció), L1 = felszíni lefolyás, L2 = felszín alatti lefolyás 13


14


A víz társadalmi-gazdasági körforgása Talajból kitermelt víz: használat  tisztítás  felszíni vizek  fokozatos szennyeződés  csökken a megfelelő minőségű felszíni víz 15


A természetes vizek előfordulási típusai, osztályozása • Légköri vizek • Csapadék • Párolgás

• Felszíni vizek • Vízfolyások • Állóvizek • Óceánok, tengerek

• Felszín alatti vizek • Parti szűrésű vizek • Talajnedvesség, talajvíz, rétegvíz, nem karsztosodott kőzetek hasadékvizei, karsztos kőzetek hasadékvizei: karsztvíz 16


A természetes vizek előfordulási típusai, osztályozása

• Csapadékvíz • • • •

Levegő páratartalma és fizikai tényezők megváltozása Felszíni vízkészletek Keletkezése pillanatában gázokat old ki a levegőből Útjai: beszivárgás, elpárolgás, felszín vízfolyás 17


A természetes vizek előfordulási típusai, osztályozása • Folyóvíz • Vízfolyások minden előforduló formája • Közvetlenül a csapadék, közvetve a talajból feltörő források táplálják • Jellemzői • Kialakult mederben folyik • A víz a magasabb pontról az alacsonyabb felé áramlik • A vízhozam kisebb-nagyobb ingadozása • Zárja a víz körforgalmát • Oldott és lebegő szerves és szervetlen anyagokat tartalmaz

Fehér szén

18


A természetes vizek előfordulási típusai, osztályozása • Állóvíz • Szárazföldi mélyedésekben elhelyezkedő, oldalról zárt, álló víztömeg • Jellemzői • A víz tartózkodási ideje hosszabb, mint a folyókban • Időszakos

19

A természetes vizek előfordulási típusai, osztályozása


• Állóvíz • Tó • olyan állóvíz, amelyben a nyílt vízfelület dominál

• Fertő • a part menti növénytársulások szélesek

•

Mocsár • nyílt víz csak foltokban van jelen

• Láp • csak kis tocsogókban van jelen a víz

• Tengervíz • tengerekből vagy óceánokból származó víz; magas sótartalom; a felszín közeli réteg O2-ben túltelített 20

Fertő


Mocsár Láp

21


Világtengerek - Korallzátonyok • Felszíni vízhőmérséklet emelkedése  változások az élővilágban • Esőerdők után a 2., világtengerekben a leggazdagabb ökológiai rendszer • Nagyon érzékenyek (2 °C hőmérsékletváltozás) • >28 °C  a korallzátony „kifehéredik” • Légkör CO2-tartalma – vizek hőmérséklete • Halászat – Halászterületek  kimerülés

22


23


Édesvizek • Összes vízkészlet 2,5 %-a • Sokáig nem tartották számottevő erőforrásnak • Gyors népességnövekedés + környezetszennyezés  óriási minőségromlás  vízfelhasználás iránti gyorsan növekvő igények  stratégiai jelentőségű nyersanyag • ENSZ: 1980-as évek – „az ivóvíz és a csatornázás évtizede”

24


Édesvizek • Mennyiségi korlátozás • Minőségi korlátozás • Föld 50 legnagyobb folyójának fele nagyon szennyezett, kiszáradás fenyegeti • Sárga-folyó, Colorado, Nílus, Ganges

• 1989-99: ~25 millió környezeti menekült • 2002. Johannesburgi Konferencia • csökkenteni kell azok számát, akik nem jutnak ivóvízhez

• 2003. ENSZ – tiszta víz éve

25


Az emberi vízbiztonság fenyegetettsége

Tiszta, egészséges víz biztosítása a termelési ponttól a megcsapolási pontig

26


Vízszegénység • Fizikai vízszegénység – ha a folyók és a talajvíz legalább 75 százalékát mezőgazdasági célokra használják fel, és emiatt alakul ki a régióban vízhiány (pl. India és Kína bizonyos régiói)

• Gazdasági vízszegénység – amikor a folyók vize, valamint a talajban található víz a környezetben élők vízszükségletét alapvetően ki tudná elégíteni, ám gazdasági elmaradottságánál fogva az ország vagy a régió nem tud olyan technológiákba beruházni, amellyel kinyerhető lenne a megélhetéshez szükségez víz mennyisége (pl. a Szaharától délre található összes afrikai ország)

27


A világ vízszegény területeinek térképe

28


A világ vízfelhasználásának szerkezete • Vízfogyasztás a 20. század folyamán: – Mezőgazdasági 5x – Ipari 25x – Városi 19x

Európa

Afrika

Mezőgazdaság

33 %

88 %

Ipar

54 %

5%

Kommunális

13 %

7% 29


A vízfelhasználás szerkezete

• Mezőgazdaság – a használt vizet elhasználja

• Ipar és kommunális szektor – a használt vizet visszaszolgáltatja

• Vízigény: 1 kg rizs: 1-3 m3, 1 kg búza: 1 m3 • 300 kg gabona / fő / év → min. 300 m3 víz / fő / év – évente 90 millióval szaporodó emberiség → 27 milliárd m3 új vízigény (856 m3/sec folyó vízhozama) 30


Felhasználás országonkénti szerkezete Mezőgazdaság

Ipar

Kommunális

India

93

4

3

Mexikó

88

7

5

Ausztrália

78

6

16

FÁK országai

63

31

6

Japán

50

33

17

USA

41

49

10

Kanada

11

71

18

Nagy-Britannia

1

78

21

Németország

<1

88

12

Éghajlati adottságok + gazdasági szerkezet + fejlettség  hatalmas különbségek

31


32


33


34


35


36


Vízhasználatok környezetvédelmi problémái • Mezőgazdasági vízhasználat – ha az öntözési gyakorlat rossz: szikesedés, mocsarasodás – felszín alatti vízkészlet: nem megújuló – felszíni vízkészlet: túlzott felhasználás miatt lecsökken a folyók vízhozama

• Ipari vízhasználat – mennyiségben nem okoz jelentős problémát, de minőségben igen

• Kommunális vízhasználat – fejlett és fejlődő országok közti különbségek • angol WC elterjedése • tisztálkodási kultúra megváltozása • WC-öblítés, autómosás, kertöntözés • valós vízárak alkalmazása

37


A vízfelhasználás összetétele a háztartásokban

38


39


40


Magyarország felszíni vizeinek állapota 41

Magyarország felszíni vizeinek állapota


• Magyarország vízben szegény ország – < 1000 m3/fő/év csapadék – tranzit-ország – teljes vízgyűjtő hazánkban: Zala, Kapos, Zagyva

• Duna – – – –

települési szennyvíz, cukor-, papír- és cellulózipar szén- és olajtüzelésű erőművek Budapest erőteljes hatása besorolás • oxigén- és tápanyagháztartás, mikroszennyezők: III. o. • bakterológiai szempont: Bp. alatt IV., o., Bp. felett III. o.

42

Magyarország felszíni vizeinek állapota


• Tisza – külföldről érkező mellékfolyások – mellékvízfolyások: széles tartományban ingadozik a vízminőség

43


Magyarország felszíni vizeinek állapota • Balaton – mikrobiológiai szempontból nem szennyezett (I. osztályú) – 1970-es évek: eutróffá vált (P- és N-terhelés) • vízgyűjtőkre kiterjedő szennyvíztisztítási program • tisztított szennyvizek más gyűjtőbe történő elvezetése • Kis-Balaton védőmű szakaszos üzembe helyezése • műtrágya-felhasználás csökkentése • hígtrágya-telepek bezárása • szűrőrendszerek építése a vízfolyások torkollatásba

44


Magyarország felszíni vizeinek állapota • Velencei-tó – vízháztartása a 90-es évek elejére deficitessé vált  pótlás: karsztvízzel – eutrofizáció: előrehaladott állapotban

• Hazánkban az egy főre jutó vízfogyasztás 600 m3/év (OECD: 580 m3/fő/év) – 70 %: ipar + energetika (kohászat, élelmiszeripar, vegyipar) – 18 %: mezőgazdaság – 12 %: ivóvíz

45


Kommunális vízhasználat

46


A vízszennyezők csoportosítása Szennyezés jellege

Fizikai Érzékszervi hatás Kémiai

Biológiai

A szennyezőanyag jellemző káros hatása Szín, zavarosság, magas hőmérséklet,

Lebegő anyag, hab, radioaktivitás Íz, szag Szerves és szervetlen vegyületek Patogén baktériumok, vírusok, egyéb mikroorganizmusok (állatok, 47 növények)


Vízszennyezések • Minden olyan, rendszerint mesterséges külső hatás, amely a felszíni és a felszín alatti vizek minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi használatra és a benne végbemenő természetes folyamatok biztosítására csökken vagy megszűnik • Időben – rendszeres– ipari üzemek, szennyvíztisztítók, mezőgazdaság – rendkívüli– természetes és rendkívüli ipari katasztrófák, szabotázs akciók

48


Vízszennyezések • Anyaga szerint – klasszikus komponensek (sók, oldott oxigén, szerves anyagok, N-, Pvegyületek) – mikroszennyezők (szervetlen, szerves) – hőszennyezés – a víz hőmérsékletének mesterséges megváltoztatásával okozott kár – radioaktív anyagok – érzékszerveinkkel nem érzékelhető, biológiailag irreverzibilis változások – fertőzést okozó mikroorganizmusok (patogén baktériumok, vírusok) 49


Vízszennyezések • Eredete szerint – pontszerű – diffúz

• Megjelenési forma szerint – felszínen úszó – vízben lebegő és oldott

• Ágazatok szerint – – – –

települési ipari mezőgazdasági közlekedési szennyvíz

50


Vízszennyezés a légkörből • Szmogjelenség • Savas esők

Vizek hőszennyezése • Nagyon veszélyes felszíni vízszennyezés  megzavarja a vízben végbemenő életfolyamatokat • A hőhatás nem szennyeződés, hanem hatásaiban válik azzá • O2 oldhatósága a víz hőmérsékletével fordítottan arányos • Legkritikusabb vízszennyező hatás 51


Egy folyó hőszennyezése 52


Mikroszennyezők • Abban a formában, ahogy az ember a környezetbe juttatja, még nem szennyező, de átalakul, helyet változtat és szennyezővé válik • Szerves (kőolaj és származékai, PAHvegyületek, PCB-származékok) • Szervetlen (arzén, cianidok, nehézfémek: higany, kadmium, ólom, króm, nikkel, réz, cink) • Mikrobiológiai szennyezők

53


Vízminőségromlás – oxigénhiány • Nyáron – túlzott mértékben elburjánzott vízi növényzet – nagyfokú bomlási/rothadási folyamatok

• Télen – jégréteg akadályozza az oxigén víztérbe jutását – jégrétegre hullott hó árnyékoló hatása

• Egyéb okok – szerves és szervetlen szennyező anyagok vízbe jutása – kedvezőtlen hidrometeorológiai helyzet – növényzet hirtelen rothadása

54


Vízminőségromlás – eutrofizáció • A vizek növényi tápanyagdúsulása által kiváltott biológiai reakció – a felszíni vizek elnövényesedése

• A tavi elöregedés jellemzője – természetes és mesterséges hatásokra következik be – erózióval, deflációval a felszíni vizekbe jutó tápanyagok és szennyvizek

55


Eutrofizáció

56


Szennyvíztisztítás • Aktív védelem – Emissziót csökkenti – Újrafelhasználás

• Passzív módszerek – Immissziót csökkenti – A szennyvizek szétszórása, a befogadóktól való távoltartása és hígítás a – A kibocsátott szennyezőanyag mennyiségét nem csökkentik, csak a befogadók viszonylagos tehermentesítését szolgálják

• Háztartások lehetőségei – Takarékoskodás – Folyamatosan emelkedő víz- és szennyvízdíjak

57


Kommunális szennyvíztisztítás • Célja • Mechanikai – Célja: a durva szennyezések eltávolítása

• Biológiai – Célja: a szervesanyag-eltávolítás – Csoportosítás: teljes és részleges tisztítás

• Kémiai – A befogadó előírásaihoz igazodó speciális tisztítás

58


A szennyvíztisztítás lehetőségei • Biokémiai oxigénigény (BOI) – A vízben lévő szerves anyagoknak baktériumok általi lebontásához szükséges oxigénmennyiség adott idő és hőmérséklet alatt

• Kémiai oxigénigény (KOI) – A vízben lévő szerves anyagok kémiai lebontásához, oxidálásához szükséges O2 mennyiségét jelenti (a víz szennyezettségének mérőszáma)

• Lakosegyenérték (LEÉ) – A szennyvízkezelő berendezések méretezésére használatos egység, melyet egy lakos által egy nap termelt szennyvíz szervesanyag-tartalmából eredeztetnek, illetve ennek lebontásához szükséges 5 napos biokémiai oxigénigényből – BOI5 = 60 g / nap x lakos 59


Biológiai szennyvíztisztítás

60


GYÖKÉRTERES SZENNYVÍZTISZTÍTÁSI ELJÁRÁS

61


62

Széchenyi István Egyetem • • • • • • • • • • • • • • • • • •

a víz fizikai állapotai a Föld vízkészlete forrás tó átfolyásos tó végtó Bajkál-tó Kaszpi-tenger természetes vízkörforgás társadalmi-gazdasági vízkörforgás légköri vizek felszíni vizek felszín alatti vizek cspadékvíz folyóvíz állóvíz (tó, fertő, mocsár, láp) korallzátonyok édesvizek: mennyiségi és minőségi korlátozás vízbiztonság

Kulcsszavak • • • • •

• • • • •

• •

fizikai és gazdasági vízszegénység vízfelhasználás szerkezete vízhasznlatok környezetvédemi problémái hazánk felszíni vizeinek állapota (Duna, Tisza, Balaton, Velencei-tó) vízszennyezők, vízsszennyezések fajtái (anyaga, eredete, megjelenési forma, ágazat szerint) vizek hősszennyezése mikroszennyezők oxigénhiány eutrofizáció szennyvíztisztítás: aktív és passzív védelem mechanikai, kémiai, biológiai BOI, KOI, LEÉ


Köszönöm a figyelmet!

64

5. Vízvédelem. Környezetvédelem. Széchenyi István Egyetem

Recommend Documents