VL
Szervetlen és szerves, mikro- és makroszennyezők
1.
VL
LÉGKÖRI EREDETŰ SAVASODÁS Száraz ülepedés
Szilárd alkotók
Nedves ülepedés
Savas csapadékok
Természetes eredetű savasodás Légköri csapadék eleve savas jellegű CO2 vízben jól oldódó gáz CO2 + H2O
H2CO3
Szénsav tartalom H+ + HCO3-
gyenge sav, rosszul disszociál Csapadékvíz pH-ja = 5,5 (normál körülmények esetén)
2.
VL
Antropogén savasodás Fosszilis tüzelőanyagok égetése SO2
SO2-kibocsátás
H2SO3
+ H2O
kénessav 2 H2SO3 + O2
2 H2SO4 kénsav: nagyon erős sav, jól disszociál
Belső égésű motorok működése O2 + 2NO + H2O
HNO3 + HNO2 salétromsav + salétromossav
O2 HNO2
NOx kibocsátás
HNO3
salétromsav: nagyon erős sav 3.
VL A légköri eredetű savasodás észlelése 1970-es években az első rendszeres mérés és észlelés Kisméretű, zárt rendszerű állóvizek (utánpótlódás főként csapadékból, hozzáfolyás és elfolyás elhanyagolható) Szilikátos alapkőzetű területeken: pl. Brit-szigetek, Skandináv-félsziget, Izland, Kola-félsziget, Németo., Franciao., Olaszo., Cseho., Portugália, USA, Kanada A tavak pH-ja néhány év alatt 1 egységgel csökkent, azaz a H+ koncentráció 10-szeresére nőtt 4.
VL
A savas hatás kompenzálása Sav-semlegesítő kapacitás Acid Neutralizing Capacity (ANC) •
természetes pufferkapacitás (üledékes kőzet) HCO3- + H+
•
H2CO3
rosszul disszociál
agyagásványok ioncserélő képesség ( H+ megkötődik, helyette Na+, K+, Ca2+, Mg2+ kerül a vízbe)
•
légköri NH3 gáz beoldódása NH3 + H+
NH4+ 5.
VL
A savasodás környezeti hatásai • csökkent pH érték
Al felvehetővé válik
növénypuszt.
• nehézfémek beoldódása az üledékből • vízi életközösségek károsodása (csökkenő egyedszám és diverzitás) • zavar a tápanyagforgalomban
6.
VL
Savasodás szabályozása Karbonátos kőzetek a pufferkapacitás miatt stabil pH-val rendelkeznek, a szilikátos kőzetek rossz savmegkötők hazánk felszíni vizeinek magas a hidrokarbonát-tartalma Meszezés (semlegesítés lúggal)
tüneti kezelés
Savképzők légköri emissziójának csökkentése jelentősen csökkenthető a savasodás mértéke 7.
VL
MIKROSZENNYEZŐK
8.
Általános jellemzők
VL
Mikrogramm/liter koncentráció tartomány Egyes mikroszennyezők esszenciális hatásúak korlátozott koncentráció tartományban (ábra). Vízi életfolyamatok feltételeit és a víz ember általi felhasználhatóságát megnehezítik, ill. megszüntetik Rendszerint biológiailag nem, vagy rendkívül rosszul bonthatóak Oldott állapotban képesek a sejtekbe jutni és kifejteni mérgező hatásukat (szilárd formák kevésbé veszélyesek) Természetes (fémércek, arzén) és antropogén (ipari üzemek, szennyvíztelepek, városi lefolyás, szennyvíziszapok, haváriák) forrásokból származnak
9.
VL
10.
Szervetlen mikroszennyezők
VL
Vízben jól és rosszul oldódó formák egyaránt léteznek A szilárd és oldott frakciók közötti megoszlás a környezeti tényezők függvénye 7-nél nagyobb pH, a nagyobb pufferkapacitás, az oxidatív körülmények, ill. a nagyobb lebegőanyag-tartalom rendszerint a szilárd fázis felé tolja az egyensúlyt Nehézfémek: Hg, Cd, Pb, Cr, Ni, Cu, Zn Arzén Cianid 11.
VL
12.
VL
13.
Szerves mikroszennyezők
VL
Vízben vagy jól, vagy rosszul oldódó anyagok Rendszerint a vegyipar által előállított, mesterséges szerves vegyületek, emiatt nehezen bonthatóak Kőolaj és származékai Többgyűrűs, aromás szénhidrogének (PAH) Poliklórozott bifenilek (PCB) Klórozott szénhidrogének, fenolok, trihalo-metánok Detergensek (mosószerek) Növényvédőszerek (DDT, HCH) Komplexképző szerves vegyületek (EDTE) 14.
Növényvédőszerek - peszticidek
VL
A hatásuk alapján: – – – – – – – – – –
insekticidek (rovarirtók), herbicidek (gyomirtók), fungicidek (gombaölõk), molluscicidek (puhatestûölõk), nematicidek (féregirtók), baktericidek (baktériumölõk), viricidek (vírusölõk), defoliánsok (lombtalanítók), fakonzerváló szerek, kemosterilizátorok (a rovarok szaporodását gátló kémiai anyagok). 15.
VL
Kémiai összetételük alapján szerves
szervetlen
A peszticidek toxikussága • • • • •
munkaegészségügyi, élelmiszer egészségügyi várakozási időt, az LD pusztulást előidéző dózist, a környezetvédelmi besorolást, a megengedhető szermaradék mennyiségét. 16.
Követelmény
VL
• a kártevő vonatkozásában nagy toxikusság, • alacsony toxikusság más élőlények esetében, különösképpen a vízi szervezetekre és az emberre, • megfelelő stabilitás, hogy még a lebomlás előtt ki tudja fejteni hatását, • nagy lebomlási képesség, a cél elérése után gyors lebomlás, minimális veszéllyel ellentmondásos tulajdonságok • természetes lebomlással szembeni ellenálló képessége rezisztencia
17.
A peszticidek lebomlása
VL
• A lebomlás elsősorban biokémiai folyamat, de nem hanyagolható el a kémiai és fotokémiai folyamatok jelentősége sem. A perzisztencia alapján : • gyorsan lebomlóak, felezési idő kevesebb, mint 2 hét, • enyhén perzisztens, felezési idő 2-6 hét, • közepesen perzisztens, felezési idő 6 hét - 6 hónap, • perzisztensek, felezési idő több, mint 6 hónap.
18.
Relatív perzisztencia a természetes vizekben Felezési idõk 2 hétnél kevesebb
2-6 hét
6 hét - 6 hónap
6 hónapnál több
Endosulfán
Dalapon
Diuron
DDT
Malathion
MCPA
Fenosulfotion
-HCH
Metilparation
Metoxiklór
Simazin
Aldrin
Paration
Toxafhene
Dieldrin
2,4-D Heptaklór
VL
Fontosabb növényvédőszer-típusok környezeti lebomlása Szertípus
Perzisztencia
Klórozott
szénhidrogének 2-5 év
Benzolsavak
3-12 hónap
Fenoxiecetsavak
1-5 hónap
Karbonátok
2-10 hét
Szerves foszforsavak
7-80 nap
19.
VL
A lebontási folyamat függ, • környezet pH értékétől (meghatározó, hidrolízis), • a hőmérséklettől, • a víz jelenlététől, • az előforduló élő szervezetektől (biodegradáció)
Bioakkumuláció • Sok peszticid képes a vízi élőlények szervezeteiben feldúsulni. A bioakkumulációs együttható : BC =
a szer koncentrációja a vízi élőlényben szerkoncentráció a vízben 20.
Toxicitás
VL
• fajspecifikus A peszticideket öt osztályba lehet sorolni a melegvérűekre gyakorolt toxikus hatásuk alapján. Az emlősök növényvédőszer toxicitási osztályai Osztály LC50 ,mg/kg Mérgező I. 50 alatt II. 51-150 Veszélyes III. 151-500 IV. 501-5.000 „Veszélytelen” V. 5.000 felett Befolyásoló tényező: hőmérséklet, ionkoncentráció, lebegőanyag (adszorpció csökkentő hatása), kereskedelmi kiszerelés 21.
VL
Jelentősebb peszticidek • • • •
Klórozott szénhidrogének Szerves foszforvegyületek Egyéb herbicidek, fungicidek EU irányelvek. Az EU irányelvek szerint az ivóvízben a növényvédő szerek egy szer esetében sem haladhatják meg az 1µg/L, míg az összes peszticid a 0,5 mg/L koncentráció értéket. 22.
VL
Víztisztítási technológia • aktív szenes eljárás (por alakú és granulált), • ózonos kezelés, • ózonos kezelés + hidrogénperoxid, • biológiai kezelés, • membránszűrés. 23.
Szintetikus mosószerek
VL
A korábbi elnevezése szerint detergensek, felület aktív anyagok, újabban tenzidek . (kizárólagosan emberi tevékenységbõl származó) • Szappan: asszimmetrikus molekula RCOOR + NaOH RCOONa + ROH észter szappan alkohol • szintetikus detergensek, mosószerek (NDP, NTP – foszfáttartalmúak!) 24.
VL
Szintetikus detergensek, mosószerek nátrium-tripolifoszfát (NTP) Na5P3O10 • - megköti a víz keménységét és azt komplex formában • • • • • •
oldatban tartja, - mint puffer beállítja az optimális pH 10 értéket, - szinergikus hatást fejt ki a tenzidekre, - flukkuláló tulajdonságú, - jó vivőanyag, - nem toxikus, - viszonylag olcsó. eutrofizáció Habzásveszély, oxigénfelvételi képesség csökkentése
szolubilizáció
Hátrány
emulgeálás 25.
VL
Kémiai csoportosítás • Anioaktív (hazánkban elterjedt, felesleg) Negatív töltésű hosszú, szénláncú csoport /alkil benzol szulfát, alkilszulfát/ + nátrium kation. • Kationaktív (kevés, felszíni vizekben nem valószínű) Kvaterner ammóniumsó • Nem ionos mosószerek (kedvező, nem mérgező) poli-glikol-éter származékok, amelyhez hosszú szénláncú hidrofob lánc kapcsolódik. R – C6H4- (CH2CH2O) - OH 26.
VL
Optikai fehérítők abszorbeálják az UV sugárzást és látható kék fényt emittálnak,környezetvédelmi szempontból nem jelentősek. O
CH3
(CH2)15
C OPO3
apoláris szakasz
Na poláros szakasz víz
poláris szakasz
apoláros anyag
apoláris szakasz
27.
VL
Felületaktív anyagok szerepe O CH3
(CH2)15
C OPO3
Na
apoláros szakasz
poláros szakasz
víz
poláros szakasz apoláros szakasz
apoláros anyag
28.
VL
Huminanyagok A vízben található szerves anyagok - növényi és állati részek, ligninek, fehérjék, pektinek, cukrok, biokémiai úton történő átalakulása során nagy molekulájú vegyü-letek keletkeznek. Ezt a folyamatot humifikációnak nevezik és a lebomlás során keletkező komponensek a huminanyagok, huminsavak. • • • •
Kémiai összetételük változatos, Biodegradációjuk nagyon lassú, Nehezen oldódnak a vízben, Önmagukban nem toxikusak, de azzá válhatnak (pl. klórral THM) 29.
VL Fulvinsavak: talajból lúggal kioldhatók, majd savas oldatban maradt vegyületek, Huminsavak: az előzőeken túl savval kicsapott, de etanolban oldhatók, M<1500 Huminvegyületek: savban és lúgban is oldhatatlanok M ~ 10-50000 g/mól
Veszélyesség: íz, színhatás nehézfémek oldatba vitele fémkomplexek formájában Fémhumátok 30.
VL
Dioxinok • A dioxin 75 különbözõ poliklórozott dibenzo - dioxinok gyüjtőneve.
31.
VL
32.
VL
Többgyűrűs aromás szénhidrogének Két vagy több, kondenzált benzolgyűrűt tartalmazó vegyületek (PAH). Rákkeltő hatásuk miatt hat vegyületet sorolunk ide: • 3,4. - benzipirén /benzo -a-pirén/ • 3,4 - benzfluorantrén • 1,12 - benzperilén • 11,12 - benzfluorantrén • fluorantrén • indeno - /1,2,3-c,d/ - pirén 33.
VL
34.
VL
PAH vegyületek jellemzői: • Biológiailag alig bontható • Karcinogén • Kémiailag stabil
Eltávolítási módszerek: – Flokkulálás, ülepítés, – Aktív szén adszorpció – Ózon – Klór 35.
VL
• A kifogástalan talajvíz, a nem szennyezett tó vize 10-50 ng/m3, • az enyhén szennyezett folyóvíz 50-250 ng/m3, • a szennyvíz 100000 ng/m3 fölötti mennyiséget tartalmaz. • A Duna víz átlagosan 100-200 ng/m3-t tartalmaz. • A WHO és hazai ivóvíz határérték benzo/a/pirénre 100 ng/m3, a hat megnevezett vegyületre együttesen 200 ng/m3.
36.
VL
Fenolok • „fenolszerű'' vegyületek • analitikai eljárással ,,vízgőz illó''., 4 aminoantipirinnel reagáló vegyületeket nevezhetjük ,,fenoloknak'' • nemzetközi gyakorlatban egyre inkább elterjedt a ,,fenolindex'' megjelölés • Hatása: organoleptikus toxikus biológia tisztítást gátló hatás 37.
VL
Klórozáskor klórfenolok képződhetnek. Íz és szagrontó hatásuk: fenolok 0,01-0,1 mg/L klórfenol 0,1 µg/L Határérték: hazai 0,002 µg/L WHO 0,001 µg/L Eltávolítási módszerek: oxidáció adszorpció 38.
Kőolajok és származékaik
VL
• • • • • •
kémiai szempontból szénhidrogének keveréke íz- és szagrontók Mérgezőek egymástól függő Eltérő vízoldhatóság Rákkeltők (származékok) tenzidekkel oldhatóság nő! Felszínen szétterülés 4 * 10-5 mm réteg szemmel észlelhető (40 L olaj / 1 km2) • Párolgás
39.
Biológiai bonthatóság
VL
• a paraffinok könnyebben bomlanak, mint az aromások, C-10 és C-18 közötti szénatomszámúak oxidálódnak legkönnyebben • a metánt, etánt és a propánt csak speciális fajok bontják, • a C-30-nál nagyobb szénatomszámú gyanták teljesen oldhatatlanok és a biológiai lebomlásnak teljes mértékben ellenállnak • A biológiai lebontásban különböző baktérium fajok Aeromonas, Pseudomonas • az Arthrobachter típus, mely az olajok emulzióba vitelét segíti elő • Talajbaktériumok N-P műtrágyák jelenlétében különösen jól bontják a szénhidrogéneket 40.
Környezeti hatások Nagy koncentrációk Bioakkumulációra hajlamosak
VL
Akut toxicitás Krónikus toxicitás
Élőlény- és szervspecifikusak Sejtmérgek (enzimek, fehérjék) Alapvető életfunkciókat gátolnak meg (légzés, idegrendszer, agyműködés, mozgás, szaporodás, keringés, emésztés, kiválasztás, fejlődés) Rákkeltő, teratogén és mutagén hatások Szervezetbe bekerülve oldott formává alakulnak, ill. a szervekben (csont, máj, vese, agy) zsírszövetben felhalmozódhatnak
41.
Környezeti katasztrófák
VL
Minamata-kór Itai-itai betegség Rajnai növényvédőszer-szennyezés Tiszai cianid-szennyezés Tengeri olajszennyezések Biztonság növelése, fokozott ellenőrzés és szankcionálás ipari üzemeknél Környezeti felelősségbiztosítás haváriák esetére 42.
