Environmental protection | Water management » Az eutrofizáció

Az eutrofizáció elsősorban az állóvizeket (tavak, tározók) veszélyeztető folyamat, mert az állóvizekben a hígulás kevésbé hatékony, mint a vízfolyásokban, a víztest gyakran rétegzett és ezek a r étegek kismértékben keverednek egymással. További gondot jelent az állóvizek szennyezésében, hogy addig amíg a vízfolyások átöblítése, illetve teljes vízcseréje néhány nap illetve hét alatt megtörténik, addig az állóvizeknél egy- de akár száz évig is eltarthat. Ennek eredményeként az állóvizek érzékenyebbek, mint a vízfolyások az olyan anyagok szennyezésére mint a növényi tápanyagok olaj, és toxikus anyagok, amelyek a fenék élővilágát megsemmisíthetik, a halakat elpusztíthatják. Az állóvizek tápanyag-feldúsulása következményeként bekövetkező trofitásfok emelkedését nevezzük eutrofizálódásnak. A tápanyag dúsulás a feltöltődéshez hasonló lassú, geológiai időmértékkel mérhető természetes

folyamat. A természetes eutrofizálódást az emberi tevékenység képes gyorsítani, elsősorban tápanyagoknak a vízbe juttatásával. A gyorsított jelenséget „mesterséges eutrofizálódás" néven ismerjük. Az eurofizáció folymatának első lépéseként szerves szennyezőn (pl. kommunáli szennyvíz) heterotróf élőlények szaporodnak el, amelyek a víz szabrobitásfokát növelik és a biológiai oxidáció során elfogyasztják a víz oldott oxigéntartalmát, ezzel kizárják belőle „természetes" élővilágának nagy részét. A szerves anyagon elszaporodó, a vizet büdössé, undorítóvá változtató mikroorganizmusok a szennyezést végeredményben alkotórészeikre bontják: vízre, szén-dioxidra és szervetlen sókra, vagyis az autotróf élőlények tápanyagait készítik belőlük. A szervetlen növényi tápanyagok, elsősorban P- és N-vegyületek a v íz trofitásfokát, „algatermő képességét" növelik. A természetes

algapopulációnak a felszíni vizek öntisztulásában a nappali oxigéntermelésben játszott hasznos szerepét nem tekintve, az algák zavarokat, károkat okoznak. Anyagcsere-termékeik közvetlenül ronthatják a vízminőséget, élénk szaporodásukkal pedig részben a vízelőkészítő művek működését, részben az egészséges tavi viszonyokat zavarják. A felgyorsított - mesterséges - eutrofizálódás megfékezésének megoldása egyrészt input módszerek alkalmazásával csökkenteni a tápanyagoknak a tavakba, tározókba való bejutását, másrészt output módszerekkel megtisztítani a már előrehaladott mértékben eutrofizált tavakat. Természetesen itt is az input oldalról történő megközelítés a leghatékonyabb. Elsősorban azt kell figyelembe venni , hogy a különböző növényfajok növekedéséhez szükséges sokféle tápanyag közül a legkisebb mennyiségben jelen lévő fogja meghatározni a növekedést, vagy annak leállítását

(Leibig-törvény). Így például a legtöbb édes vízi tóban a foszfor bizonyult a limitáló tényezőnek. Az állóvizek másik nagy problémája a légköri ülepedések (száraz illetve nedves) következménye az acidifikáció (savasodása), amely a napjainkban egyik súlyos gond. A savas ülepedés az a folyamat, amikor az aeroszolrészecskék vagy vízben oldódó gázok kikerülnek a légtérből és a földfelszínre (talajra, felszíni vízbe, növényekre, létesítményekre) jutnak. Az állóvizek savasodása hazánkban egyenlőre nem okoz különösebb gondot. Európában elsősorban a skandináv országokban okoz komoly problémát. Az utóbbi években már Hollandiában (az 5000 kis tó 50-60%-a savas), Olaszország, a Cseh Köztársaság, a Szlovák Köztársaság hegyvidéki tavaiban, illetve Belgium, Hollandia, Észak-Németország kis puffer kapacitású homoktalajú síkvidéki területein levő tavak savasodását észlelték. A víz természetes pH-ját

elsősorban a geológiai eredet határozza meg, és ezt a kialakult értéket a vízbe kerülő anyagokkal befolyásolhatják. A vízben élő állatfajok pH-val szembeni tűrőképessége eltérő, ezért annak jelentős változása az élőlények pusztulását eredményezi. A savasodás közvetett hatása a fémkoncentráció növekedése, illetve a peszticidek mérgezőképességének növekedése. Az acidifikáció folyamata három szakaszból áll. Az első fázisban a víz puffer hatása miatt a tó biológiai körülményeiben nincs jelentős változás. A második fázisban már jelentős biológiai változások következnek be, és egyes élőlények elpusztulnak, mások reprodukciója csökken. Ebben a fázisban a pH 5,5 alá csökken A harmadik szakaszban a tavak már erősen acidifikálódnak. Az acidifikáció megszüntetésére széles körben alkalmazott módszer a meszezés. Az olaj-szennyeződés vízbe kerülve jelentős változásokon megy keresztül, ekkor komplex

fizikai, kémiai és biológiai folyamatok indulnak meg. Ezek a folyamatok végül az olajnak a vízfelületről való eltűnéséhez vezetnek. A vertikális vízmozgások hatására az olaj egy része a lebegő anyagokon adszorbeálódik, majd a vizes fázissal emulziót képez. A keletkező emulziók - “a víz az olajban” és “az olaj a v ízben” tulajdonságaikban lényegesen eltérnek egymástól. A “víz az olajban” emulzió, mint az olajos fázis része a víz felszínén úszik, az “olaj a vízben” emulzió pedig a vizes fázisba kerülő olajat tartalmazza. A két emulzió természetesen egymásba átalakulhat, mennyiségük illetve arányuk a fizikai, kémiai, mikrobiológiai folyamatoktól függ. A vizek olajszennyezésének minden formája káros. A felszínen úszó olajréteg akadályozza a v izek természetes oxigénforgalmát és így a légzésre és a fotoszintézisre egyaránt káros hatást fejt ki. Az olaj már kis mennyiségben lezárja a víz

felszínét, és ezáltal gátolja mind a természetes oxigén felvételét a légkörből, mind pedig képződő gáznemű anyagcseretermék távozását a l égkörbe. Ezek a termékek a vízben maradnak, és a reverzibilis biokémiai folyamatokat káros irányba tolják el. A vízbe bekerült olaj a mikroszervezetekre tapad, ezzel részben kémiai, részben fizikai úton ezek pusztulását okozza. Az élőszervezetekre kifejtett káros hatás a vízben már néhány tized, vagy század mg⋅l -1 koncentrációjában is bekövetkezhet. Az ásványolaj szennyezés fokozottabb mértékben veszélyezteti a vízi környezet állatvilágát, mint a mikroszervezeteket. Így a halak esetében a szennyezés rárakódhat a k opoltyúra, és ezzel gátolja az oxigénfelvételt, bőrükre tapadva pedig bőrelváltozást okozhat. A felszín alatti vízkészletet ért olajszennyezések száma különösen növekvő tendenciát mutat, ugyanakkor ezek feltárása, a veszélyhelyzet megítélése

fokozottabb szakmai felkészültséget igényel. Ennek érdekében külön szükséges foglalkozni a szénhidrogének felszín alatti vízszennyezések eseténi viselkedésével. Ha a beszivárgott olaj mennyisége meghaladja a talaj olajvisszatartó képességét, akkor a szénhidrogén a talajvizet eléri és a talajvíz fölött, a kapilláris zónában kezd szétterjedni, s a talajvíz áramlással halad tovább horizontálisan. A szénhidrogének egy része oldódik a talajvízben és a továbbiakban oldott állapotban a talajvíz irányában a diszperzió hatására halad előre, egyre szélesedő csóva alakjában, tehát egyre kisebb koncentrációban. A talajvíz tetején úszó olajlencse lebomlása rendkívül lassú. A kereskedelmi mosó- és tisztítószerekben mintegy 1000 különféle anyag található. A detergensek habbal vonják be a felszíni vizek felületét és így a felületi levegő- ill. az oxigén-diffúziót megakadályozzák. Emulgeáló hatásuknál

fogva megakadályozzák még számos mikroszennyező, nemegyszer rákkeltő anyag kicsapódását, kiülepedését és így ezek oldatban maradva a vízművek szűrőjén átjutnak, ezúton az ivóvízbe kerülve közvetlenül veszélyeztetik az embert. Az eleveniszapos szennyvíztisztító berendezéseknél esetleg olyan mértékű habzást okoznak, hogy a nagyértékű eleven iszap kifolyik, ill. nem tudja betölteni funkcióját Más szerves anyagokhoz hasonlóan oxigénfogyást, továbbá komplexképző adalékaik miatt eutrofizációs veszélyt idéznek elő. A foszfátok zeolitokkal (nátrium-alumínium-szilikátok) történő részleges vagy teljes kicserélése a mosószerekben a kommunális szennyvizek eutrofizációs potenciálját tovább csökkenti. A ma gyártott mosószerek esetében ökológiai szempontból indokolt különleges korlátozások nem szükségesek. A hőszennyezés legfontosabb fizikai következménye a hőmérséklet-emelkedés. A felmelegedett

vízrétegben, különösen ha az a felületen szétterül, gyakran következik be oxigéntúltelítettség és ennek következtében az oldott oxigén egy része a légtérbe távozik. A vizek felmelegedés okozta oxigénveszteségét súlyos szennyvízterheléssel lehet egyenértékűnek tekinteni. A fokozott párolgás és az oldhatóság növekedése miatt a hőszennyezés állóvizekben az összes sótartalom növekedését okozza. A hőmérséklet-emelkedés káros hatása fokozódik a vízben lévő mérgező vagy szennyezőanyag jelenlétében, mert az emelkedés egyrészt közvetlenül befolyásolja a vízi élőlények anyagcseréjét. Mélyrehatóbbak azok a hatások, amelyek a hőszennyezés révén az élővilágot érik. Alacsonyabb hőfokon nincs károsodás, közepes mértékű változás hatására egyes fajok száma csökken, az adott küszöbérték felett az élőlények pusztulása nagymértékű vagy teljes. A hőhatás a kékalgák elszaporodását segíti elő,

amelyek közül néhány faj egészségre ártalmas, valamint ízés szagromlást is elő idéznek. A vízminőség-védelem hőmérsékleti határértékkel törekszik a hőártalom csökkentésére. Hazai éghajlati viszonyaink között felszíni vizeinkben a hőszennyezés hatására megengedhető felső hőmérsékleti határként 30°C javasolható és a lokális hőmérsékletemelkedés ne haladja meg a 3°C-ot. A radioaktív elszennyeződés mértékét a bejutott anyag tulajdonsága és koncentrációja határozza meg. A legfontosabb jelenség, hogy a radioaktív anyag ülepedik vagy megkötődik, esetleg oldatban marad és így a víztömegekkel együtt a bekerülés helyétől aránylag nagy távolságra eljuthat. Az elszennyeződés mértékét befolyásolja az, hogy a radioaktív anyagok az élőszervezetek anyagcseréjébe bekapcsolódnak. Az alacsonyabb rendű vízi szervezetek, planktonok, algák beépülés útján kötik meg a radioaktív anyagokat, míg a növényekre

és a halakba vízfelvétel útján kerül és halmozódik fel a szennyezőanyag. Radioaktív szennyezés természetét illetően, egyrészt mivel felfedezése érzékszerveink hatókörén kívül esik, másrészt mivel biológiailag irreverzíbilis elváltozásokat okoz, a legveszélyesebb vízszennyező. A vízminőség-védelem lényegében egy passzív tevékenységet, védekezést takar, és szorosan véve csak a vízminőségi komponensekre terjed ki. A vízminőség védelemben extenzív illetve intenzív módszereket alkalmazunk. Az extenzív vízminőség védelem valamely vízszennyező, vízminőség rontó beavatkozás hatását igyekszik utólag megszüntetni, vagy legalább mérsékelni, az intenzív vízminőség védelem lényege az úgynevezett tiszta technológia kialakítás egyre inkább önmaga alakítja ki az egyensúlyt. A vízminőség-védelem fogalomkörét a korszerű vízgazdálkodási szemléletben ki kell szélesíteni és a

vízminőség-szabályozás fogalomkörévé kell bővíteni. A vízminőség szabályozás célja a társadalmilag szükséges vízigény megkívánt minőségi szintjének biztosítása. A vízzel szemben a különböző tevékenységek eltérő minőségi igényeket támasztanak. Cél lehet az ivó, ipari, mezőgazdasági vízigények megfelelő minőségű vízzel történő kielégítése, ugyanakkor nem hagyhatók figyelmen kívül a vízi ökoszisztémák igényei sem. A vízminőség szabályozás célkitűzése tehát az, hogy bizonyos határokon belül valamely társadalmi, gazdasági és ökológiai elvárásnak megfelelően a vízminőségi paraméterekben is mérhető állandóságot biztosítson. A célkitűzés megvalósítása, a megfogalmazott vízminőségi célok meghatározása műszaki, gazdasági és jogi szabályozásokat tesz szükségessé. A vízminőség szabályozás keretében alkalmazható műszaki beavatkozások kereteit a vízszennyezés megelőzésének

és csökkentésének lehetséges módszerei határozzák meg. A társadalom termelő és fogyasztási tevékenységből származó és a befogadó vizeket terhelő szennyező anyagok mennyiségének illetve káros hatásának csökkentésére tisztítás, újrafelhasználás és visszanyerés, a technológiai-változtatás módszerei kerülhetnek alkalmazásra. Ezen módszereken alapuló műszaki beavatkozások a szennyvíztisztítás, újrafelhasználás, technológia változtatás, szennyvíz tározás, regionális csatornázás, kisvízhozam szabályozás és a befogadók tisztítása. A technológia változtatás a k örnyezetvédelem keretében a környezetszennyezés megelőzésének egyik legfontosabb feladata. A vízminőség szabályozás jogi eszközeivel nemcsak a vízminőség, hanem a víz mennyiségi védelmét is biztosítani kell. A víz mennyiségi védelmét szolgálja, ezáltal a takarékos vízhasználatra ösztönöz a vízkészlet-használati díj, az

ivóvízdíj, a csatornahasználati díj, ivóvíz-használati pótdíj. A vízminőség szabályozás legfontosabb jogi eszköze a s zennyvízbírság. A bírság kiszabására akkor kerül sor, ha a szennyvízben lévő szennyező illetve toxikus anyagok mennyisége meghaladja a víz-minőség védelmi területekre meghatározott határértéket. A vízminőség védelmi területeket I-VI. kategóriákba sorolják, és a határértéket ezekre határozzák meg szennyező, illetve toxikus anyagonként. A kategóriák: I. Kiemelt vízminőség védelmi területek, II. Ivóvízbázisok és üdülőterületek III Ipari területek. IV. Öntözővíz-bázisok V. Duna és Tisza kiemelt szakaszai mellékvízfolyások nélkül VI. Egyéb területek A szennyvízbírságot egy évre, idényüzem esetén az idény időtartamára szabják ki. Az egyes anyagokra így meghatározott és összesített bírság összegét (alapbírság), a módosító tényezőkkel szorozva kerül kiszámításra a

fizetendő bírság (módosított alapbírság). A módosító tényezők a befogadó mértékadó vízhozamát és az átlagos szennyvízmennyiség arányát (hígítás mértékét), a s zennyvízbevezetés módját, az adott területre irányadó szempontokat és egyéb vízgazdálkodási érdekeket vesznek figyelembe. A felszín alatti vizek minőségének ellenőrzésére az esetleges szennyezettség kiterjedésének meghatározására megfigyelő kúthálózatot kell létesíteni. A megfigyelő kutak három szintjét különböztetjük meg. Az elsődleges kutak (regionális kutak) a természetes talajvíz minőségének, a minőségi változásnak meghatározására szolgálnak. A másodlagos megfigyelő kutak, a talajvíz minőségének helyi változását és az esetleges szennyezését jelző kutak, míg a harmadlagos kutakat, meglévő vagy potenciális szennyező források közelében létesítik. A talajvíz védelmének optimális megoldása a talajvíz

szennyezésének megelőzése. Sikeres megelőzésről beszélünk akkor, ha a potenciális szennyező-forrásokat úgy szabályozzuk, hogy a szennyező anyagok talajvízbe szivárgását megakadályozzuk. A vízminőség védelem feladata a bekövetkezett szennyezést követően a vízminőség helyreállítása is. A vízminőségi kárelhárítás fogalomkörébe tartozik azoknak a tevékenységeknek az összessége, amelyek a rendkívüli vízszennyezések (havária szennyezések) elleni védekezésre illetve azok kártételeinek elhárítására, megelőzésére vagy enyhítésére irányulnak. Így a vízminőségi kárelhárítás során a rendkívüli szennyezések megelőzése, a káros szennyező anyagok vízből való eltávolítása, és ezáltal a víz minőségének javítása és a szennyezett vizek által okozott vagy okozható károk eltávolítása vagy csökkentése a cél. A megelőzés leghatékonyabban a potenciális szennyezőként szóba jöhető üzem,

intézmény, stb. technológiai illetve vízgazdálkodási rendszere keretében oldható meg. Az élővizek elszennyeződésének megakadályozása, a vízminőség megóvása, ill. helyreállítása érdekében vízminőség-védelmi terveket kell készíteni. A tervezési munka a reprezentatív adatok beszerzésével kezdődik, majd meg kell határozni azt a kívánatos vízminőséget, amit célállapotként elérni kívánunk. A vízminőség-védelmi tervek területük szerint (132/1997. (VII 24) Korm rendelet) lokális hatású (üzemi) vízminőség-védelmi tervek, folyószakaszt szabályozó vízminőség-védelmi és regionális vízminőség-védelmi tervek lehetnek