Περιεχόμενο
- Τι είναι τα λύματα;
- Απόρριψη λυμάτων και λυμάτων
- Απόβλητα σε υδάτινα περιβάλλοντα
- Βιολογικοί κίνδυνοι σε υδάτινα περιβάλλοντα
- Κίνδυνοι θρεπτικών ουσιών σε υδάτινα περιβάλλοντα
- Βιομηχανικά απόβλητα σε υδάτινα περιβάλλοντα
- Απορρίμματα σε υδάτινα οικοσυστήματα
Τα λύματα και τα λύματα εισέρχονται στα υδάτινα συστήματα από πηγές που κυμαίνονται από επιφανειακές απορροές και σηπτικά συστήματα έως εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και αποχετεύσεις εκροής καταιγίδων. Κάθε χρόνο περίπου 3.5 εκατομμύρια Αμερικανοί αρρωσταίνουν από ψυχαγωγικές δραστηριότητες όπως κολύμβηση και βαρκάδα, επειδή το νερό μολύνεται. Πολλοί δεν συνδέουν την ασθένειά τους με το νερό που άγγιξαν. Ωστόσο, ο αντίκτυπος της ρύπανσης των υδάτων στα υδρόβια οικοσυστήματα εκτείνεται πολύ πέρα από την ανθρώπινη ασθένεια.
Τι είναι τα λύματα;
Τα λύματα μπορούν να οριστούν ως υγρά απόβλητα και στερεά που συνήθως μεταφέρονται από υπονόμους. Σύμφωνα με το Διεθνές Περιοδικό Περιβαλλοντικής Έρευνας και Δημόσιας Υγείας, τα λύματα μπορούν να οριστούν ως οποιαδήποτε απορροή από ομβρίων, καθώς και βιομηχανικά, οικιακά ή εμπορικά λύματα ή οποιοσδήποτε συνδυασμός αυτών που μεταφέρονται με νερό ».
Οι τέσσερις κύριοι τύποι λυμάτων είναι οικιακοί, βιομηχανικοί, γεωργικοί και αστικοί. Τα οικιακά λύματα αποτελούνται από μαύρο νερό που περιέχει περιττώματα ανθρώπων και ζώων καθώς και γκρίζα ύδατα από οικιακές δραστηριότητες όπως κολύμβηση, πλύσιμο, μαγείρεμα και κηπουρική. Τα βιομηχανικά λύματα αποτελούνται από βιομηχανικά απόβλητα όπως πολτό, χαρτί, πετροχημικές απορροές, χημικά, άλατα και οξέα. Τα αγροτικά απόβλητα προέρχονται από γεωργικές δραστηριότητες, μολυσμένα υπόγεια ύδατα και τεχνικές καλλιέργειας, ιδίως όσον αφορά τα λιπάσματα και τα φυτοφάρμακα. Τα αστικά λύματα ορίζονται ως συνδυασμός οικιακών και βιομηχανικών λυμάτων σε συνδυασμό με την διήθηση των λυμάτων και το νερό της βροχής.
Απόρριψη λυμάτων και λυμάτων
Η επεξεργασία λυμάτων έχει τρεις φάσεις. Η πρώτη φάση ή η πρωτοβάθμια επεξεργασία τοποθετεί τα λύματα στις λίμνες συγκράτησης. Τα στερεά απόβλητα εγκαθίστανται στον πυθμένα και υλικά χαμηλής πυκνότητας όπως τα λίπη και τα έλαια επιπλέουν στην κορυφή. Αυτά τα υλικά μπορούν στη συνέχεια να αφαιρεθούν. Η δεύτερη φάση ή η δευτερογενής επεξεργασία απομακρύνει το διαλυμένο και αιωρούμενο βιολογικό υλικό. Τα περισσότερα συστήματα δευτεροβάθμιας επεξεργασίας χρησιμοποιούν αερόβια βακτήρια για να καταναλώνουν οργανικά υλικά στα λύματα. Η επεξεργασία τριτοβάθμιας ή τρίτης φάσης καθαρίζει περαιτέρω τα λύματα που τελικά θα απελευθερωθούν σε ευαίσθητα περιβάλλοντα. Η τριτογενής επεξεργασία μπορεί να επιτευχθεί με διάφορες μεθόδους, ανάλογα με τους υπόλοιπους μολυντές. Η διήθηση με άμμο αφαιρεί σωματίδια. Τα φωσφορικά μπορούν να απομακρυνθούν χρησιμοποιώντας βακτήρια που ονομάζονται πολυφωσφορικά συσσωρεύονται οργανισμούς. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν νιτροποιητικά βακτήρια για την απομάκρυνση του αζώτου. Μια μέθοδος που ονομάζεται λιμνοθάλασσα αποθηκεύει το νερό σε μια λιμνοθάλασσα όπου τα φυτά, τα βακτήρια, τα άλγη και το ζωοπλαγκτόν καταναλώνουν τους υπόλοιπους μολυντές μέσω φυσικών διεργασιών.
Τα στερεά απόβλητα που ονομάζονται ιλύς που αφαιρούνται κατά τη διάρκεια της πρωτοβάθμιας επεξεργασίας λαμβάνουν επίσης δευτερεύουσα επεξεργασία. Η λάσπη μπορεί να υποστεί επεξεργασία με βακτήρια. Μερικές φορές τα βακτήρια παράγουν αρκετό μεθάνιο για να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμα. Ή, η λάσπη μπορεί να αποτεφρωθεί. Μία άλλη μέθοδος για την επεξεργασία της λάσπης αρχίζει με συμπύκνωση της ιλύος, θέρμανση αυτής για να την απολυμάνει και τελικά χρησιμοποιώντας την επεξεργασμένη ιλύ ως λίπασμα.
Παρά τον νόμο για το καθαρό νερό του 1972 που απαιτεί δευτεροβάθμια επεξεργασία των λυμάτων, ορισμένοι δήμοι των ΗΠΑ υπέβαλαν και έλαβαν εξαιρέσεις. Σε ολόκληρο τον κόσμο, περίπου 2,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι δεν διαθέτουν βελτιωμένες εγκαταστάσεις αποχέτευσης. Η αύξηση των πληθυσμών, η γήρανση των υποδομών και οι φυσικές καταστροφές επηρεάζουν επίσης την αποτελεσματικότητα των συστημάτων επεξεργασίας λυμάτων.
Απόβλητα σε υδάτινα περιβάλλοντα
Τα οικιακά λύματα περιέχουν ρύπους που κυμαίνονται από βιολογικούς κινδύνους και μικροπλαστικά σωματίδια μέχρι σαπούνια και λίπη. Τα αγροτικά λύματα περιέχουν βιολογικούς κινδύνους, άλατα, παρασιτοκτόνα και λιπάσματα. Τα αστικά λύματα περιλαμβάνουν οικιακά και βιομηχανικά λύματα, αλλά περιέχουν επίσης απορροή από τις αποχετεύσεις καταιγίδων. Οι αποχετεύσεις θύελλας μεταφέρουν ρύπους από τα ναυπηγεία και τα πάρκα (χώμα, οικιακά απορρίμματα, ζιζανιοκτόνα, ζιζανιοκτόνα και λιπάσματα), καθώς και από δρόμους και χώρους στάθμευσης (πετρέλαιο, βενζίνη, βρωμιά και σκουπίδια). Τα βιομηχανικά λύματα περιέχουν ένα ευρύ φάσμα χημικών ουσιών που περιλαμβάνουν πετροχημικά και άλλα χημικά, οξέα, ραδιενεργά υλικά και άλατα. Τα πρόσφατα ευρήματα δείχνουν ότι μια ποικιλία φαρμάκων μολύνει επίσης τα λύματα.
Το Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν σημειώνει ότι σε μια έκθεση του 2018, η Υπηρεσία Περιβαλλοντικής Προστασίας των ΗΠΑ (EPA) δήλωσε ότι "το 53% των ποταμών και των ποταμών, το 71% των στρεμμάτων, το 79% των τετραγωνικών μιλίων των ποταμών και το 98% τα μίλια που έχουν εκτιμηθεί ταξινομούνται ως εξασθενημένα (απαράδεκτα για τουλάχιστον μία καθορισμένη χρήση). "
Βιολογικοί κίνδυνοι σε υδάτινα περιβάλλοντα
Οι βιολογικοί κίνδυνοι που υπάρχουν στα λύματα περιλαμβάνουν βακτήρια, μύκητες, παράσιτα και ιούς. Τα βακτήρια και οι βακτηριακές ασθένειες κυμαίνονται από Ε. Coli, τυφοειδής πυρετός, σαλμονέλλα, χολέρα και shigellosis. Οι μύκητες περιλαμβάνουν ασπεργίλλιο. Στα παράσιτα περιλαμβάνονται το cryptosporidium, giardia και roundworms. Οι ιοί όπως η ηπατίτιδα Α μπορούν επίσης να βρεθούν στα λύματα. Τα προβλήματα υγείας που προκαλούνται από τη ρύπανση των αποβλήτων επηρεάζουν περίπου 3.5 εκατομμύρια Αμερικανούς κάθε χρόνο. Το εκτιμώμενο 50 τοις εκατό των λυμάτων που εισέρχονται στη Μεσόγειο είναι ανεπεξέργαστα λύματα. Τα βιολογικά απόβλητα από αγροκτήματα, σπίτια, πάρκα και παραλίες προκαλούν προβλήματα υγείας που επηρεάζουν περισσότερο από τους ανθρώπους.
Τα βακτήρια και άλλοι οργανισμοί σε γλυκό νερό χρησιμοποιούν οξυγόνο για να μεταβολίζουν τα λύματα που συνοδεύουν. Κατά τη διάσπαση των λυμάτων, αυτοί οι μικροοργανισμοί μπορούν να προκαλέσουν υποξαιμικές (εξαντλημένες με οξυγόνο) νεκρές ζώνες. Αυτές οι νεκρές ζώνες δεν διαθέτουν οξυγόνο που τα ψάρια και οι άλλοι εγγενείς οργανισμοί πρέπει να επιβιώσουν. Τα οστρακοειδή έχουν μολυνθεί από αρπακτικά βακτήρια που σχετίζονται με τα λύματα σε όλο τον κόσμο. Σε θαλάσσια περιβάλλοντα, τα βακτήρια του ανθρώπινου εντέρου μπορούν να μολύνουν τα κοράλλια και να προκαλέσουν ασθένειες λεύκανσης των κοραλλιών. Όταν τα κοράλλια χάνουν τα φυσικά τους βακτήρια και τα φύκια, πεθαίνουν, με αποτέλεσμα ζώνες όπου το κοραλλιογενές οικοσύστημα, από βακτήρια έως πληθυσμούς ψαριών, πεθαίνει.
Τα ναρκωτικά που κυμαίνονται από ορμόνες (που επηρεάζουν την αναπαραγωγική ανάπτυξη των ψαριών και των αμφιβίων) σε νόμιμες και παράνομες αμφεταμίνες σε αντικαταθλιπτικά έχουν εισέλθει σε υδρόβια οικοσυστήματα. Μερικά από τα φάρμακα περνούν στο σύστημα αποχέτευσης στα ούρα και τα κόπρανα των χρηστών, ενώ μερικά από τα φάρμακα έχουν ξεπλυθεί κάτω από την αποχέτευση. Μία ελεγχόμενη μελέτη των επιπτώσεων των αμφεταμινών σε υδρόβιους οργανισμούς έδειξε επιταχυνόμενη αναπαραγωγή εντόμων, μειωμένους πληθυσμούς φυκιών και μεταβολές στην ποικιλία διατόμων και μικροβίων.
Κίνδυνοι θρεπτικών ουσιών σε υδάτινα περιβάλλοντα
Τα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά υλικά από λιπάσματα, κυρίως άζωτο και φώσφορο, και τα απόβλητα προκαλούν ευτροφισμό τόσο στα φρέσκα όσο και στα θαλάσσια οικοσυστήματα. Η άλγη ανθίζει από την περίσσεια των θρεπτικών ουσιών μειώνει τη μετάδοση του φωτός στο νερό, προσβάλλοντας τα φυτά και το πλαγκτόν ενώ μειώνει την ποσότητα του οξυγόνου στο νερό. Καθώς τα φύκη πεθαίνουν, τα βακτήρια του αποσυνθέτη καταναλώνουν ακόμη περισσότερο από το διαλυμένο οξυγόνο. Σε ακραίες περιπτώσεις, η απώλεια οξυγόνου έχει ως αποτέλεσμα μεγάλες νεκρές ζώνες. Η απόρριψη λιπασμάτων και πλούσιων σε θρεπτικά συστατικά υλικών από τις μεσοδυτικές Ηνωμένες Πολιτείες προκάλεσε νεκρή ζώνη με μειωμένη συγκέντρωση οξυγόνου 7,728 τετραγωνικών μίλων στον Κόλπο του Μεξικού.
Βιομηχανικά απόβλητα σε υδάτινα περιβάλλοντα
Τα βιομηχανικά απόβλητα περνούν συχνά μέσω των ίδιων εγκαταστάσεων επεξεργασίας αποχετεύσεων με τα οικιακά απόβλητα. Τα βιομηχανικά απόβλητα περιέχουν συχνά μια ποικιλία χημικών ουσιών και ενδέχεται επίσης να περιέχουν βαρέα μέταλλα όπως μόλυβδο, υδράργυρο, κάδμιο και αρσενικό. Δεν είναι όλες αυτές οι χημικές ουσίες απομακρύνονται εντελώς σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων, έτσι ώστε τα χημικά προϊόντα να απελευθερώνονται σε ποτάμια, λίμνες και θαλάσσια ύδατα.Επιπλέον, ορισμένα απόβλητα μπορεί να απελευθερωθούν ή να χυθούν σε υδρόβια οικοσυστήματα χωρίς καμία επεξεργασία. Οι επιπτώσεις της ρύπανσης των λυμάτων στη θαλάσσια ζωή επηρεάζουν τους οργανισμούς σε όλη την τροφική αλυσίδα.
Τα βαρέα μέταλλα συσσωρεύονται σε ιστούς ψαριών, καθώς τα ψάρια καταναλώνουν πλαγκτόν, άλγη και μικρότερο θηράκι που περιέχει τα μέταλλα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βιοανάπτυξη. Όπως τα άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, τρώνε αυτά τα ψάρια, τα βαρέα μέταλλα μπορούν να φτάσουν σε επαρκείς συγκεντρώσεις για να δηλητηριάσουν τον καταναλωτή. Αυτά τα βαρέα μέταλλα μπορούν να συσσωρευτούν σε τοξικές ποσότητες και για τα ψάρια.
Έχει βελτιωθεί ο έλεγχος των εκλύσεων βιομηχανικών λυμάτων όπως τα προϊόντα πετρελαίου, τα ραδιενεργά απόβλητα και οι έμμονοι οργανικοί ρύποι, ενώ τα ελαιώδη απόβλητα μειώθηκαν κατά 90% μεταξύ της δεκαετίας του 1980 και του 2006. Αυτοί οι ρύποι προκάλεσαν άμεσες και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στα οικοσυστήματα με δηλητηρίαση ή πνιγμό πλαγκτόν, και τα ζώα.
Ατμοσφαιρική ρύπανση και υδάτινα οικοσυστήματα
Η βιομηχανική αιθάλη και ο καπνός επηρεάζουν επίσης τα υδάτινα οικοσυστήματα. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του θείου σε συνδυασμό με υδρατμούς σχηματίζει θειικό οξύ ή όξινη βροχή. Η όξινη βροχή και η απορροή μειώνουν το υδάτινο pH, το οποίο παρεμβαίνει στην ικανότητα των ψαριών να απορροφούν το οξυγόνο, τα άλατα και τα θρεπτικά συστατικά. Ένα χαμηλό ρΗ παρεμποδίζει επίσης την απορρόφηση του ασβεστίου. Η ακατάλληλη ισορροπία ασβεστίου για πολλά ψάρια σημαίνει ότι τα αυγά τους δεν αναπτύσσονται σωστά, καθιστώντας πολύ εύθραυστα ή αδύναμα. Η έλλειψη ασβεστίου προκαλεί επίσης αδύναμα αγκάθια και οστά στα ψάρια και αδύναμα εξωσκλημάτια για καραβίδες. Η όξινη βροχή επίσης εκπλένει το αλουμίνιο από τα εδάφη, παρεμβαίνοντας στην αναπαραγωγή σε καρκινοειδή και ψάρια. Επιπλέον, όταν το ρΗ πέφτει κάτω από 6, τα έντομα όπως οι μαγισσείες και οι πεταλούδες δεν μπορούν να επιβιώσουν, επηρεάζοντας την τροφική αλυσίδα.
Απορρίμματα σε υδάτινα οικοσυστήματα
Τα αστικά λύματα περιλαμβάνουν απορρίμματα πλυμένα σε αποχετεύσεις καταιγίδων και τελικά σε υδάτινες οδούς. Το 70 τοις εκατό αυτού του απορριμμάτων καταλήγει στον πυθμένα της θάλασσας, περίπου το 15 τοις εκατό προσγειώνεται στις παραλίες και περίπου το 15 τοις εκατό επιπλέει στον ωκεανό. Το μεγαλύτερο μέρος του απορριμματοφόρου, το 70%, είναι πλαστικό με μέταλλο και γυαλί που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου 30%. Μελέτες δείχνουν ότι περισσότερα από 1.200 είδη υδρόβιων ειδών αλληλεπιδρούν με τα απορρίμματα, τρώγοντάς τα, ζώντας μέσα ή πάνω τους ή μπλέχοντας μέσα τους. Μεγάλο μέρος του πλαστικού έχει τη μορφή μικροπλαστικών, μικροσκοπικά κομμάτια από τη διάσπαση μεγαλύτερων πλαστικών. Ζώα τόσο διαφορετικά όσο τα θηλαστικά, τα ψάρια, τα καρκινοειδή και άλλα επηρεάζονται από αυτό το απορρίμματα.