Átírás

1 Szervetlen és s szerves, mikro- és s makro- szennyezők 1.

2 LÉGKÖRI EREDETŰ SAVASODÁS Száraz ülepedés Szilárd alkotók Nedves ülepedés Savas csapadékok Természetes eredetű savasodás Légköri csapadék eleve savas jellegű CO 2 vízben jól oldódó gáz Szénsav tartalom CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - gyenge sav, rosszul disszociál Csapadékvíz ph-ja = 5,5 (normál körülmények esetén) 2.

3 Antropogén savasodás Fosszilis tüzelőanyagok égetése SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 kénessav SO 2 -kibocsátás 2 H 2 SO 3 + O 2 2 H 2 SO 4 kénsav: nagyon erős sav, jól disszociál Belső égésű motorok működése NO x kibocsátás O 2 + 2NO + H 2 O HNO 3 + HNO 2 salétromsav + salétromossav O 2 HNO 2 HNO 3 salétromsav: nagyon erős sav 3.

4 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.

5 A savas hatás kompenzálása Sav-semlegesítő kapacitás Acid Neutralizing Capacity (ANC) természetes pufferkapacitás (üledékes kőzet) HCO H + agyagásványok H 2 CO 3 rosszul disszociál ioncserélő képesség ( H + megkötődik, helyette Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ kerül a vízbe) légköri NH 3 gáz beoldódása NH 3 + H + NH

6 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.

7 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.

8 MIKROSZENNYEZŐK 8.

9 Általános jellemzők 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.

10 10.

11 Szervetlen mikroszennyezők 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.

12 12.

13 13.

14 Szerves mikroszennyezők 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.

15 Növényvédőszerek - peszticidek 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.

16 Kémiai összetételük k alapján szerves szervetlen A peszticidek toxikussága munkaegészségügyi, élelmiszer egészségügyi várakozási időt, az LD pusztulást előidéző dózist, a környezetvédelmi besorolást, a megengedhető szermaradék mennyiségét. 16.

17 Követelmény 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 tulajdons sos tulajdonságok gok természetes lebomlással szembeni ellenálló képessége rezisztencia 17.

18 A peszticidek lebomlása 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.

19 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 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.

20 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.

21 Toxicitás fajspecifikus A peszticideket öt osztályba lehet sorolni a melegvérűekre gyakorolt toxikus hatásuk alapján. Az emlősök növényvédőszer toxicitási osztályai Osztály LC 50,mg/kg I. 50 alatt Mérgező II III Veszélyes IV Veszélytelen V felett Befolyásoló tényező: hőmérséklet, ionkoncentráció, lebegőanyag (adszorpció csökkentő hatása), kereskedelmi kiszerelés 21.

22 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.

23 Víztisztítási technológia aktív szenes eljárás (por alakú és granulált), ózonos kezelés, ózonos kezelés + hidrogénperoxid, biológiai kezelés, membránszűrés. 23.

24 Szintetikus mosószerek 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.

25 Szintetikus detergensek, mosószerek nátrium-tripolifoszfát (NTP) Na 5 P 3 O 10 - 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. Habzásveszély, oxigénfelvételi képesség csökkentése eutrofizáció szolubilizáció emulgeálás Hátrány 25.

26 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 C 6 H 4 - (CH 2 CH 2 O) - OH 26.

27 Optikai fehérítők abszorbeálják az UV sugárzást és látható kék fényt emittálnak,környezetvédelmi szempontból nem jelentősek. CH 3 (CH 2 ) 15 C apoláris szakasz O OPO 3 Na poláros szakasz víz poláris szakasz apoláris szakasz apoláros anyag 27.

28 Felületaktív anyagok szerepe CH 3 (CH 2 ) 15 C apoláros szakasz O OPO 3 Na poláros szakasz poláros szakasz víz apoláros szakasz apoláros anyag 28.

29 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.

30 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 ~ g/mól Veszélyesség: íz, színhatás nehézfémek oldatba vitele fémkomplexek formájában Fémhumátok 30.

31 Dioxinok A dioxin 75 különbözõ poliklórozott dibenzo - dioxinok gyüjtőneve. 31.

32 32.

33 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.

34 34.

35 PAH vegyületek jellemzői: Biológiailag alig bontható Karcinogén Kémiailag stabil Eltávolítási módszerek: Flokkulálás, ülepítés, Aktív szén adszorpció Ózon Klór 35.

36 A kifogástalan talajvíz, a nem szennyezett tó vize ng/m 3, az enyhén szennyezett folyóvíz ng/m 3, a szennyvíz ng/m 3 fölötti mennyiséget tartalmaz. A Duna víz átlagosan ng/m 3 -t tartalmaz. A WHO és hazai ivóvíz határérték benzo/a/pirénre 100 ng/m 3, a hat megnevezett vegyületre együttesen 200 ng/m

37 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.

38 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.

39 Kőolajok és származékaik kémiai szempontból szénhidrogének keveréke íz- és szagrontók Mérgezőek Eltérő vízoldhatóság Rákkeltők (származékok) Felszínen szétterülés egymástól függő tenzidekkel oldhatóság nő! 4 * 10-5 mm réteg szemmel észlelhető (40 L olaj / 1 km 2 ) Párolgás 39.

40 Biológiai bonthatóság 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.

41 Környezeti hatások Nagy koncentrációk Bioakkumulációra hajlamosak 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.

42 Környezeti katasztrófák 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.