Wstęp

Woda stanowi niezbędny składnik do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Poza tym związek ten warunkuje życie na kuli ziemskiej. Woda zajmuje 71% powierzchni Ziemi, zaś organizmy żywe w swojej budowie posiadają 60-90% tego składnika. To najbardziej rozpowszechniona substancja w przyrodzie.

Wszystkie zbiorniki wodne (morza, oceany, jeziora oraz rzeki) stanowią 3/4 powierzchni kuli ziemskiej. Naukowcy dokonali odkrycia obłoków wodnych w przestrzeni kosmicznej. Masa wódy oceanów oraz mórz jest pewnego rodzaju regulatorem klimatu, i powoduje łagodne, stopniowe zmiany temperatury, zaś znajdująca się w powietrzu para wodna za dnia pełni rolę ochronną przed promieniami słonecznymi, a w nocy przed nadmierną utratą ciepła.

W przyrodzie woda krąży cały czas. Określona i1ość ulega wyparowaniu do atmosfery, aby potem wrócić na ziemię pod postacią deszczu oraz śniegu.

Całkowite zasoby wodne na Ziemi wynoszą 2 miliardy km3. Największe ilości wody słonej są zgromadzone w morzach oraz oceanach (około 97,4%). Wody słodka występuje w znacznie mniejszych ilościach (około2,6%). Całkowite zasoby wodne Polski są bardzo skromne.

Wszyscy jesteśmy narażeni na kryzys wodny nie z powodu braku wody (zużywamy około 1%), ale dlatego, że stosujemy technologie przemysłowe zużywające bardzo duże ilości czystej wody.

Jakość rzek, wód gruntowych, z których człowiek pobiera wodę pitną jest, najdelikatniej mówiąc, w bardzo niedobrym stanie. Do wody tej odprowadzane są ścieki, które powinny wpierw oczyszczone. Jednak najlepsze stosowane technologie nie są w stanie usunąć wszystkich szkodliwych zanieczyszczeń. Odprowadzane ścieki pochodzą z zakładów przemysłowych, gospodarstw domowych, obszarów rolniczych.

Woda pitna musi spełniać określone wymagania. Powinna być: bezbarwna, chłodna, bezwonna, transparentna oraz powinna charakteryzować się dobrym smaku. Musi wykazywać czystość pod względem chemicznym oraz biologicznym. Okreś1ają to określone normy, zaś badania kontrolne są przeprowadzane przez stacje sanitarno - epidemiologiczne.

Mamy do czynienia z trzema rodzajami zapachu wody:

1. Zapach roś1inny (siana, torfu, ziemi, mchu, kwiatów oraz trawy);

2. Zapach gnilny (siarkowodoru, pieśni, fekaliów oraz stęchlizny);

3. Zapach specyficzny (nafty, chloru, smoły oraz różnorodnych rozpuszczalników).

Organizm ludzki bez jedzenia może przeżyć około miesiąca, zaś bez wody kilka dni. Z powodu braku wody może umiera każdy człowiek, zwierzę oraz roślina. Wiele krajów ma ograniczony dostęp do wody. Troska o zasoby wodne to troska o życie wszystkich żywych istot na całym globie. Woda jest bardzo cenna substancja wykorzystywana w: przemyśle, gospodarstwach domowych, rolnictwie oraz transporcie. Woda może być także wykorzystywana transporcie wodnym, sporcie, rekreacji oraz elektrowniach wodnych.

Wodne zasoby na Ziemi niestety nie są równomiernie rozmieszczone. Wiele krajów ma ograniczony dostęp do wody. Tam nawet bardzo mała ilość tej substancji jest bardzo cenna, nie ma mowy o jakimkolwiek marnotrawstwie. Brak wody wpływa na obfitość plonów. Gdy nie są wystarczające, prowadzi to do nasilającego się głodu.

Niedobory wody sprawiają, że plony są niskie, co prowadzi do głodu. W krajach rozwiniętych ogromne ilości wody zużywane są w zakładach przemysłowych, gospodarstwach domowych oraz na obszarach rolniczych. Woda jest bardzo cenna substancja wykorzystywana w: przemyśle, gospodarstwach domowych oraz transporcie. Nadmiar wody może wyrządzić wiele szkód, wszak woda może być bardzo groźnym żywiołem.

Metody wykorzystania wody

Wodę możemy wykorzystywać na dwa różne sposoby. Pierwszym sposobem jest czerpanie wody bezpośrednio z naturalnych zbiorników. Drugim sposobem jest wykorzystanie wody w transporcie wodnym, sporcie, rekreacji oraz elektrowniach wodnych. Kraje rozwinięte uprzemysłowionych bogate przemysł oraz energetyka wykorzystują ogromne ilości wody. Wyprodukowanie jednego amerykańskiego samochodu potrzebne są 30000 litrów wody. Produkcja tony papieru w Kanadzie wymaga zastosowania 180000 litrów wody. 76% zużywanej wody w Wielkiej Brytanii pochłania przemysł. Największe ilości są wykorzystywane w elektrowniach, które produkują prąd podczas procesy spalania. Woda wykorzystywana jest także w produkcji energii, Istnieją elektrownie wodne, w których spadający strumień wodny porusza turbiny generatorów, a co za tym idzie zamieniana jest energia mechaniczna na energię elektryczną. Otrzymywana w ten sposób energia jest coraz częściej stosowana, gdyż jej produkcja jest dosyć tania. W Kanadzie elektrownie wodne dostarczają około 66% energii elektrycznej. Norwegia może poszczycić się jeszcze większą wartością. Tam energetyka wodna dominuje całkowicie i stanowi prawie 99%. Wiele krajów stosuje sztuczne nawadnianie pól. 85%' wody w Kalifornii jest wykorzystywana w rolnictwie, zaś mieszkańcy aglomeracji miejskich zużywają 9%, na przemysł przypada tylko 6%. W Izraelu sztuczne nawadnianie to podstawowy warunek dużego rozwoju gospodarczego. 30% obszarów jest nawadnianych sztucznie. Egipt charakteryzuje się tym, że tam wszystkie obszary uprawne są nawadniane. Co prawda transport wodny nie jest tak popularny jak lądowy (kolej, samochody), ale w rejonie Wielkich Jezior w Stanach Zjednoczonych ogromne centra przemysłowe wykorzystując sieć połączeń śródlądowych ma dosyć dogodny dostęp do morza. Ze Stanów Zjednoczonych oraz Kanady w taki właśnie sposób w każdym roku do krajów europejskich dopływa 45 milionów ton towarów. Woda morze być także wykorzystywana jako nośnik ścieków komunalnych oraz przemysłowych. Postępując w ten sposób doprowadzono do tego, że naturalne i czyste cieki wodne zostały zamienione w szkodliwe i brzydko pachnące ścieki.

Nadmierne zużycie wody

W obrębie mijających 30 lat wykorzystanie wody wzrosło dosyć szybko, a co za tym idzie zmniejszeniu uległy globalne zasoby. Główną przyczyną wzrostu zapotrzebowania na wodę jest wciąż wzrastająca ilość używanych pralek oraz zmywarek, myjni samochodowych, popularność urządzeń nawadniających ogródki, działki oraz powszechność toalet. Ponad 33% wykorzystywanej wody w gospodarstwie domowym w państwach zachodnich wiąże się z muszlę klozetową.

Zużycie wody w Stanach Zjednoczonych rośnie w szalonym tempie. Od roku 1900 aż o 1000%! Ta ilość powinna skłonić niektórych do przemyśleń. Aktualnie przeciętny obywatel Stanów Zjednoczonych zużywa dziesięciokrotnie większą ilość wody niż inni mieszkańcy krajów rozwiniętych. Wzrost ten wziął się z gwałtownego rozwoju przemysłu, wyższym standardem egzystencji, upowszechnieniem się systemów irygacyjnych.

Zasoby wodne na kuli ziemskiej

97% wody występującej na kuli ziemskiej stanowią oceany. Problem tkwi jednak w tym, że woda morska jest bardzo zasolona i nie może być wykorzystywana. 2% wody stanowią lądolody oraz lodowce górskie. Na obszarach lądowych główne źródło pitnej wody stanowią podziemne pokłady. Ma dużych głębokościach występuje około 0,6% wody, zaś tylko 0,02% stanowi woda w rzekach oraz jeziorach. Będąca w atmosferze para wodna stanowi 1/1000 część wszystkich zasobów na Ziemi. Nie należy bagatelizować tej wartości, gdyż ta część jest bardzo znacząca. Woda spadająca pod postacią deszczu na powierzchnię Ziemi, daje możliwość do życia wszystkim roślinom. Każdego roku pod postacią śniegu oraz deszczu spada na Ziemię około 113 miliarda decymetrów sześciennych wody. Gdyby opady atmosferyczne równomiernie się rozkładały na wszystkie obszary na kuli ziemskiej, wówczas nie istniałby problem deficytu na niektórych terenach. Dzieje się jednak inaczej i ogromne obszary lądów stanowią pustynie, półpustynie, na których bardzo często mamy do czynienia z suszą. W krajach europejskich nie mamy do czynienia z deficytem wody. Inaczej sytuacja się przedstawia w krajach afrykańskich. Na ponad 1/3 obszarów na tym kontynencie jest narażonych na częste występowanie suszy. Susza niesie ze sobą wiele szkód. W tym czasie wiele zbiorników z wodą ulega wyschnięciu, umiera wiele zwierząt domowych, wśród ludzi narasta głód. W coraz szybszym tempie wzrastają tereny zajmowane przez pustynie. W przeciągu ostatniego pięćdziesięciolecia ponad 65 milionów hektarów ziemi uległo zamianie na tereny pustynne. Woda będzie przynoszona z coraz bardziej odległych terenów. Często jest to woda zanieczyszczona. Taki stan rzeczy powoduje liczne choroby, a nawet epidemie. Co gorsza najmniej odporne na brak wody są bezbronne dzieci. Tereny pustynne występują także w Azji, w Ameryce Południowej oraz na południowo-wschodnim obszarze Stanów Zjednoczonych. W Kalifornii w latach 80-90 obniżeniu uległ poziom gruntowych wód. W Los Angeles, mieści gwiazd filmowych, w każdym domu są obecne baseny. Odpowiednio przeprowadzona polityka mające na celu promowanie oszczędzana wody przyniosła w jakimś stopniu pozytywne rezultaty. Część kalifornijskich farmerów została zmuszona do wprowadzenia nowoczesnych, a co za tym idzie oszczędnych technologii nawadniania obszarów, na których hodują warzywa oraz owoce. Brak wody odczuli także agencje turystyczne. Zmniejszony poziom niektórych jezior utrudnia żeglugę, zaś wstęp do większości lasów został zabroniony ze względu na zagrażającą możliwość pożarową.

Zagrożenia powodziowe

Opady występujące w dużych ilościach mogą spowodować powodzie. Katastrofy tego rodzaju występują bardzo często na obszarach Bangladeszu. Wynikało to po części z wyrębie lasów rosnących na zboczach w górskich. Brak drzew spowodował, że woda absorbowana wcześniej przez glebę oraz roślinność, spływała swobodnie w doliny, w ten sposób zasilając górskie potoki. W 1997 w okresie lipca na terenach Europy Środkowej miała miejsce "powódź stulecia". Objęła ona następujące tereny: południowa oraz zachodnia część Polski, Czechy oraz Morawy, Austrię, wschodnią część Niemiec. Miesiąc lipiec jest najwilgotniejszym miesiącem w ciągu roku w tej strefie klimatycznej, jednakże był wyjątkowo suchy przez kilka lat poprzedzający tę katastrofę. W 1997 roku w czasie zaledwie paru dni w Sudetach, spadły ogromne ilości deszczu (więcej niż średnia ilość roczna). W tym rejonie mają źródła liczne rzeki. Takiej dużej ilości wody gleba nie mogła wchłonąć. Poczyna, podobnie jak w Bangladeszu, tkwiła we wcześniejszym wyrębie lasów oraz ich "zatrucie" zanieczyszczeniami przemysłowymi. Woda płynąca z szaleńczą prędkością z górskich rzek wpłynęła w doliny. Zniszczeniu uległy tereny wiejskie oraz obszary miejskie. Woda wdarła się na osiedla oraz pola uprawne. Jej siła był tak duża, że zniszczyła wiele dróg, mostów, domów. Na nieszczęście człowieka woda zalewając fabryki, oczyszczalnie ścieków oraz śmietniska spowodowała zanieczyszczenie wielu terenów. Uprawy rolne zostały zatrute, a w okolicach brakowało wody pitnej. Najbardziej wzburzoną rzeką była Odra. Rzeka ta także przyjmowała nadmiar wody z licznych dopływów. Przerywała stawiane wały przeciwpowodziowe. Nadmiar wody nie mogły zatrzymać zbiorniki retencyjne, powstałe w tym celu. Na nasze szczęście katastrofy powodziowe o tak wielkiej skali w Polsce maja miejsce bardzo rzadko, co nie upoważnia do zaniedbań.

Często mamy do czynienia z zaskakującymi nawet hydrologów zmianami kierunku wylewanych rzek. Miejsca dotychczas uważane za bezpieczne stały się zagrożeniem. Pomimo stawianych zabezpieczeń oraz intensywnej pracy odpowiednich służb ratowniczych oraz hydrologicznych, woda okazała się silniejsza od człowieka w wielu miejscach. Nie tylko biedne kraje mają problem z zatrzymaniem nadmiaru wody. Opanowanie wezbranej wody jest bardzo trudnym zadaniem.

Jakość wody

Substancje, które zanieczyszczają wody powierzchniowe mogą powodować zmętnienie zmianę barwy oraz smaku. Jakość wody ulega zmianie na gorsze. Obecne w wodzie organizmy chorobotwórcze powodują zatrucia pokarmowe. Zanieczyszczenia wód wytwarzane przez człowieka to substancje toksyczne dla organizmów wodnych. Wraz ze wzrostem stężenie substancji toksycznych, które zanieczyszczają wodę, zmniejszeniu ulega ilość ryb.

Odpowiednie jednostki odpowiedzialne za wodną gospodarkę mają za zadanie dostarczyć wodę o odpowiedniej jakości do naszych mieszkań. Stan wody jest określany na podstawie właściwości:

- fizycznych, takich jak: kolor, smak, temperatura;

- biologicznych, takich jak: obecność bakterii;

- chemicznych, takich jak: twardość wody, zawartość mineralnych związków.

Woda, która pochodzi z pokładów wapieni charakteryzuje się znaczną ilością tlenków magnezu. Jest to tzw. woda twarda. Nie jesteśmy w stanie namydlić się w takiej wodzie. Nie może być także wykorzystywana we włókiennictwie.

Ze skażeniem wody mamy do czynienia, gdy przemysłowe oraz rolnicze odpady dostają się do naturalnego cyklu obiegowego wody. W Stanach Zjednoczonych miało miejsce ciekawe zjawisko. Na skutek dużego stężenia zanieczyszczeń rzeka Cuyaloga się zapaliła. Szkodliwy wpływ na jakość wody może mieć gorąca woda odprowadzana z elektrowni, gdyż zmniejsza stężenie tlenu w rzekach. Zmniejsza się ilość pływających w nich ryb.

Oszczędnego gospodarowanie wodą

Zapotrzebowanie na wodę wciąż wzrasta, jednak zasoby wód nie są nieograniczone. Specjalnie powołane do tego celu instytucje są odpowiedzialne za dział gospodarki wodnej. Praca tych jednostek opiera się na opracowaniu najlepszych rozwiązań ochrony zasobów wodnych. Zmianie musi ulec naturalny obieg wody. Niezakłócona niczym naturalna cyrkulacja przebiega z oceanu do ziemskiej atmosfery, z ziemskiej atmosfery do rzeki, z rzeki do morza. Naukowcy zajmujący się hydrologią stwierdzili, że obieg ten można spowolnić budując sztuczne zapory. Tworzy się w ten sposób duże zbiorniki wodne. Największym tego typu zbiornikiem na świecie jest zbiornik Bracki na Angarze. Sztucznie powstałe zbiorniki wodne są nazywane jeziorami retencyjnymi. Stanowią bardzo ważny element zabezpieczenia przeciw podwoziom. W czasie większej ilości opadów są w stanie zatrzymać nadmierne ilości wody. Zabezpieczają w ten sposób tereny położone niżej przed zalanie. Innym sposobem wykorzystania zbiorników retencyjnych jest rekreacja i sport, ale także mogą służyć do produkcji prądu. Elektrownie wodne są coraz bardziej popularne na świecie. Czasami mamy do czynienia z obniżaniem się poziomu gruntowych wód. Ma to miejsce tylko wtedy, gdy więcej wody się wydobywa niż wynoszą opady atmosferyczne na danym terenie. Taka sytuacja miała miejsce w Londynie. W mieście tym woda była czerpana z piaskowych oraz kredowych warstw wodnych. W celu zaniechania takiej sytuacji kraje europejskie dokonują wypompowywania nadmiarów wody do warstw wodnych z rzek. Woda może także ulec procesowi ponownego uzdatniania. Zużyta woda w wielu zakładach przemysłowych jest oczyszczana w pobliskich oczyszczalniach i ponownie jest wykorzystywana w czasie produkcji. Tego typu proces nosi nazwę recyclingu. Wadą tego procesu jest duży koszt. Lepszym pomysłem stosowanym w elektrowniach jest studzenie wody i ponowne wykorzystanie.

Marnotrawstwo wody

Dosyć dużym problemem związanym z wodą jest jej bezsensowne marnotrawienie w gospodarstwach domowych. Należy zmienić błędne przeświadczenie ludzi o nieograniczonych zasobach wodnych, ponieważ człowiek zużywa więcej wody niż wynika z jego potrzeb. Podniesienie cen za wodę oraz zamontowanie wodomierze może ten stan w dużym stopniu mienić. Taka sytuacja miała miejsce na Wyspach Brytyjskich. Na jednym z terenów zainstalowano wodomierze. W przeciągu roku ilość zużywanej wody spadła o 22%. Znaczne ilości wody są marnotrawione w wyniku wyparowywania zbiorników sztucznych leżących na suchych terenach. Wciąż przeprowadzone są badania, których celem jest stopniowe ograniczanie tego stanu rzeczy. Rozpylana jest nad zbiornikiem specjalna substancja, której zadaniem jest ograniczenie parowania. W kilku krajach arabskich powstały specjalistyczne stacje uzdatniające wodę. Ma to na celu zapewnienie odpowiedniej ilości słodkiej wody. Zadaniem tych stacji jest odsalanie wody słonej. Koszt stosowanej metody jest bardzo duży, dlatego też stosowane są tylko w krajach, gdzie inne sposoby pobierania wody słodkiej nie są możliwe do zrealizowania. Kolejnym sposobem zaopatrywania w wodę terenów ubogich w tą substancje jest transport rurociągami. Koszt tej metody również jest bardzo duży. Wyżej wspomniane metody charakteryzują się tym, że do ich realizacji potrzebne są bardzo duże nakłady finansowe. Stosowa są tylko w przypadku, gdy inne metody nie są możliwe do zrealizowania.

Ogólne skażenie, pogorszenie się stanu środowiska naturalnego oraz globalne ocieplenie może mieć bardzo niekorzystny wpływ na zasoby wodne w niedalekiej przyszłości. Aby w przyszłości nie wystąpiły problemy związane z brakiem wody, już dziś powinniśmy poważnie zastanowić się nad tym aspektem.

Ilość zanieczyszczeń wód określamy za pomocą wskaźników zanieczyszczenia. Jest to stężenie zanieczyszczeń, które wyrażamy w miligramach substancji na 1 litr wody. Wchodzą także inne parametry określające stężenia określonych zanieczyszczeń. Najważniejszym wskaźnikiem zanieczyszczenia powierzchniowych wód jest stężenie tlenu rozpuszczonego przyjmującego największą wartość 8-9 mg/dm3. Przy mniejszym stężeniu tlenu mamy do czynienia z zanieczyszczeniem wody związkami pochodzenia organicznego, które są rozkładane biochemicznie. Zmniejszenie się ilości tlenu poniżej 4 mg/dm3może spowodować obumieranie organizmów żyjących w wodzie. Kolejnym wskaźnikiem zanieczyszczenia naturalnych wód naturalnych jest biochemiczne zapotrzebowanie tlenu, tzw. BZT, które jest miarą ilości rozłożonych biochemicznie związków pochodzenia organicznego. Występuje także chemiczne zapotrzebowanie tlenu, tzw. ChZT, które jest miara ilości wszystkich związków pochodzenia organicznego. Wartość wskaźników zanieczyszczenia jest uzależniona od przepływu wody.

Najczęściej stosowaną metodą biologiczną jest metoda saprobowości (sapros ~ gnijący - organizm, który występuje w wodzie zanieczyszczonej). Stan zanieczyszczenia jest określany biorąc pod uwagę występowanie wskaźnikowych organizmów, czyli saprobów - bakterii, glonów, mięczaków, pierwotniaków, grzybów, w zanieczyszczonych wodach. Możemy wyróżnić cztery strefy zanieczyszczeń: strefa polisaprobowa, strefa asaprobowa, mezosaprobowa, oligosaprobowa.

Najczęściej stosowany jest system saprobowy, który wykorzystuje wynik analiz hydrobiologicznych wód. Analizy bakteriologiczne dostarczają informacji o rodzaju i ilości bakterii obecnych w wodach. Proces eliminowania zanieczyszczeń z wód do ilości umożliwiającej stosowanie ich do różnorodnych celów to uzdatnianie wody. Proces uzdatniania powinien charakteryzować się znikomą szkodliwością. Dzieje się inaczej. W celu usunięcia bakterii stosowane są metody chemiczne (dodawany jest ozon lub chlor). Ten ostatni stosowany od roku 1893 w kontakcie z substancjami humusowymi może przekształcić się w pochodne charakteryzujące się właściwościami rakotwórczymi.

W Polsce wody naturalne możemy podzielić na trzy klasy czystości. Warunkiem koniecznym do spełnienia, aby zakwalifikować wodę do określonej klasy jest ilość wszystkich wskaźników zanieczyszczenia.

Zasady klasyfikacji wód są określone przez prawo wodne. W roku 1993 objętych kontrolą 6,2 tysięcy kilometrów rzek, tylko 2,7% należało do wód o największym stopniu czystości (wody I klasy czystości- kryteria fizykochemiczne), 15,2% należało do II klasy, 28,1% do III klasy czystości, zaś 54% stanowiły pozaklasowe wody. Według kryterium biologicznych nie było wód należących do I klasy czystości, 1,8% stanowiły wody II klasy czystości, 9,7% III klasy czystości, zaś 88,5% to pozaklasowe wody.

Zanieczyszczenia wód

Zanieczyszczona woda jest problemem na skalę światową. W krajach bogatych oraz dobrze rozwiniętych woda pobierana bezpośrednio z rzek nie może być wykorzystana w gospodarstwach domowych. Do głównych źródeł zanieczyszczenia wody zaliczamy: bakterie (także inne mikroorganizmy występujące w dużej ilości), substancje chemiczne (pochodzenia organicznego i nieorganicznego występujące w postaci różnorodnych roztworów, koloidów oraz zawiesin). O składzie chemicznym wody decyduje: czynnik naturalny (rozkład substancji wchodzący w skład z gleb oraz skał, rozwój oraz obumieranie organizmów wodnych), czynnik antropogeniczny. Najbardziej powszechnym antropogenicznym zanieczyszczeniem wód powierzchniowych są pestycydy oraz związki powierzchniowo czynne, fenole, metale ciężkie (ołów, chrom, miedź, kadm, rtęć oraz cynk), węglowodory wchodzące w skład ropy naftowej, chlorowcowe pochodne bifenylu oraz podgrzane wody tzw. zanieczyszczenie termiczne. Zanieczyszczenia są bardzo szkodliwie dla wód powierzchniowych charakteryzujące się nieznacznym przepływem oraz wód stojących. Dużą wadą antropogenicznych zanieczyszczeń jest to, że działają toksycznie na wiele organizmów wodnych. Związki refakcyjne to zanieczyszczenia, które wykazują dużą trwałość w środowisku wodnym. Z dużą trudnością ulegają chemicznym oraz biochemicznym procesom. Największe ilości zanieczyszczeń wpływa do wód ze ściekami. Ścieki to zanieczyszczone wody odpadowe. W skład tych zanieczyszczeń wchodzą różne składniki wprowadzone przez człowieka w wyniku działalności życiowej oraz produkcyjnej. Ścieki to wody pochodzenie przemysłowego, opadowego, bytowo-gospodarczego. W skład ścieków chodzą: bakterie, wirusy, promieniowce oraz grzyby i jaja pasożytów. Zanieczyszczenia stanowią także wody podgrzane, są to tzw. zanieczyszczenia termiczne.

Zanieczyszczenia naturalne mogą powstawać w różnych wodnych zbiornikach. Zwykle powstają podczas obumierania zwierząt oraz roślin wodnych. Część zanieczyszczeń jest spłukiwana w czasie obfitych opadów atmosferycznych. Ten typ zanieczyszczeń nie jest bardzo dużym problemem, gdyż ich ilość jest regulowana przez proces sedymentacji.

Do innych ważnych źródeł zanieczyszczeń należą: transport wodny oraz lądowy, pestycydy oraz nawozy sztuczne, odpady komunalne oraz przemysłowe. Jesteśmy w stanie rozróżnić zanieczyszczenia:

- punktowe (przede wszystkim ścieki), które występują w jednym punkcie;

- zanieczyszczenia obszarowe, które są w stanie dostać się do powierzchniowych oraz podziemnych wód duży obszar (substancje chemiczne wykorzystywane w rolnictwie). Woda może także ulec zanieczyszczeniu na skutek procesu eutrofizacji.

Główne czynniki, które wpływają na pogorszenie stanu wody to:

- czynniki naturalne (zanieczyszczenia związkami żelaza, zasolenie, zanieczyszczenia humusem);

- zanieczyszczenia sztuczne, które pochodzą z działalności ludzkiej (odpady lotne, stałe, ciekłe, substancje chemizacji rolnictwa, gnojowica, odpady hodowlane

Ochrona wód

Ochrona wód polega na działalności zarówno technicznej, ale także organizacyjno-prawnej. W wyniku tej działalności zachowane są lub przywrócone naturalnym wodom całkowitej przydatności jakościowej. Zachowany jest również bilans wodno-gospodarczy kraju. Podstawa prawna mającą na celu ochronę wód przed różnorodnymi zanieczyszczeniem, to prawo wodne, które jest zbiorem przepisów. Zbiór ten określa zasady klasyfikowania wody, jeżeli bierzemy pod uwagę stopień zanieczyszczenia, sposób odprowadzania ścieków produkowanych przez człowieka do powierzchniowych wód oraz kanalizacji miejskiej, kary, które są nakładane na zakłady przemysłowe odprowadzające ścieki do wód w nadmiernej ilości, zasady mające na celu ustanawianie stref chronionych ujęć oraz źródeł wody. Utrzymanie równowagi biologicznej w ekosystemach morskich jest niesłychanie ważna. Duże zbiorniki wodne, których powierzchnia przekracza 3-krotnie powierzchnię lądów jest narażona na zagrożenie zanieczyszczeniami, które są niesione z prądem rzek, które opadają z atmosfery, które dostają się bezpośrednio z lądów, które powstają na skutek katastrof morskich (najbardziej niebezpieczne są katastrofy tankowców), urządzeń na platformach wiertniczych. Część substancji toksycznych może być przenoszona wraz z żywymi organizmami. Zapewnienie czystości dużym zbiornikom wodnym (morza i oceany) jest bardzo istotne i ma znaczenie globalne.

Możemy wyróżnić następujące sposoby ochrony wód:

- ochrona przed degradacją;

- kompletne oczyszczanie ścieków;

- zamknięte obiegi wody w zakładach przemysłowych;.

- zbiorniki retencyjne.

W Polsce wody naturalne możemy podzielić na trzy klasy czystości. Warunkiem koniecznym do spełnienia, aby zakwalifikować wodę do określonej klasy jest ilość wszystkich wskaźników zanieczyszczenia. Woda należąca do I klasy czystości, może być używana w hodowli ryb (nawet łososie), a po procesie uzdatnienia, może być przeznaczona do picia. Woda należąca do II klasy może być używana w hodowli ryb, zwierząt gospodarstwa domowego, relaksu i rekreacji. Woda należąca do III klasy czystości, może być używana w celach przemysłowych oraz rolniczych. Pozostałe wody, które nie spełniają wymagań wody III klasy czystości są wykorzystywane tylko do sportów wodnych (żeglarstwo).

Najbardziej efektywnym sposobem ochrony powierzchniowych wód przed zanieczyszczeniami jest wykorzystanie oczyszczalni do oczyszczania ścieków. Maksymalna wartość zanieczyszczenia ścieków po oczyszczeniu odprowadzanych do ziemi oraz wód ustala prawo wodne. Musi ono być bezwzględnie przestrzegane. Nawet postępowanie zgodnie z nim nie daje pewności otrzymania pozwolenia na swobodne odprowadzanie ścieków. Dzieje się tak dlatego, ponieważ czasami ilość ścieków jest tak dużą, że stężenie odprowadzanych zanieczyszczeń jest za wysoka. Wiele zakładów przemysłowych odprowadza ścieki pomimo nie spełnienia wymogów. W takich przypadkach nakładane są kary finansowe. Organem, który jest upoważniony do sprawowania kontroli jest W Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska ma miejsce sprawowanie kontroli oraz ustalanie wielkości kar pieniężnych.

Zanieczyszczenia pochodzenia organicznego, które nie są toksyczne, dla wód nie stanowią dużego zagrożenia. Dzieje się tak dlatego, gdyż mogą ulec biochemicznemu rozkładowi. Jest to tzw. samooczyszczanie wód. Na skutek tego procesu następuje zmniejszenie się ilości tlenu obecnego w wodzie. Stężenie zanieczyszczeń, które są odprowadzana wraz ze ściekami do wody nie może doprowadzić do deficytu tlenowego, tzn. spadku ilości tlenu poniżej 4 mg/l. W takich warunkach ma miejsce obumieranie oraz rozkład organizmów wodnych. Na skutek tego niekorzystnego procesu ma miejsce dalsze zanieczyszczenie wody. Ustalanie możliwego do zaakceptowania obciążenia obliczane jest biorąc pod uwagę bilans tlenowy, który jest sporządzanego dla określonego odbiornika. Brana jest pod uwagę zawartość tlenu oraz czas trwania procesu samooczyszczania na określonym danym rzeki. Samooczyszczanie może być wspomagane przy pomocy sztucznego napowietrzania w oczyszczalniach rzecznych.

Stan wód możemy w znacznym stopniu poprawić poprzez stosowanie lepszych, nowocześniejszych technologii, które zmniejszają ilość zanieczyszczeń w odprowadzanych ściekach (są to tzw. technologie małoodpadowe oraz bezodpadowe). Pożądanym działaniem jest także zmniejszenie wykorzystania pestycydów i zastępowanie ich mniej szkodliwymi i toksycznymi oraz łatwiej rozkładalnymi. Na zły stan wód mają także wpływ: procesy produkcyjne związków powierzchniowo czynnych, które ulegają biodegradacji oraz odprowadzanie podgrzanych wód do zbiorników wodnych.

Zanieczyszczeniom może zapobiec poprzez odpowiednią lokalizację oraz eksploatację odpadów. Zakazane przez prawo wodne jest odprowadzanie ścieków do podziemnych wód.

W ochronie wód niesłychanie istotnym aspektem jest opracowywanie planów, które będą obejmować wszystkie zagadnienia procesów oczyszczania ścieków (wymagania stawiane przez użytkowników, wybór najlepszego sposobu oraz technologii oczyszczania), perspektywiczne oraz długoterminowe sposoby korzystania z wodnych zasobów naturalnych kraju biorąc pod uwagę także zapotrzebowanie gospodarcze.

Zasoby wodne

Ogólna ilość wody powierzchniowej jest uzależniona od opadów atmosferycznych oraz parowania. Charakterystyczna jest duża zmienność w przestrzeni oraz czasie. Dla poszczególnych rzek górskich minimalny przepływ do maksymalnego przepływu ma wartość wynosi 1:1000. Duża ilość wody odpływa podczas wezbrań i bardzo znacznie ogranicza ilość wody, która mogłaby być użyta dla potrzeb użytkowników. Podstawowym czynnikiem, który ogranicza możliwość korzystania z wodnych zasobów to konieczność zachowania nienaruszalnych przepływów, tj. minimalnej ilość wody w korycie, która zapewnia życie biologiczne. Ponieważ przypływy są nierównomierne oraz konieczne stało się zachowania przepływu nienaruszalnego został wprowadzony termin dyspozycyjnych zasobów powierzchniowych wód i odnawialnych zasobów podziemnych wód tzn. części zasobów, mogące być pobierane w ciągły sposób przy jednoczesnym zachowaniu stopnia gwarancyjnego poboru. Do zmian czasowo- przestrzennych rozkładów wielkości dyspozycyjnych zasobów oraz ich jakości są wykorzystywane następujące obiekty hydrotechniczne:

- wodne zbiorniki (zbiorniki retencyjne), które pozwalają zgromadzić wodę w czasie wezbrań i udostępnić ją w czasie niskich przepływów rzecznych. Spełnione są w ten dwa bardzo ważne zadania: zmniejsza się niebezpieczeństwo powodzi i poprawia się zaopatrzenie w wodę;

- kanały przerzutowe, które umożliwiają przemieszczania się wód z regionów bogatych w wodę w rejony, w których ma miejsce jej niedobór;

- oczyszczalnie ścieków, które umożliwiają redukcję zanieczyszczeń występujących w ściekach wylewanych do powierzchniowych wód;

- hydrotechnika- śródlądowe hydrotechniczne obiekty.

W Polsce zasoby wodne są bardzo małe. Roczny średni odpływ rzeczny miał wartość w latach 1900-90 tylko 61,47 km3. Na jednego mieszkańca Polski wskaźnik ten ma wartość 1,596 tysięcy m3. Niestety jest to wskaźnik najmniejszy, biorąc pod uwagę wszystkie państwa europejskie. Dla Norwegii wskaźnik maił wartość 97,268, dla Niemiec 2,516, dla Rosji 19,428 ( zgodnie z R. Engelman oraz P. LeRoy Sustaining, Water. Population and the Future of Renewable Water Supplies, 1993). Dla niektórych regiony Polski, takie jak: Wielkopolska, Mazowsze, Kujawy wskaźnik ten przyjmuje wartość mniejszą niż 1 tysiąc. Jest to już znaczny deficyt. Zasoby eksploatacyjne podziemnych wód wynoszą 14,37 km3. Jest to stan na dzień 1 I 1992 zgodnie z danymi Państwowego Instytutu Geologii.