Atmosfera to gazowa powłoka naszej planety. Jest niejednorodna, składa się z mieszaniny gazów, nazywa się ją powietrzem. Za wyjątkiem gazów takich jak: azot (78,09% objętości powietrza), tlen (20,95%), argon (0,93%), dwutlenek węgla (0,035-0,038%) jak również śladowych ilości gazów szlachetnych (hel, neon, krypton, ksenon), także zawiera metan, wodór, tlenek i podtlenek azotu, ozon oraz związki siarki. Do atmosfery przedostają się także tzw. "aerozole atmosferyczne", tj. pyły gleb, mikroorganizmy i substancje powstające w wyniku działalności gospodarczej człowieka.

Wszelkie zanieczyszczenia atmosferyczne w łatwy sposób przenoszone są nawet na duże odległości i podnoszą poziom skażenia w nieoczekiwanych miejscach, znacznie oddalonych od potencjalnych trucicieli. W wyniku tego zanieczyszczenia mogą ulegać znacznemu rozcieńczeniu, a punkt emisji wpływać może na wzrost poziomu zanieczyszczenia na wielkim obszarze.

Atmosfera ziemska jest powłoką gazową, która chroni życie na Ziemi przed nadmiernym promieniowaniem krótkofalowym z kosmosu. Jest magazynem wolnego tlenu, niezbędnego w procesie oddychania, ale także kształtuje pogodę oraz klimat na kuli ziemskiej. Do atmosfery ulatnia się również wiele gazowych odpadów produkcyjnych. Niekiedy odpady te, nawet w niewielkich stężeniach, mogą mieć bardzo poważne konsekwencje, gdyż naruszają skład chemiczny powietrza.

Zanieczyszczenia atmosferyczne mogą mieć pochodzenie naturalne, tzn. pochodzą z pożarów lasów, wybuchów wulkanów, ale mogą to także być drobinki soli pochodzące z rozbryzgów wód morskich, pyłki roślin, pył kosmiczny lub inne. Zanieczyszczenia te nie wywołują poważniejszych zaburzeń w środowisku naturalnym, mimo że obecne są w atmosferze niemalże od początku jej istnienia.

Najbardziej niebezpieczne zanieczyszczenia atmosferyczne powstają w wyniku przemysłowej działalności ludzi. Jest to np. przemysł hutniczy, przemysł materiałów budowlanych (płyty cementowe oraz wapienne), przemysł wydobywczy, przemysł chemiczny, energia cieplna, przemysł jądrowy, transport, komunikacja, różnego rodzaju gazy i pyły.

Zanieczyszczeniami powietrza określa się fizyczne oraz chemiczne zmiany w atmosferze, które wywołane są działalnością gospodarczą ludzkości, jak również wpływają na stopień wykorzystywania powietrza atmosferycznego przez organizmy żywe do przeprowadzania procesów biologicznych.

Istnieje kilka możliwości klasyfikacji zanieczyszczeń atmosfery.

Zanieczyszczenia atmosferyczne można podzielić ze względu na stan postaci:

  • Stałe
  • Ciekłe
  • Gazowe

Najpowszechniej stosowane są podziały zanieczyszczeń, ze względu na: 

  • rodzaj działalności, która jest przyczyną emisji zanieczyszczeń, można tutaj wyróżnić zanieczyszczenia naturalne (biogenne) - powstałe w wyniku działalności przyrody, np. wybuchy wulkanów, pożary lasów. Drugim rodzajem są zanieczyszczenia sztuczne (antropogenne) - związane z działalnością gospodarczą człowieka.
  • rodzaj emitera; mogą być: punktowe, liniowe, powierzchniowe, objętościowe. Można również wyróżnić emitery stacjonarne, a także ruchome np. silniki mechanicznych pojazdów (statki, samochody itp.)
  • typ emisji zanieczyszczeń - wyróżnia się emisję zorganizowana lub emisję niezorganizowaną.
  • stan skupienia emitowanych zanieczyszczeń - są to aerozole, pyły i zanieczyszczenia gazowe.
  • pochodzenie zanieczyszczeń - chodzi głównie o miejsce emisji, można tu podać zanieczyszczenia własne, a także zanieczyszczenia pochodzące z sąsiadujących krajów.
  • sposób przedostania się zanieczyszczeń do atmosfery - wyróżnia się: zanieczyszczenia pierwotne, są one emitowane bezpośrednio do atmosfery oraz zanieczyszczenia wtórne powstają one w samej atmosferze w wyniku reakcji pomiędzy stałymi jej składnikami.

Atmosfera ziemska swą naturalną równowagę utrzymywała przez wiele setek tysięcy lat. Niestety obecnie ta tarcza ochronna Ziemi jest mocno zagrożona szkodliwą działalnością człowieka. Największymi zagrożeniami środowiska naturalnego są: efekt cieplarniany, kwaśne deszcze, globalne ocieplenie, zanikanie warstwy ozonowej oraz zanieczyszczenia powietrza.

EFEKT CIEPLARNIANY.

Polega on na zatrzymywaniu przez atmosferę promieniowania słonecznego. Jest to zjawisko całkowicie naturalne, dzięki niemu średnia temperatura na Ziemi wynosi 14.8ºC, a nie -19ºC. Obecnie naukowcy uważają, że w wyniku działalności człowieka nastąpiło gwałtowne zwiększenie zawartości gazów cieplarnianych w atmosferze, a w konsekwencji może to doprowadzić do poważnych zmian klimatycznych. Rezultatem efektu cieplarnianego jest wzrost temperatury na Ziemi o 0,3 stopnia co kolejne 100 lat. W wyniku tego topnieją lodowce i zwiększa się poziom wód, następuje przesunięcie stref klimatycznych. Aby zapobiec temu procesowi należy znacząco ograniczyć emisję gazów cieplarnianych takich, jak nr. dwutlenek węgla.
 

DZIURA OZONOWA.

Dziurą ozonową określa się zjawisko zmniejszania się stężenia ozonu w górnej warstwie atmosfery ziemskiej (w stratosferze). Ozon pochłania część promieniowania ultrafioletowego, docierającego do Ziemi ze Słońca. Promieniowanie to może być bardzo szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż może uszkadzać komórki (powodować oparzenia) oraz uszkadzać materiał genetyczny komórek jak również prowadzić do zmian nowotworowych. Organizm ludzki broni się przed ultrafioletem, wytwarzając specjalny barwnik -melaninę, który powoduje pochłanianie promieniowania w powierzchniowej warstwie skóry, a jego zawartość objawia się ciemnieniem skóry (czyli opalenizną).

Ażeby zapobiec dalszemu powiększaniu się dziurą ozonowej konieczne jest ograniczenie produkcji freonów, halonów, tlenków azotu.
 

KWAŚNE DESZCZE.

W ten sposób określa się wszystkie rodzaje kwaśnych opadów, inaczej są to kwaśne zanieczyszczenia powietrza mogące znajdować się w deszczu, śniegu i we mgle. Tego typu zanieczyszczenia powietrza wywoływane są przez:

  1. tlenki siarki - głównie dwutlenek siarki, powstaje w czasie spalania paliw kopalnych (węgla, ropy, gazu ziemnego) oraz z wód morskich, wulkanów, rozkładu materii organicznej. Zanieczyszczenia te wydzielane są przez huty, koksownie i elektrownie węglowe.
  2. tlenki azotu - tylko 10% tych związków jest pochodzenia naturalnego. Większość powstaje podczas wysokotemperaturowego spalania paliw.
  3. węglowodory - wydzielane są przez silniki spalinowe.
  4. ozon - połączenie z węglowodorami i tlenkami azotu jest bardzo szkodliwe.

Opady kwaśnego deszczu są niezwykle szkodliwe, a nawet zabójcze dla roślin, zwierząt i ludzi. Kwaśne deszcze zasilają rzeki oraz jeziora, przenosząc truciznę dalej i zabijając wszelkie mikroorganizmy.

DZIAŁANIA GLOBALNE.

Zagrożenie zanieczyszczenia atmosfery oraz całego środowiska naturalnego wzrasta bardzo szybko. Dlatego nie można dłużej lekceważyć stanu powietrza, którym oddychamy. W związku z tym na całym świecie trwa kampania, która ma za zadanie uświadomienie rządom konieczności zwiększenia ochrony środowiska naturalnego. Należy zaprzestać niszczenia deszczowych lasów równikowych oczyszczających atmosferę i produkujących tlen oraz zalesiać zniszczone już tereny. Należy pamiętać, iż odnowienie drzewostanu przebiega wiele lat.

Należy również ograniczyć emisję trujących gazów wpływających na powiększanie się dziury ozonowej i tworzenie kwaśnych deszczów. Niezbędna jest ścisła kontrola emisji gazów. Wiele krajów pracuje już nad rozwojem alternatywnych źródeł energii.

ZANIECZYSZCZENIA GLEB I GRUNTÓW.

Jeżeli ilość substancji chemicznych, radioaktywnych i mikroorganizmów w glebie przekracza ich normalną wartość, niezbędną do zapewnienia prawidłowego obiegu materii oraz energii w ekosystemach, można mówić wtedy o zanieczyszczeniach gleby. Najczęściej pochodzą one ze stałych, jak i ciekłych odpadów przemysłowych oraz komunalnych, ale również z gazów, pyłów z zakładów przemysłowych (petrochemicznych, chemicznych, elektrowni, cementowni, hut), z silników spalinowych, z substancji w nadmiarze używanych w rolnictwie (środki ochrony roślin, nawozy sztuczne). Zanieczyszczenia zmieniają właściwości chemiczne, fizyczne oraz mikrobiologiczne gruntów i obniżają w ten sposób urodzajność, tym samym zmniejszają plony i obniżają ich jakość. Przyczyniają się do zakłóceń w przebiegu wegetacji roślin. Niszcząc walory estetyczne oraz ekologiczne szaty roślinnej, mogą również spowodować korozję fundamentów w budynkach i konstrukcjach inżynierskich (np. rurociągach). Najbardziej rozpowszechnionymi zanieczyszczeniami gleb są: związki organiczne (pestycydy), azotany, metale ciężkie (ołów i rtęć).

Odczyn jest jednym z najważniejszych parametrów chemicznych gleby. Wpływa na kierunek przebiegu procesów glebowych, mineralizacji oraz humifikacji szczątków organicznych, wietrzenie skał macierzystych, procesy nitryfikacji (czyli utlenianie jonów amonowych do azotanów) oraz denitryfikacji (czyli redukcji azotanów do amoniaku lub azotu) jak również na rozwój organizmów glebowych i wzrost roślin.

Zanieczyszczenia chemiczne zmieniają odczyn gleby - zakwaszają lub alkalizują. Zakwaszenie jest wynikiem zachodzenia procesów rozkładu organicznego i życiowych procesów roślin. Dodatkowo wzrost zakwaszenia wywołują kwaśne opady.

Z kolei do alkalizacji gleby dochodzi poprzez wymywanie pyłów np. cementowych, ale również przez nadmierne wapnowanie.

Bardzo groźne dla gleby są też azotany w nadmiernych ilościach, które przedostają się do gleby przez nieprawidłowe nawożenie azotowymi nawozami. W konsekwencji związki te opóźniają dojrzewanie roślin i zmniejszają odporność na choroby. Rośliny, które uprawiane są na glebach zawierających nadmierną ilość azotu mogą szkodzić zdrowiu ludzi oraz zwierząt.

ZANIECZYSZCZENIA WÓD.

Obieg wody w przyrodzie jest cyklem zamkniętym. Polega on na wyparowywaniu wody z powierzchni oceanów, mórz i innych zbiorników powierzchniowych do atmosfery. Następnie tworzą się chmury, które wiatr przenosi nad ląd i w wyniku chłodzenia następuje proces kondensacji pary wodnej i w konsekwencji opady atmosferyczne. I w taki sposób woda wraca na powierzchnię ziemi. Woda ta częściowo wsiąka w glebę, a reszta spływa do zbiorników wodnych i paruje ponownie wytwarzając chmury. Dzięki temu obiegowi wody człowiek ma różnorodne możliwości jej wykorzystania.

Aby chronić ludzkie zdrowie zostały ustalone normy jakim powinna odpowiadać woda, która wykorzystywana jest do picia i celów gospodarczych. Duże zanieczyszczenie środowiska wpływa na to, iż w obecnych czasach większość wód nie spełnia wymaganych norm.

Szczególnie narażone są wody powierzchniowe. Stanowią one główne źródło wody użytkowej. Do tego typu wód zalicza się przede wszystkim: rzeki, strumienie, zbiorniki retencyjne, jeziora, jak również morza i oceany. Wody powierzchniowe nie nadają się do spożycia bezpośredniego, lecz wyjątek stanowią wody górskie. Wody płynące w okolicach osiedli ludzkich, a szczególnie w pobliżu okręgów przemysłowych, są znacznie zanieczyszczone, mogą w swym składzie zawierać substancje pochodzące ze ścieków przemysłowych, ale również z bytowych. Konsekwencją tej sytuacji jest zmiana właściwości wody czyli jej smaku, przezroczystości, zapachu i zabarwienia.

Zanieczyszczenie wód powierzchniowych często związane jest ze zjawiskiem eutrofizacji (czyli nadmiernego użyźnienia wody). Zjawisko to może mieć pochodzenie naturalne lub antropogeniczne (czyli powstałe w wyniku działalności ludzkiej). Eutrofizacja naturalna ma bardzo powolny przebieg, rozpoczyna się od chwili powstania jeziora. Wywołana jest głównie zmianami klimatycznymi.

Wody powierzchniowe obciążone są ciepłem, dopływem szkodliwych substancji z opadami oraz ściekami. To właśnie ścieki zawierają bardzo dużo substancji pochodzenia naturalnego oraz technicznego o zmiennym stężeniu. Wpływy obciążeń wód stojących i płynących są różne. Wody stojące np.: sadzawki, stawy, jeziora są układami zamkniętymi. W odróżnieniu od wód płynących nie mogą, się oczyścić z substancji, które do nich trafiły, np. substancji chemicznych czy ciepła. Dlatego też konsekwencje wprowadzenia substancji pochodzenia naturalnego, albo technicznego i ciepła do wód stojących, są znacznie większe niż w przypadku wód płynących.

Zanieczyszczenia wód można ogólnie podzielić na :

  • Zanieczyszczenia fizyczne

To substancje stałe, obecne w wodzie w formie mniej czy bardziej rozdrobnionych cząstek koloidowych albo też zawiesin. Są to drobne cząsteczki obumarłych organizmów zwierzęcych lub roślinnych, rozdrobnione cząstki glebowe albo substancje nierozpuszczalne, które pochodzą ze ścieków przemysłowych.

  • Zanieczyszczenia chemiczne

Są to organiczne albo nieorganiczne substancje chemiczne, które przedostają się do wód ze ściekami komunalnymi i z zakładów przemysłowych. Większość z nich ma działanie toksyczne. Są to przede wszystkim: sole metali ciężkich, składniki ropy naftowej, cyjanki i fenole. Niektóre z nich hamują przebieg naturalnych procesów biologicznych zachodzących w wodzie lub są niewskazane ze względu na obniżanie jakości smakowych.

  • Zanieczyszczenia bakteriologiczne

Związane z obecnością mikroorganizmów w wodzie. Większość flory bakteryjnej znajdującej się w wodach nie szkodzi zdrowiu. Groźne są jednak bakterie chorobotwórcze, które mogą z wodą przedostawać się do przewodu pokarmowego, np. bakterie cholery, czerwonki, duru brzusznego i rzekomego.

  • Zanieczyszczenia substancjami radioaktywnymi

Pochodzą one najczęściej ze ścieków zakładów, które wykorzystują izotopy radioaktywne lub z atmosfery, po wybuchach nuklearnych.

Klasyfikacja czystości wód w Polsce, pod względem zanieczyszczeń fizyko - chemicznych:

KLASA I - są to wody czyste, które nadają się do picia, wykorzystywania przez przemysł spożywczy oraz farmaceutyczny i do hodowli ryb, jest to około 3% wód.

KLASA II - to wody, które nadają się do chowu oraz hodowli zwierząt gospodarczych i do potrzeb rekreacyjnych, jest to około 20% wód.

KLASA III - wody, które nadają się do zaopatrywania zakładów przemysłowych (z wyjątkiem przemysłu spożywczego i farmaceutycznego) oraz nawadniania obszarów rolniczych i ogrodniczych, jest to około 34 % wód.

WODY POZAKLASOWE -nadmiernie zanieczyszczone wody, nie odpowiadające żadnym normom, to około 43% wód.

ŚCIEKI I SPOSOBY ICH OCZYSZCZANIA:

Ścieki są mieszaniną zużytej wody i różnego typu substancji płynnych, stałych, gazowych radioaktywnych i ciepła. Usuwane są z terenów miast i zakładów przemysłowych.

Ścieki w zależności od ich pochodzenia można podzielić na: 

  • bytowo - gospodarcze (pochodzą z bezpośredniego otoczenia człowieka: domów mieszkalnych, budynków gospodarczych, zakładów pracy, miejsc użyteczności publicznej)
  • przemysłowe (powstają podczas procesów technologicznych)
  • opadowe (powstają z opadów kwaśnych deszczy, przy myciu ulic w miastach)

Wybór metody oczyszczania ścieków głównie zależy od miejscowych warunków wodno - gruntowych, charakteru oraz wielkości obiektu, topografii działki. Każdorazowo powinno się uwzględniać:

  • przepuszczalność gruntu
  • poziom wód gruntowych
  • odległość urządzeń, ujęć wody od obiektów budowlanych i granic działki
  • wielkość terenu
  • liczbę użytkowników
  • obecność powierzchniowego zbiornika ścieków oczyszczonych np. rowu melioracyjnego

Najważniejsze procesy jakie składają się na proces oczyszczania ścieków to: 

  • oczyszczanie mechaniczne - usuwa zanieczyszczenia stałe, pierwszy stopień oczyszczania ścieków,
  • oczyszczanie biologiczne - usuwa zanieczyszczenia rozpuszczone,
  • oczyszczanie chemiczne - czyli usuwanie biogenów,
  • usuwanie resztkowych zanieczyszczeń pozostających w ściekach w postaci tzw. związków refrakcyjnych, jest to tzw. miano odnowy wody,
  • unieszkodliwianie osadów ściekowych,
  • wskaźniki jakości ścieków (mętność, barwa, zapach, zawiesiny, zawartość związków azotowych, zawartość tlenu rozpuszczonego, zawartość siarczków i siarkowodoru, zawartość fenoli i metali ciężkich, BZT, ChZT, itp).