Vattenförorening

Vattenförorening (eller vattenförorening ) är förorening av vattenförekomster , vanligtvis som ett resultat av mänskliga aktiviteter, så att det negativt påverkar dess användningar. Vattenförekomster inkluderar sjöar , floder , hav , akviferer , reservoarer och grundvatten . Vattenföroreningar uppstår när föroreningar blandas med dessa vattendrag . Föroreningar kan komma från en av fyra huvudsakliga källor: avloppsutsläpp , industriell verksamhet, jordbruksaktiviteter och avrinning i städer inklusive dagvatten . Vattenföroreningar är antingen ytvattenföroreningar eller grundvattenföroreningar . Denna form av förorening kan leda till många problem, såsom försämring av akvatiska ekosystem eller spridning av vattenburna sjukdomar när människor använder förorenat vatten för att dricka eller bevattna . Ett annat problem är att vattenföroreningar minskar de ekosystemtjänster (som att tillhandahålla dricksvatten ) som vattenresursen annars skulle ge.

Källor till vattenföroreningar är antingen punktkällor eller icke-punktkällor . Punktkällor har en identifierbar orsak, såsom ett stormavlopp , ett reningsverk eller ett oljeutsläpp . Icke-punktkällor är mer diffusa, såsom avrinning från jordbruket . Föroreningar är resultatet av den kumulativa effekten över tid. Föroreningar kan ta formen av giftiga ämnen (t.ex. olja, metaller, plaster, bekämpningsmedel , långlivade organiska föroreningar , industriella avfallsprodukter), stressande förhållanden (t.ex. förändringar av pH, hypoxi eller anoxi, ökade temperaturer, överdriven grumlighet , förändringar i salthalten ), eller introduktion av patogena organismer . Föroreningar kan innefatta organiska och oorganiska ämnen. En vanlig orsak till termisk förorening är användningen av vatten som kylmedel av kraftverk och industritillverkare.

Kontroll av vattenföroreningar kräver lämplig infrastruktur och förvaltningsplaner samt lagstiftning. Tekniklösningar kan inkludera förbättring av sanitet , avloppsrening , industriell rening av avloppsvatten , rening av avloppsvatten från jordbruket , erosionskontroll , sedimentkontroll och kontroll av avrinning i städer (inklusive dagvattenhantering).

Definition

En praktisk definition av vattenförorening är: "Vattenförorening är tillsats av ämnen eller energiformer som direkt eller indirekt förändrar vattenförekomstens natur på ett sådant sätt som negativt påverkar dess legitima användningsområden". Vatten kallas vanligtvis förorenat när det försämras av antropogena föroreningar. På grund av dessa föroreningar stöder den antingen inte längre en viss mänsklig användning, såsom dricksvatten , eller genomgår en markant förändring i sin förmåga att stödja sina biotiska samhällen, såsom fisk.

Föroreningar

Föroreningar med ursprung i avloppsvatten

Ytterligare information: Vattenburna sjukdomar § Sjukdomar efter typ av patogen och avlopp § Patogener

Följande föreningar kan alla nå vattendrag via råavlopp eller rent avloppsvatten:

• Olika kemiska föreningar som finns i personlig hygien och kosmetiska produkter.
• Desinfektionsbiprodukter som finns i kemiskt desinficerat dricksvatten (även om dessa kemikalier kan vara en förorening i vattendistributionsnätet, är de ganska flyktiga och finns därför vanligtvis inte i miljömässiga vatten).
• Hormoner (från djurhållning och rester från mänskliga hormonella preventivmetoder ) och syntetiska material som ftalater som efterliknar hormoner i sin verkan. Dessa kan ha negativa effekter även vid mycket låga koncentrationer på den naturliga biotan och potentiellt på människor om vattnet behandlas och används för dricksvatten.
• insekticider och herbicider , ofta från jordbruksavrinning.

Om vattenföroreningen härrör från avloppsvatten (kommunalt avloppsvatten) är de huvudsakliga föroreningarna: suspenderade ämnen, biologiskt nedbrytbart organiskt material, näringsämnen och patogena (sjukdomsframkallande) organismer.

Affisch för att lära människor i södra Asien om mänskliga aktiviteter som leder till förorening av vattenkällor

Föroreningar och deras effekter*

Förorenande ämne	Huvudsaklig representativ parameter	Möjlig effekt av föroreningen
Suspenderade fasta ämnen	Totalt suspenderat material	Estetiska problem Slamavlagringar _ Adsorption av föroreningar Skydd av patogener
Biologiskt nedbrytbart organiskt material	Biologiskt syrebehov (BOD)	Syreförbrukning Fiskens död Septiska förhållanden
Näringsämnen	Kväve Fosfor	Överdriven algtillväxt Toxicitet för fisk ( ammoniak ) Sjukdomar hos nyfödda spädbarn ( Blue baby syndrome från nitrat ) Förorening av grundvatten
Patogener	Koliformer, såsom E. coli Helmintägg	Vattenburna sjukdomar
Ej biologiskt nedbrytbart organiskt material	Bekämpningsmedel Vissa tvättmedel Andra	Toxicitet (olika) Skum ( tvättmedel ) Minskad syreöverföring (tvättmedel) Ej biologisk nedbrytbarhet Dålig lukt (t.ex. fenoler )
Oorganiska lösta fasta ämnen	Totalt upplösta fasta ämnen Ledningsförmåga	Överdriven salthalt – skada på plantager ( bevattning ) Toxicitet för växter (vissa joner) Problem med jordpermeabilitet ( natrium )
* Källor till dessa föroreningar är kommunalt och industriellt avloppsvatten, stadsavrinning, jordbruks- och betesaktiviteter

Patogener

Huvudgrupperna av patogena organismer är: (a) bakterier, (b) virus, (c) protozoer och (d) helminter. I praktiken används indikatororganismer för att undersöka patogena föroreningar av vatten eftersom det är svårt och kostsamt att upptäcka patogena organismer i vattenprov på grund av deras låga koncentrationer. De indikatorer ( bakteriell indikator ) för fekal kontaminering av vattenprover som oftast används är: totala koliformer (TC), fekala koliformer (FC) eller termotoleranta koliformer, E. coli.

Patogener kan producera vattenburna sjukdomar hos antingen mänskliga eller djurvärdar. Vissa mikroorganismer som ibland finns i förorenat ytvatten som har orsakat människors hälsoproblem inkluderar: Burkholderia pseudomallei , Cryptosporidium parvum , Giardia lamblia , Salmonella , norovirus och andra virus, parasitiska maskar inklusive typen Schistosoma .

Källan till höga nivåer av patogener i vattendrag kan vara från mänsklig avföring (på grund av öppen avföring ), avlopp, svartvatten eller gödsel som har hittat sin väg in i vattenkroppen. Orsaken till detta kan vara bristen på sanitetsprocedurer eller dåligt fungerande sanitetssystem på plats ( septiktankar , groplatriner ), avloppsreningsverk utan desinfektionssteg, sanitära avloppsbräddar och kombinerade avloppsbräddar (CSOs) under stormhändelser och intensivt jordbruk ( dåligt skött boskapsverksamhet).

Organiska föreningar

Organiska ämnen som kommer in i vattendrag är ofta giftiga .

• Petroleumkolväten , inklusive bränslen ( bensin , dieselbränsle , flygbränsle och eldningsolja ) och smörjmedel (motorolja), och biprodukter från bränsleförbränning , från oljeutsläpp eller avrinning av dagvatten
• Flyktiga organiska föreningar , såsom felaktigt lagrade industriella lösningsmedel . Problematiska arter är organoklorider som polyklorerad bifenyl (PCB) och trikloretylen , ett vanligt lösningsmedel.

Per- och polyfluoralkylämnen (PFAS) är långlivade organiska föroreningar .

Oorganiska föroreningar

Bauxitrester är ett industriavfall som är farligt alkaliskt och kan leda till vattenföroreningar om det inte hanteras på rätt sätt (foto från Stade , Tyskland).

Lerig flod förorenad av sediment

Oorganiska vattenföroreningar inkluderar till exempel:

• Ammoniak från livsmedelsavfall
• Tungmetaller från motorfordon (via avrinning av dagvatten i städer ) och dränering av sura miner
• Nitrater och fosfater , från avlopp och jordbruk ( se näringsföroreningar )
• Slam ( sediment ) i avrinning från byggarbetsplatser eller avloppsvatten, avverkning, huggning och bränning eller markröjningsplatser.
• Salt: Sötvattenssaltning är processen med salt avrinning som förorenar sötvattensekosystemen . Människoinducerad försaltning kallas sekundär försaltning, med användning av avisning av vägsalter som den vanligaste formen av avrinning.

Farmaceutiska föroreningar

Det här avsnittet är ett utdrag från Miljöpåverkan av läkemedel och personliga hygienprodukter .

Miljöeffekten av läkemedel och personliga hygienprodukter ( PPCP) har undersökts sedan åtminstone 1990-talet. PPCP inkluderar ämnen som används av individer för personlig hälsa eller kosmetiska skäl och de produkter som används av jordbruksföretag för att öka tillväxten eller hälsan hos boskap. Mer än tjugo miljoner ton PPCP produceras varje år. Europeiska unionen har förklarat att läkemedelsrester med risk för kontaminering av vatten och mark är "prioriterade ämnen". ^[3]

PPCP har upptäckts i vattendrag över hela världen Mer forskning behövs för att utvärdera riskerna för toxicitet , persistens och bioackumulering , men det aktuella forskningsläget visar att produkter för personlig vård påverkar miljön och andra arter, såsom korallrev och fisk. PPCP omfattar miljöbeständiga läkemedelsföroreningar (EPPP) och är en typ av långlivade organiska föroreningar . De tas inte bort i konventionella avloppsreningsverk utan kräver ett fjärde reningssteg som inte många anläggningar har.

År 2022 fann den mest omfattande studien av läkemedelsförorening av världens floder att den hotar "miljön och/eller människors hälsa på mer än en fjärdedel av de studerade platserna". Den undersökte 1 052 provtagningsplatser längs 258 floder i 104 länder, vilket representerar flodföroreningen av 470 miljoner människor. Den fann att "de mest förorenade platserna fanns i låg- till medelinkomstländer och var förknippade med områden med dålig infrastruktur för avloppsvatten och avfallshantering och läkemedelstillverkning" och listar de mest frekvent upptäckta och koncentrerade läkemedlen.

• Miljöbeständiga läkemedelsföroreningar , som kan innefatta olika läkemedel och deras metaboliter ( se även läkemedelsföroreningar ), såsom antidepressiva läkemedel, antibiotika eller p-piller .
• Metaboliter av illegala droger (se även avloppsvattenepidemiologi ), till exempel metamfetamin och ecstasy.

Fast avfall och plast

Fast avfall och plast i Lachine-kanalen , Kanada

Ytterligare information: Avlopp § Fast avfall , Plastföroreningar och Marin plastföroreningar

Fast avfall kan komma in i vattendrag genom orenat avloppsvatten, kombinerade bräddavlopp, stadsavrinning, människor som slänger sopor i miljön, vind som transporterar kommunalt fast avfall från deponier och så vidare. Detta resulterar i makroskopiska föroreningar – stora synliga föremål som förorenar vattnet – men även mikroplastföroreningar som inte är direkt synliga. Termerna marint skräp och havsplastföroreningar används i samband med förorening av hav.

Mikroplaster finns kvar i miljön på höga nivåer, särskilt i akvatiska och marina ekosystem , där de orsakar vattenföroreningar. 35 % av all havsmikroplast kommer från textilier/kläder, främst på grund av erosionen av polyester, akryl eller nylonbaserade kläder, ofta under tvättprocessen.

Typer av ytvattenföroreningar

Ytvattenföroreningar inkluderar förorening av floder, sjöar och hav. En delmängd av ytvattenföroreningar är havsföroreningar som påverkar haven. Näringsföroreningar avser förorening genom överdriven tillförsel av näringsämnen .

Globalt sett har cirka 4,5 miljarder människor inte säkert skött sanitet från och med 2017, enligt en uppskattning från Joint Monitoring Program for Water Supply and Sanitation . Bristande tillgång till sanitet är bekymmersamt och leder ofta till vattenföroreningar, t.ex. genom öppen avföring : under regn eller översvämningar flyttas mänsklig avföring från marken där den deponerades till ytvatten. Enkla groplatriner kan också bli översvämmade under regnhändelser.

Havsföroreningar

Det här avsnittet är ett utdrag ur Marine pollution .

Havsföroreningar uppstår när ämnen som används eller sprids av människor , såsom industri- , jordbruks- och bostadsavfall , partiklar , buller , överskott av koldioxid eller invasiva organismer kommer in i havet och orsakar skadliga effekter där. Majoriteten av detta avfall (80 %) kommer från landbaserad verksamhet, även om sjötransporter också bidrar väsentligt. Eftersom de flesta tillförseln kommer från land, antingen via floder , avlopp eller atmosfären, betyder det att kontinentalsockeln är mer känslig för föroreningar. Luftföroreningar är också en bidragande faktor genom att järn, kolsyra, kväve, kisel, svavel, bekämpningsmedel eller dammpartiklar förs ut i havet. Föroreningarna kommer ofta från icke-punktkällor som avrinning från jordbruket , vindblåst skräp och damm. Dessa icke-punktkällor beror till stor del på avrinning som kommer in i havet genom floder, men vindblåst skräp och damm kan också spela en roll, eftersom dessa föroreningar kan sätta sig i vattendrag och hav. Föroreningsvägar inkluderar direkt utsläpp, landavrinning, fartygsföroreningar , atmosfäriska föroreningar och, potentiellt, djuphavsbrytning .

Näringsföroreningar

Det här avsnittet är ett utdrag från Nutrient pollution .

Näringsföroreningar, en form av vattenförorening, hänvisar till förorening genom överdriven tillförsel av näringsämnen . Det är en primär orsak till eutrofiering av ytvatten (sjöar, floder och kustvatten ), där överskott av näringsämnen, vanligtvis kväve eller fosfor , stimulerar algtillväxt . Källor till näringsföroreningar inkluderar ytavrinning från jordbruksfält och betesmarker, utsläpp från septiktankar och foderplatser och utsläpp från förbränning. Råavloppsvatten är en stor bidragande orsak till kulturell övergödning eftersom avloppsvatten innehåller mycket näringsämnen . Att släppa ut råavloppsvatten i en stor vattenförekomst kallas avloppsdumpning och förekommer fortfarande över hela världen. Överskott av reaktiva kväveföreningar i miljön är förknippade med många storskaliga miljöproblem. Dessa inkluderar övergödning av ytvatten , skadliga algblomningar , hypoxi , surt regn , kvävemättnad i skogar och klimatförändringar .

Termisk förorening

Brayton Point Power Station i Massachusetts släpper ut uppvärmt vatten till Mount Hope Bay .

Detta avsnitt är ett utdrag från Termisk förorening .

Termisk förorening , ibland kallad "termisk anrikning", är försämringen av vattenkvaliteten genom vilken process som helst som ändrar den omgivande vattentemperaturen . Termisk förorening är ökningen eller minskningen av temperaturen i en naturlig vattenförekomst orsakad av mänsklig påverkan. Termisk förorening, till skillnad från kemisk förorening, resulterar i en förändring av vattnets fysikaliska egenskaper. En vanlig orsak till termisk förorening är användningen av vatten som kylmedel av kraftverk och industritillverkare. Stadsavrinning – dagvatten som släpps ut till ytvatten från hustak, vägar och parkeringsplatser – och reservoarer kan också vara en källa till termisk förorening. Termisk förorening kan också orsakas av utsläpp av mycket kallt vatten från basen av reservoarer till varmare floder.

Förhöjda vattentemperaturer minskar syrenivåerna (på grund av lägre nivåer av löst syre , eftersom gaser är mindre lösliga i varmare vätskor), vilket kan döda fiskar (som sedan kan ruttna) och förändra näringskedjans sammansättning, minska arternas biologiska mångfald och främja invasion av nya termofila arter.

Biologiska föroreningar

Införandet av vattenlevande invasiva organismer är också en form av vattenförorening. Det orsakar biologiska föroreningar .

Grundvattenförorening

Detta avsnitt är ett utdrag från Grundvattenföroreningar .

Grundvattenförorening (även kallad grundvattenförorening) uppstår när föroreningar släpps ut till marken och tar sig in i grundvattnet . Denna typ av vattenförorening kan också uppstå naturligt på grund av närvaron av en mindre och oönskad beståndsdel, förorening eller förorening i grundvattnet, i vilket fall det mer sannolikt kallas förorening snarare än förorening . Grundvattenföroreningar kan uppstå från sanitetssystem på plats , lakvatten från deponier , avlopp från avloppsreningsverk , läckande avlopp, bensinstationer , hydraulisk spräckning (fracking) eller från överapplicering av gödningsmedel i jordbruket . Föroreningar (eller kontaminering) kan också uppstå från naturligt förekommande föroreningar, såsom arsenik eller fluor . Användning av förorenat grundvatten orsakar faror för folkhälsan genom förgiftning eller spridning av sjukdomar ( vattenburna sjukdomar) .

I många delar av världen utgör grundvattenföroreningar en fara för människors och ekosystems välbefinnande. En fjärdedel av världens befolkning är beroende av grundvatten för att dricka, men det är känt att koncentrerad uppladdning transporterar kortlivade föroreningar till karbonatakviferer och äventyrar renheten i dessa vatten.

Föroreningar från punktkällor

Vattenföroreningar med punktkällor hänvisar till föroreningar som kommer in i en vattenväg från en enda identifierbar källa, såsom ett rör eller ett dike . Exempel på källor i denna kategori är utsläpp från ett avloppsreningsverk, en fabrik eller ett stormavlopp i staden .

USA:s Clean Water Act (CWA) definierar punktkälla för tillsynsändamål ( se USA:s reglering av punktkällans vattenförorening) . CWA-definitionen av punktkälla ändrades 1987 för att inkludera kommunala stormavloppssystem, såväl som industriellt dagvatten, såsom från byggarbetsplatser.

Avlopp

Avloppsvatten består vanligtvis av 99,9 % vatten och 0,1 % fasta ämnen. Avloppsvatten bidrar med många klasser av näringsämnen som leder till övergödning. Det är till exempel en viktig källa till fosfat. Avloppsvatten är ofta förorenat med olika föreningar som finns i personlig hygien , kosmetika , farmaceutiska läkemedel (se även läkemedelsföroreningar ) och deras metaboliter Vattenföroreningar på grund av miljöbeständiga farmaceutiska föroreningar kan få omfattande konsekvenser. När avloppsledningar svämmar över under stormhändelser kan detta leda till vattenföroreningar från orenat avloppsvatten. Sådana händelser kallas sanitära avloppsbräddar eller kombinerade avloppsbräddar .

En förorenad flod dränerar en övergiven koppargruva på Anglesey

Industriellt avloppsvatten

Perfluoroktansulfonsyra (PFOS) är en global förorening som har hittats i dricksvatten. Det verkar inte brytas ned biologiskt.

Ytterligare information: Industriell avloppsrening

Industriella processer som använder vatten producerar också avloppsvatten. Detta kallas industriavloppsvatten . Med USA som exempel är de huvudsakliga industriella konsumenterna av vatten (som använder över 60 % av den totala förbrukningen) kraftverk, petroleumraffinaderier, järn- och stålverk, massa- och pappersbruk och livsmedelsindustrier. Vissa industrier släpper ut kemiskt avfall, inklusive lösningsmedel och tungmetaller (som är giftiga) och andra skadliga föroreningar.

Industriellt avloppsvatten kan tillföra följande föroreningar till mottagande vattendrag om avloppsvattnet inte behandlas och hanteras på rätt sätt:

• Tungmetaller , inklusive kvicksilver , bly och krom
• Organiskt material och näringsämnen såsom matavfall : Vissa industrier (t.ex. livsmedelsförädling , slakteriavfall , pappersfibrer, växtmaterial, etc.) släpper ut höga koncentrationer av BOD, ammoniakkväve och olja och fett.
• Oorganiska partiklar såsom sand , grus, metallpartiklar, gummirester från däck, keramik , etc.;
• Toxiner som bekämpningsmedel , gifter , herbicider m.m.
• Läkemedel , hormonstörande föreningar, hormoner, perfluorerade föreningar, siloxaner, missbruksdroger och andra farliga ämnen
• Mikroplaster som polyeten- och polypropenpärlor, polyester och polyamid
• Termisk förorening från kraftverk och industritillverkare
• Radionuklider från uranbrytning , bearbetning av kärnbränsle , drift av kärnreaktorer eller bortskaffande av radioaktivt avfall .
• Vissa industriella utsläpp inkluderar långlivade organiska föroreningar som per- och polyfluoralkylämnen ( PFAS).

Oljeutsläpp

Det här avsnittet är ett utdrag från Oljeutsläpp .

Ett oljeutsläpp är utsläpp av ett flytande petroleumkolväte i miljön, särskilt det marina ekosystemet , på grund av mänsklig aktivitet, och är en form av förorening . Termen ges vanligtvis till marina oljeutsläpp, där olja släpps ut i havet eller kustnära vatten , men utsläpp kan också förekomma på land. Oljeutsläpp kan bero på utsläpp av råolja från tankfartyg , offshoreplattformar , borriggar och brunnar , samt utsläpp av raffinerade petroleumprodukter (som bensin , diesel ) och deras biprodukter, tyngre bränslen som används av stora fartyg som t.ex. bunkerbränsle eller spill av oljigt avfall eller spillolja .

Föroreningar från icke-punktkällor

Detta avsnitt är ett utdrag från Nonpoint source pollution .

med icke-punktkälla (NPS) avser diffus förorening (eller förorening ) av vatten eller luft som inte härrör från en enda diskret källa. Denna typ av förorening är ofta den kumulativa effekten av små mängder föroreningar som samlats in från ett stort område. Det är i motsats till punktkälla föroreningar som härrör från en enda källa. Nonpoint källaföroreningar resulterar i allmänhet från landavrinning , nederbörd, atmosfäriskt nedfall , dränering , läckage eller hydrologisk modifiering (regnfall och snösmältning) där det är svårt att spåra föroreningar tillbaka till en enda källa. Vattenföroreningar från icke-punktkällor påverkar en vattenförekomst från källor som förorenat avrinning från jordbruksområden som rinner ut i en flod eller vindburet skräp som blåser ut i havet. Luftföroreningar från icke-punktkällor påverkar luftkvaliteten, från källor som skorstenar eller bilavgasrör . Även om dessa föroreningar har sitt ursprung från en punktkälla, gör den långväga transportförmågan och flera källor till föroreningen det till en ickepunktskälla till förorening; om utsläppen skulle ske till en vattenförekomst eller till atmosfären på en enda plats skulle föroreningen vara enpunkts.

Lantbruk

Jordbruket är en stor bidragsgivare till vattenföroreningar från icke-punktkällor. Användning av gödningsmedel samt ytavrinning från åkrar, betesmarker och foderplatser leder till näringsföroreningar. Förutom växtfokuserat jordbruk är fiskodling också en källa till föroreningar. Dessutom innehåller avrinning från jordbruket ofta höga halter av bekämpningsmedel.

Atmosfäriska bidrag (luftföroreningar)

Luftavsättning är en process där luftföroreningar från industriella eller naturliga källor sätter sig i vattendrag. Deponeringen kan leda till förorenat vatten nära källan, eller på avstånd upp till några tusen mil bort. De vanligast observerade vattenföroreningarna från industriell luftavsättning är svavelföreningar, kväveföreningar, kvicksilverföreningar, andra tungmetaller och vissa bekämpningsmedel och industriella biprodukter. Naturliga källor till luftavlagring inkluderar skogsbränder och mikrobiell aktivitet.

Surt regn orsakas av utsläpp av svaveldioxid och kväveoxid , som reagerar med vattenmolekylerna i atmosfären för att producera syror. Vissa regeringar har gjort ansträngningar sedan 1970-talet för att minska utsläppet av svaveldioxid och kväveoxid i atmosfären. Den huvudsakliga källan till svavel och kväveföreningar som resulterar i surt regn är antropogena , men kväveoxider kan också produceras naturligt genom blixtnedslag och svaveldioxid produceras av vulkanutbrott . Surt regn kan ha skadliga effekter på växter, akvatiska ekosystem och infrastruktur.

Koldioxidkoncentrationerna i atmosfären har ökat sedan 1850-talet på grund av antropogena influenser ( utsläpp av växthusgaser) . Detta leder till försurning av havet och är en annan form av vattenförorening från atmosfäriska bidrag.

Provtagning, mätningar, analys

Miljöforskare förbereder vattenautoprovtagare

Ytterligare information: Vattenkvalitet § Provtagning och mätning , Miljöövervakning , Analys av vattenkemi , Vattenprovtagningsstation , samt Reglering och övervakning av föroreningar § Vattenföroreningar

Vattenföroreningar kan analyseras genom flera breda kategorier av metoder: fysikaliska, kemiska och biologiska. Vissa metoder kan utföras in situ , utan provtagning, såsom temperatur. Andra involverar insamling av prover, följt av specialiserade analytiska tester i laboratoriet. Standardiserade, validerade analytiska testmetoder, för vatten- och avloppsvattenprover har publicerats.

Vanliga fysiska tester av vatten inkluderar temperatur, specifik konduktans eller elektrisk konduktans (EC) eller konduktivitet, koncentrationer av fasta ämnen (t.ex. totala suspenderade ämnen (TSS)) och grumlighet . Vattenprover kan undersökas med analytiska kemiska metoder. Många publicerade testmetoder finns tillgängliga för både organiska och oorganiska föreningar. Ofta använda parametrar som kvantifieras är pH , BOD, kemisk syreförbrukning (COD), löst syre (DO), total hårdhet , näringsämnen ( kväve och fosforföreningar , t.ex. nitrat och ortofosfater ), metaller (inklusive koppar, zink , kadmium , bly) . och kvicksilver ), olja och fett, totala petroleumkolväten (TPH), ytaktiva ämnen och bekämpningsmedel .

Användningen av en biomonitor eller bioindikator beskrivs som biologisk övervakning . Detta avser mätning av specifika egenskaper hos en organism för att få information om den omgivande fysiska och kemiska miljön. Biologisk testning innebär användning av växt-, djur- eller mikrobiella indikatorer för att övervaka hälsan hos ett akvatiskt ekosystem . De är alla biologiska arter eller grupper av arter vars funktion, population eller status kan avslöja vilken grad av ekosystem eller miljöintegritet som finns. Ett exempel på en grupp bioindikatorer är copepoder och andra små vattenkräftdjur som finns i många vattendrag. Sådana organismer kan övervakas för förändringar (biokemiska, fysiologiska eller beteendemässiga) som kan indikera ett problem inom deras ekosystem.

Detta avsnitt är ett utdrag från Vattenkvalitet § Provinsamling .

Komplexiteten i vattenkvalitet som ämne återspeglas i de många typerna av mätningar av vattenkvalitetsindikatorer. Vissa mätningar av vattenkvaliteten görs mest exakt på plats, eftersom vattnet är i jämvikt med omgivningen . Mätningar som vanligtvis görs på plats och i direkt kontakt med vattenkällan i fråga inkluderar temperatur , pH , löst syre , konduktivitet , syrereduktionspotential (ORP) , grumlighet och Secchi- skivdjup.

Effekter

Syrebrist , till följd av kväveförorening och övergödning , är en vanlig orsak till fiskdöd.

Ekosystem

Vattenföroreningar är ett stort globalt miljöproblem eftersom det kan leda till försämring av alla akvatiska ekosystem - sötvatten, kustvatten och havsvatten. De specifika föroreningar som leder till föroreningar i vatten inkluderar ett brett spektrum av kemikalier , patogener och fysiska förändringar som förhöjd temperatur. Även om många av de kemikalier och ämnen som regleras kan vara naturligt förekommande ( kalcium , natrium , järn, mangan , etc.) bestämmer koncentrationen vanligtvis vad som är en naturlig komponent i vatten och vad som är en förorening. Höga koncentrationer av naturligt förekommande ämnen kan ha negativa effekter på akvatisk flora och fauna. Syreutarmande ämnen kan vara naturliga material som växtmaterial (t.ex. löv och gräs) samt konstgjorda kemikalier. Andra naturliga och antropogena ämnen kan orsaka grumlighet (molnighet) som blockerar ljus och stör växttillväxten och täpper till gälarna hos vissa fiskarter.

Fekalt slam som samlas in från latriner i grop dumpas i en flod vid Korogocho-slummen i Nairobi, Kenya .

Folkhälsa och vattenburna sjukdomar

Ytterligare information: WASH § Hälsoaspekter

En studie publicerad 2017 konstaterade att "förorenat vatten spred gastrointestinala sjukdomar och parasitinfektioner och dödade 1,8 miljoner människor" (dessa kallas också för vattenburna sjukdomar). Ihållande exponering för föroreningar genom vatten är miljöfarliga hälsorisker , vilket kan öka sannolikheten för att man utvecklar cancer eller andra sjukdomar.

Eutrofiering från kväveföroreningar

Kväveföroreningar kan orsaka övergödning, särskilt i sjöar. Eutrofiering är en ökning av koncentrationen av kemiska näringsämnen i ett ekosystem i en utsträckning som ökar ekosystemets primära produktivitet . Efterföljande negativa miljöeffekter som anoxi (syrebrist) och kraftiga sänkningar av vattenkvaliteten kan förekomma. Detta kan skada fiskar och andra djurpopulationer.

Det här avsnittet är ett utdrag ur Eutrofiering .

Eutrofiering är den process genom vilken en hel vattenförekomst , eller delar av den, successivt berikas med mineraler och näringsämnen , särskilt kväve och fosfor . Det har också definierats som "näringsinducerad ökning av växtplanktonproduktiviteten ". Vattenförekomster med mycket låga näringsnivåer kallas oligotrofa och de med måttliga näringshalter kallas mesotrofa . Avancerad eutrofiering kan också kallas dystrofiska och hypertrofiska tillstånd. Eutrofiering kan påverka sötvatten- eller saltvattensystem . I sötvattensekosystem orsakas det nästan alltid av överskott av fosfor. I kustvatten å andra sidan är det mer sannolikt att det huvudsakliga bidragande näringsämnet är kväve, eller kväve och fosfor tillsammans. Detta beror på platsen och andra faktorer.

Havsförsurning

Havsförsurning är en annan påverkan av vattenföroreningar. Havsförsurning är den pågående minskningen av pH-värdet i jordens hav, orsakad av upptaget av koldioxid (CO ₂ ) från atmosfären.

Utbredning

Vattenföroreningar är ett problem i utvecklingsländer såväl som i utvecklade länder .

Efter land

Till exempel är vattenföroreningar i Indien och Kina utbredd. Cirka 90 procent av vattnet i städerna i Kina är förorenat.

Kontroll och reduktion

Vy över sekundära reaktorer (aktiverad slamprocess) vid Blue Plains Advanced Wastewater Treatment Plant , Washington, DC, USA. På avstånd syns slamrötningsanläggningen och termiska hydrolysreaktorer.

Filosofi för föroreningskontroll

En aspekt av miljöskyddet är obligatoriska bestämmelser men de är bara en del av lösningen. Andra viktiga verktyg inom föroreningskontroll är miljöutbildning, ekonomiska styrmedel, marknadskrafter och striktare efterlevnad. Standarder kan vara "exakta" (för ett definierat kvantifierbart minimi- eller maximivärde för en förorening) eller "oprecisa" vilket skulle kräva användning av bästa tillgängliga teknik (BAT) eller bästa möjliga miljöalternativ (BPEO). Marknadsbaserade ekonomiska instrument för föroreningskontroll kan innefatta: avgifter, subventioner, depositions- eller återbetalningssystem, skapandet av en marknad för föroreningskrediter och verkställighetsincitament.

Att gå mot ett holistiskt synsätt inom kemisk föroreningskontroll kombinerar följande tillvägagångssätt: Integrerade kontrollåtgärder, gränsöverskridande hänsyn, kompletterande och kompletterande kontrollåtgärder, livscykelöverväganden, effekterna av kemiska blandningar.

Kontroll av vattenföroreningar kräver lämplig infrastruktur och förvaltningsplaner. Infrastrukturen kan omfatta avloppsreningsverk , till exempel reningsverk och industriella reningsverk. Rening av avloppsvatten från jordbruket för gårdar och erosionskontroll på byggarbetsplatser kan också bidra till att förhindra vattenföroreningar. Effektiv kontroll av avrinning i tätort inkluderar reducering av hastighet och flödesmängd.

Vattenföroreningar kräver fortlöpande utvärdering och revidering av vattenresurspolitiken på alla nivåer (internationellt ner till enskilda akviferer och brunnar).

Sanering och avloppsrening

Ytterligare information: Sanitets- , TVÄTT- och vattenfrågor i utvecklingsländer

Plastavfall på det stora avloppet och luftföroreningar längst ut i avloppet i Ghana

Kommunalt avloppsvatten kan renas av centraliserade avloppsreningsverk, decentraliserade avloppsvattensystem , naturbaserade lösningar eller i avloppsanläggningar och septiktankar på plats. Till exempel avfallsstabiliseringsdammar ett billigt behandlingsalternativ för avloppsvatten, särskilt för regioner med varmt klimat. UV-ljus (solljus) kan användas för att bryta ned vissa föroreningar i avfallsstabiliseringsdammar (avloppslaguner). Användningen av säkert skötta sanitetstjänster skulle förhindra vattenföroreningar orsakade av bristande tillgång till sanitet.

Väl utformade och drivna system (dvs med sekundära reningssteg eller mer avancerad tertiär rening) kan ta bort 90 procent eller mer av föroreningsbelastningen i avloppsvatten. Vissa växter har ytterligare system för att ta bort näringsämnen och patogener. Även om sådana avancerade reningstekniker utan tvekan kommer att minska utsläppen av mikroföroreningar, kan de också resultera i stora ekonomiska kostnader, såväl som miljömässigt oönskade ökningar av energiförbrukning och utsläpp av växthusgaser .

Avloppsspill under stormhändelser kan åtgärdas genom underhåll och uppgraderingar av avloppssystemet i tid . I USA har städer med stora kombinerade system inte drivit systemomfattande separationsprojekt på grund av de höga kostnaderna, utan har implementerat partiella separationsprojekt och gröna infrastrukturstrategier . I vissa fall har kommuner installerat ytterligare CSO-lagringsanläggningar eller utökad avloppsreningskapacitet.

Industriell rening av avloppsvatten

Detta avsnitt är ett utdrag från Industriell avloppsrening .

Industriell rening av avloppsvatten beskriver de processer som används för rening av avloppsvatten som produceras av industrier som en oönskad biprodukt. Efter rening kan det renade industriavloppsvattnet (eller avloppsvattnet) återanvändas eller släppas ut till ett sanitärt avlopp eller till ett ytvatten i miljön. Vissa industrianläggningar genererar avloppsvatten som kan behandlas i avloppsreningsverk . De flesta industriella processer, såsom petroleumraffinaderier , kemiska och petrokemiska anläggningar har sina egna specialiserade anläggningar för att behandla sina avloppsvatten så att föroreningshalterna i det renade avloppsvattnet överensstämmer med bestämmelserna om omhändertagande av avloppsvatten i avlopp eller till floder, sjöar eller hav . Det gäller industrier som genererar avloppsvatten med höga koncentrationer av organiskt material (t.ex. olja och fett), giftiga föroreningar (t.ex. tungmetaller, flyktiga organiska föreningar ) eller näringsämnen som ammoniak . Vissa industrier installerar ett förbehandlingssystem för att ta bort vissa föroreningar (t.ex. giftiga föreningar) och släpper sedan ut det delvis renade avloppsvattnet till det kommunala avloppssystemet.

Rening av avloppsvatten från jordbruket

Detta avsnitt är ett utdrag från Rening av avloppsvatten från jordbruket .

Rening av avloppsvatten från jordbruket är en gårdsförvaltningsagenda för att kontrollera föroreningar från instängda djurverksamheter och från ytavrinning som kan vara förorenad av kemikalier i gödningsmedel , bekämpningsmedel , djurgödsel , skörderester eller bevattningsvatten . Rening av avloppsvatten från jordbruket krävs för kontinuerliga instängda djurverksamheter som mjölk- och äggproduktion. Det kan utföras i anläggningar som använder mekaniserade reningsenheter liknande de som används för industriellt avloppsvatten . Där mark är tillgänglig för dammar, bosättningsbassänger och fakultativa laguner ha lägre driftskostnader för säsongsbetonade användningsförhållanden från häcknings- eller skördecykler. Djurslurry behandlas vanligtvis genom inneslutning i anaeroba laguner innan de kasseras genom spray- eller droppapplicering på gräsmark. Konstruerade våtmarker används ibland för att underlätta behandlingen av animaliskt avfall.

Hantering av erosion och sedimentkontroll

Silt staket installerat på en byggarbetsplats

Sediment från byggarbetsplatser kan hanteras genom installation av erosionskontroller , såsom mulching och hydroseeding , och sedimentkontroller , såsom sedimentbassänger och siltstängsel . Utsläpp av giftiga kemikalier såsom motorbränslen och betongspolning kan förhindras genom användning av spillförebyggande och kontrollplaner, och specialdesignade behållare (t.ex. för betongsköljning) och strukturer som översvämningskontroller och avledningsvallar.

Erosion orsakad av avskogning och förändringar i hydrologi (jordförlust på grund av vattenavrinning) leder också till förlust av sediment och potentiellt vattenföroreningar.

Kontroll av avrinning i tätorter (dagvatten)

Det här avsnittet är ett utdrag från Urban avrinning § Förebyggande och begränsning .

Effektiv kontroll av avrinning i tätorter innebär att dagvattnets hastighet och flöde minskas, samt att utsläppen av föroreningar minskar. Lokala myndigheter använder en mängd olika dagvattenhanteringstekniker för att minska effekterna av avrinning i städer. Dessa tekniker, som kallas bästa förvaltningspraxis för vattenföroreningar (BMP) i vissa länder, kan fokusera på vattenmängdskontroll, medan andra fokuserar på att förbättra vattenkvaliteten, och vissa utför båda funktionerna.

Föroreningsförebyggande metoder inkluderar lågpåverkansutveckling (LID) eller gröna infrastrukturtekniker - känd som Sustainable Drainage Systems (SuDS) i Storbritannien, och Water-Sensitive Urban Design (WSUD) i Australien och Mellanöstern - såsom installation av gröna tak och förbättrad kemikaliehantering (t.ex. hantering av motorbränslen och olja, gödningsmedel, bekämpningsmedel och avisningsmedel ). Avrinningsreducerande system inkluderar infiltrationsbassänger , bioretentionssystem , konstruerade våtmarker , retentionsbassänger och liknande anordningar.

Andel vattenförekomster med god vattenkvalitet år 2020. En vattenförekomst klassas som "god" kvalitet om minst 80 % av övervakningsvärdena uppfyller målkvalitetsnivåerna, se även SDG 6 , Indikator 6.3.2.

Lagstiftning

Filippinerna

I Filippinerna är Republic Act 9275, även känd som Philippine Clean Water Act från 2004, den gällande lagen om avloppsvattenhantering. Där anges att det är landets policy att skydda, bevara och återuppliva kvaliteten på dess söta, bräckta och marina vatten, för vilka avloppsvattenhanteringen spelar en särskild roll.

Förenta staterna

Det här avsnittet är ett utdrag ur Vattenföroreningar i USA § Gällande bestämmelser .

Clean Water Act är den primära federala lagen i USA som reglerar vattenföroreningar i ytvatten. 1972 års CWA-ändringar etablerade ett brett regelverk för att förbättra vattenkvaliteten. Lagen definierar rutiner för föroreningskontroll och utvecklar kriterier och standarder för föroreningar i ytvatten. Lagen bemyndigar Environmental Protection Agency att reglera ytvattenföroreningar i USA, i samarbete med statliga myndigheter. Före 1972 var det lagligt att släppa ut avloppsvatten till ytvatten utan att testa eller ta bort vattenföroreningar. CWA:n ändrades 1981 och 1987 för att justera den federala andelen av byggnadsbidragsfinansieringen för lokala myndigheter, reglera kommunala stormavloppsutsläpp och för att senare upprätta Clean Water State Revolving Fund . Fonden ger lågräntelån för att förbättra kommunala avloppsreningssystem och finansiera andra förbättringar av vattenkvaliteten.

Se även

• Akvatisk toxikologi
• Miljöpåverkan av bekämpningsmedel § Vatten
• Människans påverkan på miljön
• Förorening
• Trofisk tillståndsindex (vattenkvalitetsindikator för sjöar)
• Förvaltning av vattenresurser
• Vattensäkerhet

externa länkar

• Ta itu med global vattenförorening - FN:s miljöprogram