Nakala hii imekusudiwa kumpa msomaji ufahamu wa teknolojia inayopatikana kwa sasa ya kudhibiti uchafuzi wa maji, kwa kuzingatia mjadala wa mienendo na matukio yaliyotolewa na Hespanhol na Helmer katika sura. Hatari kwa Afya ya Mazingira. Sehemu zifuatazo zinashughulikia udhibiti wa matatizo ya uchafuzi wa maji, kwanza chini ya kichwa "Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Juu" na kisha chini ya kichwa "Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Chini".

Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya uso

Ufafanuzi wa uchafuzi wa maji

Uchafuzi wa maji unarejelea hali ya ubora ya uchafu au uchafu katika maji ya hidrojeni ya eneo fulani, kama vile kisima cha maji. Hutokana na tukio au mchakato unaosababisha kupunguzwa kwa matumizi ya maji ya dunia, hasa kuhusiana na afya ya binadamu na athari za mazingira. Mchakato wa uchafuzi unasisitiza upotevu wa usafi kupitia uchafuzi, ambao unamaanisha zaidi kuingiliwa na au kuwasiliana na chanzo cha nje kama sababu. Neno kuchafuliwa linatumika kwa viwango vya chini sana vya uchafuzi wa maji, kama katika ufisadi wao wa awali na uozo. Unajisi ni matokeo ya uchafuzi wa mazingira na kupendekeza ukiukaji au unajisi.

Maji ya Hydrologic

Maji ya asili ya dunia yanaweza kuonekana kama mfumo unaoendelea kuzunguka kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 1, ambao hutoa mchoro wa maji katika mzunguko wa hidrojeni, kutia ndani maji yaliyo juu na chini ya uso.

Kielelezo 1. Mzunguko wa hidrojeni

Kama marejeleo ya ubora wa maji, maji yaliyosafishwa (H₂O) kuwakilisha hali ya juu zaidi ya usafi. Maji katika mzunguko wa hidrojeni yanaweza kuonekana kuwa ya asili, lakini sio safi. Wanachafuliwa kutokana na shughuli za asili na za kibinadamu. Athari za uharibifu wa asili zinaweza kutokana na maelfu ya vyanzo - kutoka kwa wanyama, mimea, milipuko ya volcano, radi inayosababisha moto na kadhalika, ambayo kwa msingi wa muda mrefu inachukuliwa kuwa viwango vya asili vilivyopo kwa madhumuni ya kisayansi.

Uchafuzi unaofanywa na binadamu huvuruga usawa wa asili kwa kuzidisha taka zinazotolewa kutoka vyanzo mbalimbali. Vichafuzi vinaweza kuletwa ndani ya maji ya mzunguko wa hidrojeni wakati wowote. Kwa mfano: mvua ya angahewa (mvua) inaweza kuchafuliwa na vichafuzi vya hewa; maji ya juu yanaweza kuchafuliwa katika mchakato wa kutiririka kutoka kwa vyanzo vya maji; maji taka yanaweza kutolewa kwenye mito na mito; na maji ya ardhini yanaweza kuchafuliwa kwa kupenyeza na kuchafuliwa chini ya ardhi.

 

 

Mchoro wa 2 unaonyesha usambazaji wa maji ya hidrojeni. Uchafuzi basi huwekwa juu ya maji haya na kwa hivyo inaweza kutazamwa kama hali isiyo ya asili au isiyo na usawa ya mazingira. Mchakato wa uchafuzi wa mazingira unaweza kutokea katika maji ya sehemu yoyote ya mzunguko wa hidrojeni, na ni dhahiri zaidi juu ya uso wa dunia kwa namna ya kukimbia kutoka kwa maji hadi mito na mito. Hata hivyo uchafuzi wa maji chini ya ardhi pia ni wa athari kubwa ya kimazingira na unajadiliwa kufuatia sehemu ya uchafuzi wa maji juu ya uso.

Kielelezo 2. Usambazaji wa mvua

Vyanzo vya maji vya uchafuzi wa maji

Mabonde ya maji ndio kikoa cha asili cha uchafuzi wa maji ya uso. Sehemu ya maji inafafanuliwa kama eneo la uso wa dunia ambapo maji ya hidrojeni huanguka, kujilimbikiza, hutumiwa, kutupwa, na hatimaye kumwaga ndani ya vijito, mito au vyanzo vingine vya maji. Inajumuisha mfumo wa mifereji ya maji na mtiririko wa mwisho au mkusanyiko katika mkondo au mto. Mabonde makubwa ya mito kwa kawaida huitwa mabonde ya mifereji ya maji. Mchoro wa 3 ni uwakilishi wa mzunguko wa hidrojeni kwenye eneo la maji la kikanda. Kwa kanda, mpangilio wa maji mbalimbali unaweza kuandikwa kama mlinganyo rahisi, ambao ni mlinganyo wa kimsingi wa hidroloji kama ilivyoandikwa na Viessman, Lewis na Knapp (1989); vitengo vya kawaida ni mm / mwaka:

P - R - G - E - T = ±S

ambapo:

P = kunyesha (yaani, mvua, theluji, mvua ya mawe)

R = mtiririko wa maji au mkondo wa maji

G = maji ya ardhini

E = uvukizi

T = mpito

S = hifadhi ya uso

Kielelezo 3. Mzunguko wa hidrojeni wa kikanda

Mvua inatazamwa kama njia ya kuanzisha katika bajeti ya hidrotiki iliyo hapo juu. Neno kukimbia ni sawa na mtiririko wa mkondo. Hifadhi inarejelea hifadhi au mifumo ya kizuizini ambayo hukusanya maji; kwa mfano, bwawa lililotengenezwa na binadamu (barrage) kwenye mto hutengeneza hifadhi kwa madhumuni ya kuhifadhi maji. Maji ya chini ya ardhi hukusanywa kama mfumo wa kuhifadhi na yanaweza kutiririka kutoka eneo moja hadi jingine; inaweza kuwa na mvuto au maji machafu kuhusiana na mikondo ya uso. Uvukizi ni jambo la uso wa maji, na upenyezaji wa hewa unahusishwa na maambukizi kutoka kwa biota.

 

 

 

 

 

 

 

Ingawa maeneo ya maji yanaweza kutofautiana kwa ukubwa, mifumo fulani ya mifereji ya maji kwa uteuzi wa uchafuzi wa maji huainishwa kama mijini au isiyo ya mijini (kilimo, vijijini, isiyo na maendeleo) katika tabia. Uchafuzi unaotokea ndani ya mifumo hii ya mifereji ya maji hutoka kwa vyanzo vifuatavyo:

Vyanzo vya uhakika: taka hutoka ndani ya hifadhi ya maji ya kupokea mahali maalum, katika hatua kama vile bomba la maji taka au aina fulani ya mfumo wa kujilimbikizia.

Vyanzo visivyo vya uhakika (vilivyotawanywa): uchafuzi wa mazingira unaoingia kwenye chemchemi inayopokea maji kutoka kwa vyanzo vilivyotawanyika kwenye bwawa la maji; Mvua isiyokusanywa mifereji ya maji ya maji kwenye mkondo ni ya kawaida. Vyanzo visivyo vya uhakika pia wakati mwingine hujulikana kama maji "ya kueneza"; hata hivyo, neno kutawanywa linaonekana kuwa lenye maelezo zaidi.

Vyanzo vya mara kwa mara: kutoka kwa uhakika au chanzo ambacho hutoka chini ya hali fulani, kama vile hali iliyojaa kupita kiasi; mifereji ya maji machafu iliyojumuishwa wakati wa vipindi vya utiririshaji wa mvua nyingi ni kawaida.

Vichafuzi vya maji katika vijito na mito

Wakati taka mbaya kutoka kwa vyanzo vilivyo hapo juu hutupwa kwenye mito au vyanzo vingine vya maji, huwa uchafuzi ambao umeainishwa na kuelezewa katika sehemu iliyotangulia. Vichafuzi au vichafuzi vinavyoingia ndani ya maji vinaweza kugawanywa zaidi katika:

• vichafuzi vinavyoweza kuharibika (zisizo kihafidhina).: uchafu ambao hatimaye hutengana na kuwa vitu visivyo na madhara au ambavyo vinaweza kuondolewa kwa njia za matibabu; yaani, baadhi ya vifaa vya kikaboni na kemikali, maji taka ya ndani, joto, virutubisho vya mimea, bakteria nyingi na virusi, mchanga fulani.
• vichafuzi visivyoweza kuharibika (kihafidhina).: uchafu unaoendelea katika mazingira ya maji na haupunguzi katika mkusanyiko isipokuwa diluted au kuondolewa kwa matibabu; yaani, kemikali fulani za kikaboni na isokaboni, chumvi, kusimamishwa kwa colloidal
• uchafuzi hatari wa maji: Aina changamano za taka mbaya kama vile metali zenye sumu, misombo fulani ya isokaboni na kikaboni
• uchafuzi wa radionuclide: nyenzo ambazo zimeathiriwa na chanzo cha mionzi.

 

Kanuni za udhibiti wa uchafuzi wa maji

Kanuni za udhibiti wa uchafuzi wa maji zinazotumika kwa ujumla hutangazwa na mashirika ya serikali ya kitaifa, na kanuni za kina zaidi na majimbo, mikoa, manispaa, wilaya za maji, wilaya za uhifadhi, tume za usafi wa mazingira na wengine. Katika ngazi ya kitaifa na jimbo (au mkoa), mashirika ya ulinzi wa mazingira (EPAs) na wizara za afya kwa kawaida hupewa jukumu hili. Katika majadiliano ya kanuni zilizo hapa chini, muundo na sehemu fulani hufuata mfano wa viwango vya ubora wa maji vinavyotumika kwa sasa katika Jimbo la Ohio la Marekani.

Majina ya matumizi ya ubora wa maji

Lengo kuu katika udhibiti wa uchafuzi wa maji litakuwa sifuri kutokwa kwa uchafuzi kwa miili ya maji; hata hivyo, mafanikio kamili ya lengo hili kwa kawaida si ya gharama nafuu. Mbinu inayopendekezwa ni kuweka mipaka ya utupaji wa utupaji taka kwa ajili ya ulinzi unaofaa wa afya ya binadamu na mazingira. Ingawa viwango hivi vinaweza kutofautiana sana katika maeneo tofauti ya mamlaka, uteuzi wa matumizi ya sehemu mahususi za maji kwa kawaida ndio msingi, kama ilivyoshughulikiwa kwa ufupi hapa chini.

Vifaa vya maji ni pamoja na:

• usambazaji wa maji kwa umma: maji ambayo kwa matibabu ya kawaida yatafaa kwa matumizi ya binadamu
• usambazaji wa kilimo: Maji yanayofaa kwa umwagiliaji na kumwagilia mifugo bila matibabu
• usambazaji wa viwanda/biashara: Maji yanafaa kwa matumizi ya viwandani na kibiashara yakiwa na au bila matibabu.

 

Shughuli za burudani ni pamoja na:

• maji ya kuoga: Maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa kuogelea kama yalivyoidhinishwa kwa ubora wa maji pamoja na hali ya ulinzi na vifaa
• mawasiliano ya msingi: maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa burudani ya kugusana mwili mzima kama vile kuogelea, kuogelea, kuogelea kwenye mtumbwi na kupiga mbizi chini ya maji ambayo hayatishii afya ya umma kwa sababu ya ubora wa maji.
• mawasiliano ya pili: maji ambayo katika misimu fulani yanafaa kwa burudani ya mgusano wa sehemu za mwili kama vile, lakini sio tu, kuogelea, bila tishio kidogo kwa afya ya umma kama matokeo ya ubora wa maji.

 

Rasilimali za maji ya umma zimeainishwa kama vyanzo vya maji ambavyo viko ndani ya mifumo ya mbuga, ardhioevu, maeneo ya wanyamapori, mito ya porini, yenye mandhari nzuri na ya burudani na maziwa yanayomilikiwa na umma, na maji yenye umuhimu wa kipekee wa kiburudani au kiikolojia.

Makao ya maisha ya majini

Majina ya kawaida yatatofautiana kulingana na hali ya hewa, lakini yanahusiana na hali katika vyanzo vya maji kwa ajili ya kusaidia na kudumisha baadhi ya viumbe vya majini, hasa aina mbalimbali za samaki. Kwa mfano, uteuzi wa matumizi katika hali ya hewa ya baridi kama inavyogawanywa katika kanuni za Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Jimbo la Ohio (EPA) yameorodheshwa hapa chini bila maelezo ya kina:

• maji ya joto
• maji ya joto mdogo
• maji ya joto ya kipekee
• maji ya joto yaliyobadilishwa
• salmonid ya msimu
• maji baridi
• rasilimali chache za maji.

 

Vigezo vya kudhibiti uchafuzi wa maji

Maji ya asili na maji taka yana sifa ya muundo wao wa kimwili, kemikali na kibaolojia. Sifa kuu za kimaumbile na viambajengo vya kemikali na kibaiolojia vya maji machafu na vyanzo vyake ni orodha ndefu, iliyoripotiwa katika kitabu cha kiada na Metcalf na Eddy (1991). Mbinu za uchanganuzi za maamuzi haya zimetolewa katika mwongozo unaotumika sana unaoitwa Mbinu za Kawaida za Uchunguzi wa Maji na Maji Taka na Chama cha Afya ya Umma cha Marekani (1995).

Kila eneo la maji lililoteuliwa linapaswa kudhibitiwa kulingana na kanuni ambazo zinaweza kujumuisha vigezo vya msingi na vya kina zaidi vya nambari kama ilivyojadiliwa kwa ufupi hapa chini.

Uhuru wa kimsingi kutoka kwa uchafuzi wa mazingira. Kwa kadiri inavyowezekana na inavyowezekana, vyanzo vyote vya maji vinapaswa kufikia vigezo vya msingi vya "Uhuru Tano dhidi ya Uchafuzi":

1. huru kutokana na yabisi iliyoahirishwa au vitu vingine vinavyoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu na ambavyo vitatua na kutengeneza amana za takataka zilizooza au zisizofaa, au ambazo zitaathiri vibaya viumbe vya majini.
2. isiyo na uchafu unaoelea, mafuta, takataka na vifaa vingine vinavyoelea vinavyoingia ndani ya maji kutokana na shughuli za binadamu kwa kiasi cha kutosha kutopendeza au kusababisha uharibifu.
3. huru kutokana na nyenzo zinazoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu, kutoa rangi, harufu au hali nyinginezo kwa kiwango cha kuleta kero.
4. isiyo na vitu vinavyoingia ndani ya maji kwa sababu ya shughuli za binadamu, katika viwango ambavyo ni sumu au hatari kwa maisha ya binadamu, wanyama au majini na/au vinaweza kuua kwa haraka katika eneo la mchanganyiko.
5. huru kutokana na virutubishi kuingia majini kama matokeo ya shughuli za binadamu, katika viwango vinavyosababisha ukuaji wa kero wa magugu ya majini na mwani.

 

Vigezo vya ubora wa maji ni vikwazo vya nambari na miongozo ya udhibiti wa viambajengo vya kemikali, kibaolojia na sumu katika miili ya maji.

Kwa zaidi ya misombo ya kemikali 70,000-pamoja inayotumika leo haiwezekani kubainisha udhibiti wa kila moja. Walakini, vigezo vya kemikali vinaweza kuanzishwa kwa msingi wa mapungufu kwani kwanza yanahusiana na aina kuu tatu za matumizi na mfiduo:

Hatari 1: Vigezo vya kemikali kwa ajili ya ulinzi wa afya ya binadamu ni muhimu kwanza na vinapaswa kuwekwa kulingana na mapendekezo kutoka kwa mashirika ya afya ya serikali, WHO na mashirika ya utafiti wa afya yanayotambuliwa.

Hatari 2: Vigezo vya kemikali vya kudhibiti usambazaji wa maji ya kilimo vizingatie tafiti na mapendekezo ya kisayansi yanayotambulika ambayo yatalinda dhidi ya athari mbaya kwa mazao na mifugo kutokana na umwagiliaji wa mazao na umwagiliaji wa mifugo.

Hatari 3: Vigezo vya kemikali kwa ajili ya ulinzi wa viumbe vya majini vinapaswa kutegemea tafiti zinazotambulika za kisayansi kuhusu unyeti wa viumbe hawa kwa kemikali maalum na pia kuhusiana na matumizi ya binadamu ya samaki na vyakula vya baharini.

Vigezo vya maji machafu ya maji machafu vinahusiana na mapungufu kwa vijenzi vichafuzi vilivyopo kwenye vimiminiko vya maji machafu na ni njia nyingine ya kudhibiti. Huenda zikawekwa kama zinahusiana na uteuzi wa matumizi ya maji ya miili ya maji na jinsi zinavyohusiana na aina zilizo hapo juu kwa vigezo vya kemikali.

Vigezo vya kibayolojia vinategemea hali ya makazi ya maji ambayo inahitajika kusaidia viumbe vya majini.

Maudhui ya kikaboni ya maji machafu na maji ya asili

Jumla ya vitu vya kikaboni ni muhimu zaidi katika kuashiria nguvu ya uchafuzi wa maji machafu na maji asilia. Vipimo vitatu vya maabara hutumiwa kawaida kwa madhumuni haya:

Mahitaji ya oksijeni ya kibayolojia (BOD): BOD ya siku tano (BOD5) ndiyo kigezo kinachotumika sana; jaribio hili hupima oksijeni iliyoyeyushwa inayotumiwa na viumbe vidogo katika uoksidishaji wa biokemikali wa viumbe hai katika kipindi hiki.

Mahitaji ya oksijeni ya kemikali (COD): Jaribio hili ni la kupima vitu vya kikaboni katika taka za manispaa na viwandani ambazo zina misombo ambayo ni sumu kwa maisha ya kibaolojia; ni kipimo cha oksijeni sawa na jambo la kikaboni ambalo linaweza kuwa oxidized.

Jumla ya kaboni hai (TOC): Jaribio hili linatumika hasa kwa viwango vidogo vya viumbe hai katika maji; ni kipimo cha maada ya kikaboni ambayo hutiwa oksidi kwa dioksidi kaboni.

Kanuni za sera za kuzuia uharibifu

Kanuni za sera za kuzuia uharibifu ni mbinu zaidi ya kuzuia kuenea kwa uchafuzi wa maji zaidi ya hali fulani zilizopo. Kwa mfano, Sera ya Uzuiaji wa Viwango vya Ubora wa Maji ya Wakala wa Ulinzi wa Mazingira wa Ohio ina viwango vitatu vya ulinzi:

Ufungashaji wa 1: Matumizi yaliyopo lazima yadumishwe na kulindwa. Hakuna uharibifu zaidi wa ubora wa maji unaoruhusiwa ambao utaingilia matumizi yaliyowekwa.

Ufungashaji wa 2: Kisha, ubora wa maji ulio bora zaidi kuliko ule unaohitajika ili kulinda matumizi lazima udumishwe isipokuwa itaonyeshwa kuwa ubora wa chini wa maji ni muhimu kwa maendeleo muhimu ya kiuchumi au kijamii, kama ilivyobainishwa na Mkurugenzi wa EPA.

Ufungashaji wa 3: Hatimaye, ubora wa maji ya vyanzo vya maji lazima udumishwe na kulindwa. Ubora wao wa maji uliopo haupaswi kuharibiwa na vitu vyovyote vinavyotambulika kuwa sumu au kuingilia matumizi yoyote yaliyowekwa. Kuongezeka kwa mizigo ya uchafuzi inaruhusiwa kutolewa kwenye miili ya maji ikiwa haitasababisha kupunguza ubora wa maji uliopo.

Kanda za kuchanganya uchafuzi wa maji na muundo wa ugawaji wa mizigo ya taka

Maeneo ya kuchanganya ni maeneo katika mkusanyiko wa maji ambayo huruhusu umwagaji wa maji machafu yaliyotibiwa au ambayo hayajatibiwa kufikia hali iliyotulia, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 4 wa mkondo unaotiririka. Utoaji huo mwanzoni huwa katika hali ya mpito ambayo inazidi kupunguzwa kutoka kwa mkusanyiko wa chanzo hadi hali ya kupokea maji. Haipaswi kuzingatiwa kama chombo cha matibabu na inaweza kuainishwa kwa vizuizi maalum.

Kielelezo 4. Kanda za kuchanganya

Kwa kawaida, maeneo ya kuchanganya haipaswi:

• kuingilia kati uhamiaji, kuishi, kuzaliana au ukuaji wa spishi za majini

• ni pamoja na maeneo ya kuzalishia au kitalu

• kujumuisha ulaji wa maji ya umma

• ni pamoja na maeneo ya kuoga

• kujumuisha zaidi ya 1/2 ya upana wa mkondo

• kujumuisha zaidi ya 1/2 ya eneo la sehemu ya msalaba ya mdomo wa mkondo

• panua chini ya mkondo kwa umbali zaidi ya mara tano ya upana wa mkondo.

 

Tafiti za ugawaji wa shehena ya taka zimekuwa muhimu kwa sababu ya gharama kubwa ya udhibiti wa virutubishi vya umwagaji wa maji machafu ili kuepuka eutrophication ya ndani (iliyofafanuliwa hapa chini). Masomo haya kwa ujumla hutumia utumizi wa miundo ya kompyuta kwa ajili ya kuiga hali ya ubora wa maji katika mkondo, hasa kuhusiana na virutubisho kama vile aina za nitrojeni na fosforasi, ambazo huathiri mienendo ya oksijeni iliyoyeyushwa. Mifano ya kiasili ya ubora wa maji ya aina hii inawakilishwa na modeli ya EPA ya Marekani QUAL2E, ambayo imeelezwa na Brown na Barnwell (1987). Muundo wa hivi majuzi zaidi uliopendekezwa na Taylor (1995) ni Omni Diurnal Model (ODM), unaojumuisha uigaji wa athari za mimea yenye mizizi kwenye virutubishi na mienendo ya oksijeni iliyoyeyushwa.

Masharti ya tofauti

Kanuni zote za udhibiti wa uchafuzi wa maji ni mdogo kwa ukamilifu na kwa hivyo zinapaswa kujumuisha masharti ambayo huruhusu tofauti za uamuzi kulingana na hali fulani ambazo zinaweza kuzuia utiifu wa haraka au kamili.

Tathmini na usimamizi wa hatari zinazohusiana na uchafuzi wa maji

Kanuni zilizo hapo juu za udhibiti wa uchafuzi wa maji ni mfano wa mbinu za kiserikali duniani kote kwa ajili ya kufikia utiifu wa viwango vya ubora wa maji na vikomo vya utiririshaji wa maji machafu. Kwa ujumla kanuni hizi zimewekwa kwa misingi ya mambo ya afya na utafiti wa kisayansi; ambapo kutokuwa na uhakika kunawezekana kuhusu athari zinazowezekana, sababu za usalama mara nyingi hutumiwa. Utekelezaji wa baadhi ya kanuni hizi unaweza kuwa usio na maana na wa gharama kubwa sana kwa umma kwa ujumla na kwa biashara binafsi. Kwa hiyo kuna wasiwasi unaoongezeka wa ugawaji bora wa rasilimali katika kufikia malengo ya kuboresha ubora wa maji. Kama ilivyoonyeshwa hapo awali katika mjadala wa maji ya hidrojeni, usafi wa hali ya juu haupo hata katika maji ya asili.

Mbinu inayokua ya kiteknolojia inahimiza tathmini na usimamizi wa hatari za kiikolojia katika kuweka kanuni za uchafuzi wa maji. Dhana hiyo inategemea uchanganuzi wa faida na gharama za ikolojia katika kufikia viwango au mipaka. Parkhurst (1995) amependekeza matumizi ya tathmini ya hatari ya ikolojia ya majini kama msaada katika kuweka vikomo vya udhibiti wa uchafuzi wa maji, hasa kama inavyotumika kwa ajili ya ulinzi wa viumbe vya majini. Mbinu kama hizo za kutathmini hatari zinaweza kutumika kukadiria athari za kiikolojia za viwango vya kemikali kwa anuwai ya hali ya uchafuzi wa maji juu ya uso ikiwa ni pamoja na:

• uchafuzi wa chanzo cha uhakika

• uchafuzi wa vyanzo visivyo vya uhakika

• mashapo yaliyochafuliwa katika njia za mipasho

• maeneo ya taka hatarishi yanayohusiana na vyanzo vya maji

• uchambuzi wa vigezo vilivyopo vya kudhibiti uchafuzi wa maji.

 

Njia iliyopendekezwa inajumuisha tiers tatu; kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro wa 5 unaoonyesha mbinu.

Kielelezo 5. Mbinu za kufanya tathmini ya hatari kwa viwango vya mfululizo vya uchambuzi. Daraja la 1: Kiwango cha uchunguzi; Kiwango cha 2: Ukadiriaji wa uwezekano wa hatari kubwa; Kiwango cha 3: Ukadiriaji wa hatari kwa tovuti mahususi

Uchafuzi wa maji katika maziwa na hifadhi

Maziwa na hifadhi hutoa uhifadhi wa ujazo wa maji yanayotiririka na yanaweza kuwa na muda mrefu wa kumwagika ikilinganishwa na uingiaji na utokaji wa haraka wa kufikiwa katika mkondo unaotiririka. Kwa hivyo, wanajali sana kuhusiana na uhifadhi wa viambajengo fulani, hasa virutubishi ikiwa ni pamoja na aina za nitrojeni na fosforasi ambazo huendeleza eutrophication. Eutrophication ni mchakato wa kuzeeka wa asili ambapo yaliyomo ya maji yanaboresha kikaboni, na kusababisha kutawala kwa ukuaji usiofaa wa majini, kama vile mwani, gugu la maji na kadhalika. Mchakato wa eutrophic huelekea kupunguza maisha ya majini na huwa na athari mbaya ya oksijeni iliyoyeyushwa. Vyanzo vya asili na vya kitamaduni vya virutubishi vinaweza kukuza mchakato, kama inavyoonyeshwa na Preul (1974) katika mchoro wa 6, unaoonyesha uorodheshaji wa kielelezo wa vyanzo vya madini na sinki za Ziwa Sunapee, katika Jimbo la New Hampshire la Marekani.

Mchoro 6. Uorodheshaji kiratibu wa vyanzo na madimbwi ya madini (nitrojeni na fosforasi) kwa Ziwa Sunapee, New Hampshire (Marekani)

Maziwa na hifadhi, bila shaka, zinaweza kuchukuliwa sampuli na kuchambuliwa ili kuamua hali yao ya trophic. Masomo ya uchanganuzi kawaida huanza na usawa wa msingi wa virutubishi kama vile:

(virutubisho vyenye ushawishi katika ziwa) = (virutubisho vya maji machafu ya ziwa) + (uhifadhi wa virutubishi katika ziwa)

Salio hili la msingi linaweza kupanuliwa zaidi ili kujumuisha vyanzo mbalimbali vilivyoonyeshwa kwenye kielelezo cha 6.

Wakati wa kuvuta maji ni dalili ya vipengele vya uhifadhi wa mfumo wa ziwa. Maziwa ya kina kifupi, kama vile Ziwa Erie, yana nyakati fupi za kumwagika maji na yanahusishwa na uenezaji wa hewa wa hali ya juu kwa sababu maziwa ya kina kifupi mara nyingi yanafaa zaidi kwa ukuaji wa mimea ya majini. Maziwa yenye kina kirefu kama vile Ziwa Tahoe na Lake Superior yana vipindi virefu vya kumwagika kwa maji, ambavyo kwa kawaida huhusishwa na maziwa yenye hali ya hewa ya ukame kidogo kwa sababu hadi wakati huu, hayajajaa kupita kiasi na pia kwa sababu kina chake kikubwa hakiwezi kusaidia ukuaji wa mimea ya majini. isipokuwa katika epilimnion (ukanda wa juu). Maziwa katika kategoria hii kwa ujumla huainishwa kama oligotrophic, kwa msingi kwamba yana virutubishi kidogo na yanasaidia ukuaji mdogo wa majini kama vile mwani.

Inapendeza kulinganisha nyakati za maji maji ya baadhi ya maziwa makubwa ya Marekani kama ilivyoripotiwa na Pecor (1973) kwa kutumia msingi ufuatao wa kukokotoa:

muda wa kusukuma maji ziwa (LFT) = (kiasi cha hifadhi ya ziwa)/(mtiririko wa ziwa)

Baadhi ya mifano ni: Ziwa Wabesa (Michigan), LFT=miaka 0.30; Ziwa la Houghton (Michigan), miaka 1.4; Ziwa Erie, miaka 2.6; Ziwa Superior, miaka 191; Ziwa Tahoe, miaka 700.

Ingawa uhusiano kati ya mchakato wa eutrophication na maudhui ya virutubishi ni changamano, fosforasi kwa kawaida hutambuliwa kama kirutubisho kinachozuia. Kulingana na hali mchanganyiko kabisa, Sawyer (1947) aliripoti kwamba maua ya mwani huwa yanatokea ikiwa viwango vya nitrojeni vinazidi 0.3 mg/l na fosforasi zaidi ya 0.01 mg/l. Katika maziwa na hifadhi zenye tabaka, viwango vya chini vya oksijeni vilivyoyeyushwa katika hypoliminion ni dalili za mwanzo za eutrophication. Vollenweider (1968, 1969) imeunda viwango muhimu vya upakiaji vya jumla ya fosforasi na nitrojeni jumla kwa idadi ya maziwa kulingana na upakiaji wa virutubishi, kina cha wastani na hali ya trophic. Kwa ulinganisho wa kazi juu ya somo hili, Dillon (1974) amechapisha mapitio muhimu ya muundo wa bajeti ya virutubishi vya Vollenweider na mifano mingine inayohusiana. Miundo ya hivi majuzi zaidi ya kompyuta pia inapatikana kwa kuiga mizunguko ya nitrojeni/fosforasi na tofauti za halijoto.

Uchafuzi wa maji katika mito

Mlango wa maji ni njia ya kati ya maji kati ya mdomo wa mto na pwani ya bahari. Njia hii ya kupita inaundwa na mkondo wa mdomo wa mto unaoingia na mtiririko wa mto (maji safi) kutoka juu na utiririshaji wa maji kwenye upande wa chini wa mto hadi kiwango cha maji ya mkia kinachobadilika kila wakati cha maji ya bahari (maji ya chumvi). Mito ya maji huathiriwa kila mara na mabadiliko ya maji na ni miongoni mwa vyanzo changamano vya maji vinavyokumbana na udhibiti wa uchafuzi wa maji. Sifa kuu za mlango wa mto ni chumvi tofauti, ukingo wa chumvi au kiolesura kati ya chumvi na maji safi, na mara nyingi maeneo makubwa ya maji yenye kina kifupi, yaliyojaa matope na mabwawa ya chumvi. Virutubisho kwa kiasi kikubwa hutolewa kwa mto kutoka kwa mto unaoingia na kuchanganya na makazi ya maji ya bahari ili kutoa uzalishaji mkubwa wa biota na viumbe vya baharini. Hasa kinachohitajika ni vyakula vya baharini vinavyovunwa kutoka kwa mito.

Kwa mtazamo wa uchafuzi wa maji, mito ni ngumu kibinafsi na kwa ujumla inahitaji uchunguzi maalum unaotumia masomo ya kina ya nyanjani na uundaji wa kompyuta. Kwa ufahamu zaidi wa kimsingi, msomaji anarejelewa Reish 1979, juu ya uchafuzi wa bahari na mito; na kwa Reid and Wood 1976, kuhusu ikolojia ya maji ya bara na mito.

Uchafuzi wa maji katika mazingira ya baharini

Bahari zinaweza kuonwa kuwa maji ya mwisho kupokea au kuzama, kwa kuwa takataka zinazobebwa na mito hatimaye hutiririka katika mazingira haya ya bahari. Ingawa bahari ni mabwawa makubwa ya maji ya chumvi yenye uwezo wa kunyonya unaoonekana kuwa na kikomo, uchafuzi wa mazingira unaelekea kuharibu ukanda wa pwani na kuathiri zaidi viumbe vya baharini.

Vyanzo vya uchafuzi wa mazingira baharini ni pamoja na vile vingi vinavyopatikana katika mazingira ya maji machafu ya ardhini pamoja na zaidi kuhusiana na shughuli za baharini. Orodha ndogo imetolewa hapa chini:

• maji taka ya ndani na sludge, taka za viwandani, taka ngumu, taka za bodi za meli

• taka za uvuvi, mchanga na virutubishi kutoka kwa mito na ardhi inayotiririka

• umwagikaji wa mafuta, utafutaji wa mafuta nje ya nchi na taka za uzalishaji, shughuli za dredge

• joto, taka zenye mionzi, kemikali taka, dawa na dawa za kuulia wadudu.

 

Kila moja ya hapo juu inahitaji utunzaji maalum na njia za udhibiti. Utoaji wa maji taka ya majumbani na sludges za maji taka kupitia mkondo wa bahari labda ndio chanzo kikuu cha uchafuzi wa bahari.

Kwa teknolojia ya sasa juu ya somo hili, msomaji anarejelewa kitabu cha uchafuzi wa bahari na udhibiti wake na Askofu (1983).

Mbinu za kupunguza uchafuzi wa mazingira katika utokaji wa maji machafu

Matibabu ya maji machafu kwa kiasi kikubwa hufanywa na manispaa, wilaya za usafi, viwanda, makampuni ya biashara na tume mbalimbali za udhibiti wa uchafuzi wa mazingira. Madhumuni hapa ni kuelezea mbinu za kisasa za matibabu ya maji machafu ya manispaa na kisha kutoa maarifa fulani kuhusu jinsi ya kutibu taka za viwandani na mbinu za hali ya juu zaidi.

Kwa ujumla, michakato yote ya matibabu ya maji machafu inaweza kuunganishwa katika aina za kimwili, kemikali au kibayolojia, na moja au zaidi kati ya hizi zinaweza kuajiriwa ili kufikia bidhaa ya uchafu inayohitajika. Kikundi hiki cha uainishaji kinafaa zaidi katika uelewa wa mbinu za kutibu maji machafu na kimeorodheshwa katika jedwali 1.

Jedwali 1. Uainishaji wa jumla wa shughuli za matibabu ya maji machafu na taratibu

 

Njia za kisasa za matibabu ya maji machafu

Utoaji hapa ni mdogo na unakusudiwa kutoa muhtasari wa dhana wa mbinu za sasa za matibabu ya maji machafu ulimwenguni kote badala ya data ya kina ya muundo. Kwa mwisho, msomaji anarejelewa Metcalf na Eddy 1991.

Maji machafu ya manispaa pamoja na mchanganyiko wa taka za viwandani/biashara hutibiwa katika mifumo inayotumia matibabu ya msingi, ya upili na ya juu kama ifuatavyo:

Mfumo wa matibabu ya msingi: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kusafisha maambukizo (klorini) ® Maji taka

Mfumo wa matibabu ya sekondari: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kitengo cha kibaiolojia ® Kutulia kwa pili ® Kusafisha maambukizo (klorini) ® Maji taka ya kutiririka

Mfumo wa matibabu ya juu: Tiba ya awali ® Suluhisho la Msingi ® Kitengo cha kibaiolojia ® Kutulia kwa pili ® Kitengo cha Juu ® Kuondoa maambukizo (klorini) ® Maji taka ya kutiririka

Kielelezo cha 7 kinaonyesha zaidi mchoro wa mpangilio wa mfumo wa kawaida wa matibabu ya maji machafu. Muhtasari wa maelezo ya michakato iliyo hapo juu hufuata.

Kielelezo 7. Mchoro wa mpango wa matibabu ya maji machafu ya kawaida

Matibabu ya kimsingi

Madhumuni ya kimsingi ya matibabu ya maji machafu ya manispaa, ikijumuisha maji taka ya nyumbani yaliyochanganyika na baadhi ya taka za viwandani/biashara, ni kuondoa yabisi iliyosimamishwa na kufafanua maji machafu, ili kuyafanya yanafaa kwa matibabu ya kibaolojia. Baada ya kushughulikia baadhi ya matibabu ya awali kama vile uchunguzi, kuondolewa kwa mchanga na kuendelea, mchakato mkuu wa mchanga wa mchanga ni uwekaji wa maji machafu ghafi katika matangi makubwa ya kutulia kwa muda wa hadi saa kadhaa. Utaratibu huu huondoa kutoka 50 hadi 75% ya jumla ya yabisi iliyosimamishwa, ambayo hutolewa kama tope la chini lililokusanywa kwa matibabu tofauti. Maji yanayotiririka kutoka kwa mchakato basi huelekezwa kwa matibabu ya pili. Katika hali fulani, kemikali zinaweza kutumika kuboresha kiwango cha matibabu ya msingi.

Matibabu ya sekondari

Sehemu ya maudhui ya kikaboni ya maji machafu ambayo ni laini kusimamishwa au kufutwa na si kuondolewa katika mchakato wa msingi, ni kutibiwa na matibabu ya sekondari. Aina zinazokubalika kwa ujumla za matibabu ya pili katika matumizi ya kawaida ni pamoja na vichujio vinavyotiririka, viunganishi vya kibayolojia kama vile diski zinazozunguka, tope lililowashwa, madimbwi ya uimarishaji wa taka, mifumo ya mabwawa yenye hewa ya kutosha na mbinu za utumaji ardhi, ikijumuisha mifumo ya ardhioevu. Mifumo hii yote itatambuliwa kama hutumia michakato ya kibaolojia ya aina fulani au nyingine. Ya kawaida zaidi ya michakato hii itajadiliwa kwa ufupi hapa chini.

Mifumo ya mawasiliano ya kibaolojia. Vichungi vya trickling ni mojawapo ya aina za awali za njia hii kwa matibabu ya pili na bado hutumiwa sana na baadhi ya mbinu zilizoboreshwa za matumizi. Katika matibabu haya, maji taka kutoka kwa mizinga ya msingi hutumiwa kwa usawa kwenye kitanda cha vyombo vya habari, kama vile vyombo vya habari vya mwamba au plastiki. Usambazaji sare hukamilishwa kwa kawaida kwa kudondosha kioevu kutoka kwa mabomba yenye matundu yanayozungushwa juu ya kitanda mara kwa mara au mfululizo kulingana na mchakato unaotaka. Kulingana na kasi ya upakiaji wa kikaboni na majimaji, vichujio vinavyotiririka vinaweza kuondoa hadi 95% ya maudhui ya kikaboni, kwa kawaida huchanganuliwa kama mahitaji ya oksijeni ya biokemikali (BOD). Kuna mifumo mingine mingi ya hivi majuzi zaidi ya mawasiliano ya kibaolojia ambayo inaweza kutoa uondoaji wa matibabu katika safu sawa; baadhi ya njia hizi hutoa faida maalum, hasa zinazotumika katika hali fulani za kikwazo kama vile nafasi, hali ya hewa na kadhalika. Ikumbukwe kwamba tank ifuatayo ya kutatua sekondari inachukuliwa kuwa sehemu ya lazima ya kukamilisha mchakato. Katika utatuzi wa pili, baadhi ya kinachojulikana kama tope la humus hutolewa kama maji ya chini, na kufurika hutolewa kama maji taka ya pili.

Sludge iliyoamilishwa. Katika aina ya kawaida ya mchakato huu wa kibaolojia, maji taka ya msingi yaliyotibiwa hutiririka hadi kwenye tanki iliyoamilishwa ya kitengo cha matope iliyo na kusimamishwa kwa kibayolojia iitwayo tope lililoamilishwa. Mchanganyiko huu hurejelewa kama vileo vilivyochanganywa vilivyosimamishwa kwa muda (MLSS) na hutolewa muda wa kuwasiliana kwa kawaida kuanzia saa kadhaa hadi saa 24 au zaidi, kulingana na matokeo yanayohitajika. Katika kipindi hiki mchanganyiko huo unakuwa na hewa nyingi na kuchochewa ili kukuza shughuli za kibayolojia za aerobic. Mchakato unapokamilika, sehemu ya mchanganyiko (MLSS) hutolewa na kurejeshwa kwa aliyeathiriwa kwa ajili ya kuendeleza mchakato wa kuwezesha kibayolojia. Utatuzi wa pili hutolewa kufuatia kitengo cha sludge kilichoamilishwa kwa madhumuni ya kusimamisha usimamishaji wa tope ulioamilishwa na kumwaga mafuriko yaliyobainishwa kama maji taka. Mchakato huo una uwezo wa kuondoa hadi karibu 95% ya BOD yenye ushawishi.

Matibabu ya kiwango cha juu

Kiwango cha tatu cha matibabu kinaweza kutolewa ambapo kiwango cha juu cha kuondolewa kwa uchafuzi kinahitajika. Aina hii ya matibabu kwa kawaida inaweza kujumuisha uchujaji wa mchanga, madimbwi ya uimarishaji, mbinu za utupaji ardhi, ardhi oevu na mifumo mingine ambayo huimarisha zaidi maji taka ya pili.

Disinfection ya effluent

Kwa kawaida kuua vijidudu huhitajika ili kupunguza bakteria na vimelea vya magonjwa kwa viwango vinavyokubalika. Klorini, dioksidi ya klorini, ozoni na mwanga wa ultraviolet ni michakato inayotumiwa zaidi.

Ufanisi wa jumla wa matibabu ya maji machafu

Maji machafu ni pamoja na anuwai ya viambajengo ambavyo kwa ujumla vinaainishwa kama vitu vikali vilivyosimamishwa na kuyeyushwa, viambajengo vya isokaboni na viambajengo vya kikaboni.

Ufanisi wa mfumo wa matibabu unaweza kupimwa kwa suala la kuondolewa kwa asilimia ya vipengele hivi. Vigezo vya kawaida vya kipimo ni:

• BODI: mahitaji ya oksijeni ya biokemikali, kipimo katika mg/l

• COD: mahitaji ya oksijeni ya kemikali, yanayopimwa kwa mg/l

• TSS: jumla ya mango iliyosimamishwa, iliyopimwa kwa mg/l

• TDS: jumla ya mango yaliyoyeyushwa, kipimo katika mg/l

• fomu za nitrojeni: ikiwa ni pamoja na nitrati na amonia, inayopimwa kwa mg/l (nitrati inahusika hasa kama kirutubisho katika eutrophication)

• phosphate: kipimo katika mg/l (pia cha wasiwasi hasa kama kirutubisho katika ueutrophication)

• pH: kiwango cha asidi, kinachopimwa kama nambari kutoka 1 (asidi nyingi) hadi 14 (zaidi ya alkali)

• hesabu ya bakteria ya coliform: kipimo kama nambari inayowezekana zaidi kwa ml 100 (Escherichia na bakteria ya kinyesi ni viashiria vya kawaida).

 

Matibabu ya maji machafu ya viwandani

Aina za taka za viwandani

Taka za viwandani (zisizo za ndani) ni nyingi na hutofautiana sana katika muundo; zinaweza kuwa na asidi nyingi au alkali, na mara nyingi huhitaji uchambuzi wa kina wa maabara. Matibabu maalum inaweza kuwa muhimu kuwafanya wasiwe na hatia kabla ya kutokwa. Sumu ni ya wasiwasi mkubwa katika utupaji wa maji taka ya viwandani.

Uwakilishi wa taka za viwandani ni pamoja na: massa na karatasi, kichinjio, kiwanda cha bia, tannery, usindikaji wa chakula, cannery, kemikali, mafuta ya petroli, nguo, sukari, kufulia, nyama na kuku, kulisha nguruwe, utoaji na wengine wengi. Hatua ya awali ya maendeleo ya muundo wa matibabu ni uchunguzi wa taka za viwandani, ambao hutoa data juu ya tofauti za mtiririko na sifa za taka. Tabia za taka zisizohitajika kama zilivyoorodheshwa na Eckenfelder (1989) zinaweza kufupishwa kama ifuatavyo:

• vikaboni mumunyifu na kusababisha kupungua kwa oksijeni iliyoyeyushwa

• yabisi iliyosimamishwa

• kufuatilia viumbe

• metali nzito, sianidi na viumbe vyenye sumu

• rangi na tope

• nitrojeni na fosforasi

• dutu kinzani sugu kwa uharibifu wa viumbe hai

• mafuta na nyenzo za kuelea

• nyenzo tete.

 

EPA ya Marekani imefafanua zaidi orodha ya kemikali za kikaboni na isokaboni zenye vizuizi maalum katika kutoa vibali vya kutokwa. Orodha inajumuisha zaidi ya misombo 100 na ni ndefu sana kuchapishwa tena hapa, lakini inaweza kuombwa kutoka kwa EPA.

Njia za matibabu

Utunzaji wa taka za viwandani ni maalum zaidi kuliko utunzaji wa taka za nyumbani; hata hivyo, inapokubalika kwa upunguzaji wa kibayolojia, kwa kawaida hutibiwa kwa kutumia mbinu sawa na zile zilizoelezwa hapo awali (mbinu za matibabu ya kibayolojia ya sekondari/ya juu) kwa mifumo ya manispaa.

Mabwawa ya utulivu wa taka ni njia ya kawaida ya matibabu ya maji machafu ya kikaboni ambapo eneo la kutosha la ardhi linapatikana. Mabwawa ya mtiririko kwa ujumla huainishwa kulingana na shughuli zao za bakteria kama aerobic, facultative au anaerobic. Mabwawa yenye hewa safi hutolewa na oksijeni na mifumo iliyoenea au ya mitambo ya uingizaji hewa.

Mchoro wa 8 na 9 unaonyesha michoro ya madimbwi ya uimarishaji wa taka.

Kielelezo 8. Bwawa la uimarishaji wa seli mbili: mchoro wa sehemu ya msalaba

Kielelezo 9. Aina za rasi za aerated: mchoro wa kielelezo

Kuzuia uchafuzi wa mazingira na kupunguza taka

Wakati shughuli na michakato ya taka za viwandani inachambuliwa katika chanzo chao, mara nyingi inaweza kudhibitiwa ili kuzuia utupaji mkubwa wa uchafuzi.

Mbinu za kusambaza tena ni mbinu muhimu katika programu za kuzuia uchafuzi. Mfano wa kifani ni mpango wa kuchakata tena kwa maji machafu ya ngozi yaliyochapishwa na Preul (1981), ambayo yalijumuisha urejeshaji/utumiaji wa chrome pamoja na usambazaji kamili wa maji machafu yote ya ngozi bila mmiminiko kwenye mkondo wowote isipokuwa katika dharura. Mchoro wa mtiririko wa mfumo huu umeonyeshwa kwenye Mchoro 10.

Mchoro 10. Mchoro wa mtiririko wa mfumo wa kuchakata tena maji machafu ya maji machafu ya ngozi

Kwa uvumbuzi wa hivi karibuni zaidi katika teknolojia hii, msomaji anarejelewa kwenye chapisho kuhusu kuzuia uchafuzi wa mazingira na kupunguza takataka na Shirikisho la Mazingira ya Maji (1995).

Mbinu za juu za matibabu ya maji machafu

Mbinu kadhaa za hali ya juu zinapatikana kwa viwango vya juu vya uondoaji wa vijenzi vya uchafuzi kama inavyohitajika. Orodha ya jumla ni pamoja na:

kuchuja (mchanga na multimedia)

mvua ya kemikali

adsorption ya kaboni

uchunguzi wa umeme

kunereka

nitrification

uvunaji wa mwani

urejeshaji wa maji machafu

micro-straining

kuondolewa kwa amonia

reverse osmosis

kubadilishana ion

maombi ya ardhi

denitrification

ardhi oevu.

Mchakato unaofaa zaidi kwa hali yoyote lazima uamuliwe kwa misingi ya ubora na wingi wa maji machafu ghafi, mahitaji ya maji ya kupokea na, bila shaka, gharama. Kwa marejeleo zaidi, ona Metcalf na Eddy 1991, ambayo inajumuisha sura ya matibabu ya juu ya maji machafu.

Uchunguzi wa hali ya juu wa matibabu ya maji machafu

Uchunguzi kifani wa Mradi wa Usafishaji wa Maji taka katika Mkoa wa Dan uliojadiliwa mahali pengine katika sura hii unatoa mfano bora wa mbinu bunifu za kutibu maji machafu na uwekaji upya.

Uchafuzi wa joto

Uchafuzi wa joto ni aina ya taka ya viwandani, inayofafanuliwa kama ongezeko mbaya au kupunguzwa kwa joto la kawaida la maji ya kupokea maji yanayosababishwa na utupaji wa joto kutoka kwa vifaa vilivyotengenezwa na binadamu. Viwanda vinavyozalisha joto la juu la taka ni mafuta ya kisukuku (mafuta, gesi na makaa ya mawe) na mitambo ya kuzalisha nishati ya nyuklia, viwanda vya chuma, visafishaji vya petroli, mitambo ya kemikali, viwanda vya kusaga na karatasi, vinu na nguo. Kinachotia wasiwasi zaidi ni tasnia ya kuzalisha nishati ya umeme ambayo hutoa nishati kwa nchi nyingi (kwa mfano, karibu 80% nchini Marekani).

Athari za joto la taka kwenye kupokea maji

Ushawishi juu ya uwezo wa unyambulishaji taka

• Joto huongeza oxidation ya kibiolojia.

• Joto hupunguza kiwango cha mjano wa oksijeni wa maji na kupunguza kasi ya uwekaji upya wa oksijeni.

• Athari halisi ya joto kwa ujumla ni hatari katika miezi ya joto ya mwaka.

• Athari ya majira ya baridi inaweza kuwa ya manufaa katika hali ya hewa ya baridi, ambapo hali ya barafu huvunjwa na uingizaji hewa wa uso hutolewa kwa samaki na viumbe vya majini.

 

Ushawishi juu ya maisha ya majini

Spishi nyingi zina vikomo vya kustahimili halijoto na zinahitaji ulinzi, haswa katika maeneo yaliyoathiriwa na joto ya mkondo au sehemu ya maji. Kwa mfano, vijito vya maji baridi huwa na aina ya juu zaidi ya samaki wa mchezo kama vile samaki aina ya trout na lax, ilhali maji ya joto kwa ujumla huruhusu idadi kubwa ya samaki, na spishi fulani kama vile pike na samaki wa bass katika maji ya joto la kati.

Mchoro 11. Kubadilishana kwa joto kwenye mipaka ya sehemu ya msalaba wa maji ya kupokea

Uchambuzi wa joto katika kupokea maji

Mchoro wa 11 unaonyesha aina mbalimbali za kubadilishana joto asilia kwenye mipaka ya maji yanayopokea. Wakati joto linapotolewa kwenye maji yanayopokea kama vile mto, ni muhimu kuchambua uwezo wa mto kwa ajili ya nyongeza za joto. Wasifu wa halijoto ya mto unaweza kuhesabiwa kwa kutatua mizani ya joto sawa na ile inayotumika katika kuhesabu mikondo ya sagi ya oksijeni iliyoyeyushwa. Sababu kuu za usawa wa joto zinaonyeshwa kwenye mchoro wa 12 kwa ufikiaji wa mto kati ya pointi A na B. Kila sababu inahitaji hesabu ya mtu binafsi kulingana na vigezo fulani vya joto. Kama ilivyo kwa salio la oksijeni iliyoyeyushwa, salio la halijoto ni muhtasari wa mali na madeni ya halijoto kwa sehemu fulani. Mbinu zingine za uchanganuzi za kisasa zaidi zinapatikana katika fasihi juu ya mada hii. Matokeo kutoka kwa mahesabu ya usawa wa joto yanaweza kutumika katika kuanzisha vikwazo vya kutokwa kwa joto na uwezekano wa vikwazo fulani vya matumizi kwa mwili wa maji.

Kielelezo 12. Uwezo wa mto kwa nyongeza za joto

Udhibiti wa uchafuzi wa joto

Njia kuu za kudhibiti uchafuzi wa joto ni:

• uboreshaji wa utendakazi wa mitambo ya kuzalisha umeme

• minara ya baridi

• mabwawa ya baridi ya pekee

• kuzingatia mbinu mbadala za kuzalisha umeme kama vile umeme wa maji.

 

Ambapo hali ya kimaumbile ni nzuri ndani ya mipaka fulani ya kimazingira, nishati ya umeme inayotokana na maji inapaswa kuzingatiwa kama njia mbadala ya kuzalisha nishati ya kisukuku au nyuklia. Katika uzalishaji wa umeme wa maji, hakuna utupaji wa joto na hakuna utupaji wa maji taka na kusababisha uchafuzi wa maji.

Udhibiti wa Uchafuzi wa Maji ya Chini

Umuhimu wa maji ya chini ya ardhi

Kwa kuwa vyanzo vya maji duniani vinatolewa kwa wingi kutoka kwa vyanzo vya maji, ni muhimu zaidi kwamba vyanzo hivi vya usambazaji vilindwe. Inakadiriwa kuwa zaidi ya 95% ya maji safi yanayopatikana duniani yapo chini ya ardhi; nchini Marekani takriban 50% ya maji ya kunywa yanatoka kwenye visima, kulingana na Utafiti wa Jiolojia wa Marekani wa 1984. Kwa sababu uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi na harakati ni ya asili ya hila na isiyoonekana, tahadhari ndogo wakati mwingine hutolewa kwa uchambuzi na udhibiti wa aina hii ya uharibifu wa maji kuliko uchafuzi wa maji juu ya uso, ambayo ni dhahiri zaidi.

Mchoro 13. Mzunguko wa Hydrologic na vyanzo vya uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi

Vyanzo vya uchafuzi wa chini ya ardhi

Kielelezo cha 13 kinaonyesha mzunguko wa hidrojeni na vyanzo vya juu vya uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi. Orodha kamili ya vyanzo vinavyowezekana vya uchafuzi wa chini ya ardhi ni pana; hata hivyo, kwa kielelezo vyanzo vilivyo wazi zaidi ni pamoja na:

• utupaji wa taka za viwandani

• vijito vilivyochafuliwa vinapogusana na vyanzo vya maji

• shughuli za madini

• utupaji wa taka ngumu na hatari

• matangi ya kuhifadhia chini ya ardhi kama vile mafuta ya petroli

• mifumo ya umwagiliaji

• recharge bandia

• uvamizi wa maji ya bahari

• kumwagika

• madimbwi yaliyochafuliwa na sehemu za chini zinazopitisha maji

• visima vya ovyo

• mashamba ya tiles za septic na mashimo ya leaching

• kuchimba visima vibaya

• shughuli za kilimo

• chumvi za de-icing barabarani.

 

Vichafuzi mahususi katika uchafuzi wa chini ya ardhi vimeainishwa zaidi kama:

• vitu vya kemikali visivyohitajika (orodha ya kawaida, sio kamili) - kikaboni na isokaboni (kwa mfano, kloridi, salfa, chuma, manganese, sodiamu, potasiamu)

• jumla ya ugumu na yabisi jumla kufutwa

• vitu vyenye sumu (orodha ya kawaida, sio kamili) - nitrati, arseniki, chromium, risasi, sianidi, shaba, phenoli, zebaki iliyoyeyushwa.

• sifa zisizohitajika za kimwili - ladha, rangi na harufu

• dawa na dawa za kuulia wadudu - hidrokaboni klorini na wengine

• vifaa vya mionzi - aina mbalimbali za mionzi

• kibiolojia - bakteria, virusi, vimelea na kadhalika

• asidi (pH ya chini) au caustic (pH ya juu).

 

Kati ya hapo juu, nitrati ni ya wasiwasi maalum katika maji ya ardhini na maji ya uso. Katika maji ya chini ya ardhi, nitrati inaweza kusababisha ugonjwa wa methaemoglobinaemia (sainosisi ya watoto wachanga). Zaidi ya hayo husababisha madhara ya mkausho katika maji ya uso na kutokea katika aina mbalimbali za rasilimali za maji, kama ilivyoripotiwa na Preul (1991). Preul (1964, 1967, 1972) na Preul na Schroepfer (1968) pia wameripoti juu ya harakati ya chini ya ardhi ya nitrojeni na uchafuzi mwingine.

Usafiri wa uchafuzi wa mazingira katika kikoa cha chini ya ardhi

Mwendo wa maji chini ya ardhi ni wa polepole sana na wa hila ikilinganishwa na usafiri wa maji ya uso katika mzunguko wa hidrojeni. Kwa ufahamu rahisi wa kusafiri kwa maji ya chini ya ardhi chini ya hali bora ya mtiririko thabiti, Sheria ya Darcy ndiyo njia ya msingi ya kutathmini harakati za maji ya chini ya ardhi kwa nambari za chini za Reynolds. (R):

V = K(dh/dl)

ambapo:

V = kasi ya maji ya ardhini kwenye chemichemi ya maji, m/siku

K= mgawo wa upenyezaji wa chemichemi ya maji

(dh/dl) = gradient ya majimaji ambayo inawakilisha nguvu ya kuendesha kwa harakati.

Katika kusafiri kwa uchafuzi chini ya ardhi, maji ya kawaida ya chini ya ardhi (H₂O) kwa ujumla ni giligili inayobeba na inaweza kukokotwa ili kusogezwa kwa kasi kulingana na vigezo katika Sheria ya Darcy. Hata hivyo, kasi ya usafiri au kasi ya kichafuzi, kama vile kemikali ya kikaboni au isokaboni, inaweza kuwa tofauti kutokana na utangazaji na michakato ya utawanyiko wa hidrodynamic. Ioni fulani husogea polepole au kwa kasi zaidi kuliko kiwango cha jumla cha mtiririko wa maji chini ya ardhi kama matokeo ya athari ndani ya vyanzo vya chemichemi, ili ziweze kuainishwa kama "zinazotenda" au "zisizofanya". Majibu kwa ujumla ni ya aina zifuatazo:

• athari za kimwili kati ya kichafuzi na chemichemi ya maji na/au kioevu kinachosafirisha

• athari za kemikali kati ya kichafuzi na chemichemi ya maji na/au kioevu kinachosafirisha

• vitendo vya kibaolojia kwenye uchafuzi wa mazingira.

 

Ifuatayo ni kawaida ya uchafuzi wa chini ya ardhi unaojibu na usio na majibu:

• kuguswa na uchafuzi wa mazingira - chromium, ioni ya amonia, kalsiamu, sodiamu, chuma na kadhalika; cations kwa ujumla; vipengele vya kibiolojia; vipengele vya mionzi

• uchafuzi usio na athari - kloridi, nitrate, sulphate na kadhalika; anions fulani; baadhi ya kemikali za kuua wadudu na magugu.

 

Mara ya kwanza, inaweza kuonekana kuwa vichafuzi vinavyoathiriwa ndio aina mbaya zaidi, lakini hii inaweza isiwe hivyo kila wakati kwa sababu athari huzuia au kuchelewesha viwango vya usafiri vichafu ilhali usafiri usio na athari unaweza kuzuiwa kwa kiasi kikubwa. Baadhi ya bidhaa "laini" za ndani na za kilimo sasa zinapatikana ambazo huharibika kibaiolojia baada ya muda na hivyo kuepuka uwezekano wa uchafuzi wa maji ya chini ya ardhi.

Urekebishaji wa chemichemi

Kuzuia uchafuzi wa chini ya ardhi ni wazi njia bora; hata hivyo, kuwepo bila kudhibitiwa kwa hali ya maji machafu ya ardhini kwa kawaida hujulikana baada ya kutokea kwake, kama vile malalamiko kutoka kwa watumiaji wa visima vya maji katika eneo hilo. Kwa bahati mbaya, wakati tatizo linatambuliwa, uharibifu mkubwa unaweza kutokea na urekebishaji ni muhimu. Urekebishaji unaweza kuhitaji uchunguzi wa kina wa uwanja wa kijiolojia wa hydro-kijiolojia na uchanganuzi wa maabara wa sampuli za maji ili kubaini kiwango cha viwango vya uchafuzi na njia za kusafiri. Mara nyingi visima vilivyopo vinaweza kutumika katika sampuli za awali, lakini kesi kali zinaweza kuhitaji borings nyingi na sampuli za maji. Data hizi kisha zinaweza kuchanganuliwa ili kubaini hali za sasa na kufanya ubashiri wa hali ya baadaye. Uchanganuzi wa kusafiri kwa uchafuzi wa maji ya ardhini ni uwanja maalumu ambao mara nyingi huhitaji matumizi ya miundo ya kompyuta ili kuelewa vyema mienendo ya maji chini ya ardhi na kufanya utabiri chini ya vikwazo mbalimbali. Idadi ya mifano ya kompyuta mbili na tatu-dimensional inapatikana katika maandiko kwa kusudi hili. Kwa mbinu za uchambuzi wa kina, msomaji anarejelewa kitabu na Freeze na Cherry (1987).

Kuzuia uchafuzi wa mazingira

Njia inayopendekezwa ya ulinzi wa rasilimali za chini ya ardhi ni kuzuia uchafuzi wa mazingira. Ingawa viwango vya maji ya kunywa kwa ujumla hutumika kwa matumizi ya maji ya chini ya ardhi, maji ghafi yanahitaji ulinzi dhidi ya uchafuzi. Vyombo vya serikali kama vile wizara za afya, mashirika ya maliasili na mashirika ya ulinzi wa mazingira kwa ujumla huwajibika kwa shughuli hizo. Juhudi za kudhibiti uchafuzi wa maji chini ya ardhi zinaelekezwa kwa kiasi kikubwa katika ulinzi wa vyanzo vya maji na kuzuia uchafuzi wa mazingira.

Uzuiaji wa uchafuzi unahitaji udhibiti wa matumizi ya ardhi kwa njia ya ukandaji na kanuni fulani. Sheria zinaweza kutumika kwa kuzuia utendakazi mahususi kama inavyotumika hasa kwa vyanzo vya uhakika au vitendo ambavyo vinaweza kusababisha uchafuzi wa mazingira. Kudhibiti kwa kugawa maeneo ya matumizi ya ardhi ni zana ya ulinzi wa maji chini ya ardhi ambayo ni bora zaidi katika ngazi ya manispaa au kaunti ya serikali. Programu za ulinzi wa chemichemi na visima kama ilivyojadiliwa hapa chini ni mifano kuu ya kuzuia uchafuzi wa mazingira.

Mpango wa ulinzi wa aquifer unahitaji kuanzisha mipaka ya chemichemi na maeneo yake ya recharge. Chemichemi ya maji inaweza kuwa ya aina isiyozuiliwa au iliyozuiliwa, na kwa hivyo inahitaji kuchambuliwa na mtaalamu wa maji ili kufanya uamuzi huu. Chemichemi nyingi kuu za maji kwa ujumla zinajulikana katika nchi zilizoendelea, lakini maeneo mengine yanaweza kuhitaji uchunguzi wa nyanjani na uchanganuzi wa hidrojiolojia. Kipengele muhimu cha mpango katika ulinzi wa chemichemi kutokana na uharibifu wa ubora wa maji ni udhibiti wa matumizi ya ardhi juu ya chemichemi na maeneo yake ya recharge.

Ulinzi wa Wellhead ni mbinu ya uhakika zaidi na yenye mipaka ambayo inatumika kwa eneo la kuchaji upya linalochangia kisima fulani. Serikali ya shirikisho ya Marekani kwa marekebisho yaliyopitishwa mwaka wa 1986 kwa Sheria ya Maji ya Kunywa Salama (SDWA) (1984) sasa inahitaji kwamba maeneo mahususi ya ulinzi wa visima yaanzishwe kwa visima vya usambazaji wa umma. Eneo la ulinzi wa visima (WHPA) linafafanuliwa katika SDWA kama "eneo la uso na chini ya ardhi linalozunguka kisima cha maji au uwanja wa kisima, linalosambaza mfumo wa usambazaji wa maji wa umma, ambapo uchafu una uwezekano wa kuhamia na kufikia kisima au kisima kama hicho. shamba.” Lengo kuu katika mpango wa WHPA, kama ilivyoainishwa na EPA ya Marekani (1987), ni uainishaji wa maeneo ya ulinzi wa visima kulingana na vigezo vilivyochaguliwa, uendeshaji wa kisima na masuala ya hidrojiolojia.

 

Back