Jedną z ważniejszych form w jakich opady atmosferyczne trafiają do środowiska stanowią wody spływne (inaczej - ścieki opadowe lub wody opadowe spływające). Wody spływne powstają w wyniku zmywania przez deszcz, lub też topniejący śnieg zanieczyszczeń z takich powierzchni jak:
dachy; arterie komunikacyjne; obszary rolnicze i leśne; hałdy odpadów komunalnych i przemysłowych; w mniejszym stopniu powierzchnie dachów pojazdów mechanicznych; konstrukcje metalowe i drewniane; trawniki.
Rodzaje wód spływnych
Źródła zanieczyszczeń i drogi ich przedostawania się do wód spływnych
Zanieczyszczenia znajdujące się w wodach spływnych pochodzą głównie z trzech źródeł: sucha depozycja (z atmosfery); mokra depozycja (opady i osady atmosferyczne); materiał pokrycia dachowego, korony drzew, pola uprawne, drogi komunikacyjne (parkingi), hałdy odpadów komunalnych i przemysłowych.
Los środowiskowy zanieczyszczeń obecnych w wodach spływnych
Spływy z arterii komunikacyjnych
Zagrożenie, jakie niesie transport samochodowy związane jest przede wszystkim z emisją do środowiska różnorodnych substancji: powstających podczas spalania paliwa napędowego; emitowanych w trakcie parowania paliwa; pochodzących z układów napędowych i hamulcowych; powstających w wyniku zużywania powierzchni dróg (pęknięcia, wykruszenia asfaltu);
tworzących się na skutek wzajemnego oddziaływania opon, nawierzchni dróg (zanieczyszczenia w postaci pyłów gumowych, azbestowych, kamiennych), zużywania się niektórych elementów pojazdu (okładzin ciernych, sprzęgieł i hamulców); pochodzących ze środków służących do utrzymania dróg (związki zapobiegające odladzaniu jezdni, pestycydy stosowane na pasach zieleni).
Do najczęściej występujących zanieczyszczeń, których źródłem jest transport drogowy, zalicza się: aerozole zawierające sadzę i związki ołowiu; gazy (CO 2, CO, NO x ); związki siarki (SO 2 i SO 3 ); aldehydy; węglowodory (C x H y ); wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne; fenole; pochodne ropy naftowej, paliw, tłuszczy i smarów.
ph próbek wód opadowych,spływnych i gruntowych
Stężenia WWA dla wód opadowych, spływnych z arterii komunikacyjnych i gruntowych
Wyniki oznaczeń anionów w zebranych próbkach 0,437 1,50 0,153 0,172 0,148 0,167 0,105 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 n.w. n.w. n.w. wody gruntowe wody opadowe wody spływne stężenie [meq/dm 3 ] droga o niskim natężeniu ruchu pojazdów nr 501 siarczany ( VI ) chlorki azotany ( III ) bromki azotany ( V ) fosforany ( V ) fluorki oznaczane aniony 0,244 0,557 1,18 2,20 1,13 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 n.w. stężenie [meq/dm 3 ] droga o wysokim natężeniu ruchu pojazdów nr A-7 wody gruntowe wody opadowe wody spływne siarczany ( VI ) chlorki azotany ( III ) bromki azotany ( V ) fosforany ( V ) fluorki oznaczane aniony
Wyniki oznaczeń kationów w zebranych próbkach 2,57 4,03 2,91 1,4 stężenie [meq/dm 3 ] 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 n.w. n.w. wody spływne wody opadowe wody gruntowe droga o niskim natężeniu ruchu pojazdów nr 501 amoniak potas magnez oznaczane kationy 5,50 8,75 7,12 droga o wysokim natężeniu ruchu pojazdów nr A-7 stężenie [meq/dm 3 ] 2,5 2 1,5 1 0,5 0 n.w. n.w. wody opadowe wody gruntowe wody spływne amoniak potas magnez oznaczane kationy
Stężenia wybranych WWA w próbkach wód spływnych pobranych na terenie Anglii, Węgier, Polski i Hiszpanii
Stężenia żelaza, cynku, ołowiu i manganu w próbkach wód spływnych zebranych na terenie Europy oraz USA 7,9 6,4 5,2 6,1 5,1 15,2 3,8 7,9 3,0 2,5 stężenie[mg/dm 3 ] 2 1,5 1 0,5 b.d. b.d. Pb b.d. Zn Fe 0 b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Mn ośrodki badawcze
Spływy z powierzchni dachów budynków
Schemat pobierania próbek wód spływnych z dachu budynku
Na jakość i ilość zanieczyszczeń znajdujących się w wodach spływnych z powierzchni dachów budynków wpływa wiele czynników. Najważniejsze z nich to: materiał pokrycia dachowego (właściwości chemiczne, chropowatość, wiek, odporność na warunki atmosferyczne); parametry dachu (wielkość, nachylenie, narażenie na działanie czynników atmosferycznych);
czynniki atmosferyczne (intensywność deszczu, ph deszczu, wiatr, pora roku, czas trwania pory suchej); właściwości chemiczne i fizyczne zanieczyszczeń (prężność par, rozpuszczalność w wodzie, współczynnik podziału) zawartych w atmosferze (źródła i wielkość emisji, przemieszczanie, okres połowicznego zaniku, postać w jakiej znajdują się zanieczyszczenia).
Wartości ph wód spływnych z różnych rodzajów pokryć dachowych
Porównanie zawartości zawiesiny w deszczu i wodach spływnych z różnych pokryć dachowych pobranych w różnych regionach geograficznych 160 140 120 stężenie [mg/dm 3 ] 100 80 60 40 Niemcy (1998) Niemcy (1996) Szwajcaria (2000) Francja (1999) Malezja (1989) 20 0 Blacha ocynkowana Eternit Papa Deszcz
Porównanie zawartości anionów w deszczu i wodach spływnych z różnych powierzchni dachowych sężenie [ mol/dm 3 ] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 chlorki azotany siarczany Deszcz Dachówka ceramiczna Dachówka cementowa Papa Eternit Blacha ocynkowana
Sumy stężeń anionów w próbkach deszczu i wód spływnych z różnych pokryć dachowych
Porównanie zawartości kationów w deszczu i wodach spływnych z różnych powierzchni dachowych 100 409,36 90 80 272,91 750,50 stężenie [ mol/dm 3 ] 70 60 50 40 30 20 10 Deszcz Dachówka ceramiczna Dachówka cementowa Papa Eternit Blacha ocynkowana 0 Na+ NH4+ K+ Ca2+ Mg2+
Porównanie stężeń cynku w próbkach wód opadowych i spływnych z różnych pokryć dachowych
Porównanie oznaczonych stężeń wybranych zanieczyszczeń w próbkach wód spływnych z dachu budynku pobranych w podczas pierwszego przemycia i w późniejszej fazie opadu
Porównanie oznaczonych stężeń wybranych zanieczyszczeń w próbkach wód spływnych z dachu budynku pobranych w podczas pierwszego przemycia i w późniejszej fazie opadu
Spływy z koron i pni drzew
Próbnik do zbierania wody spływającej z pnia drzewa
W geoekosystemach leśnych opady atmosferyczne nie docierają bezpośrednio do podłoża, lecz przechodząc przez warstwę koron drzew i spływając po pniach drzew, podlegają transformacji fizycznej i chemicznej. Skład chemiczny wód opadowych na terenach leśnych ulega zmianie głównie pod wpływem: procesów fizjologicznych roślin; rozpuszczania; spłukiwania: z powierzchni gałęzi, kory, liści zanieczyszczeń osiadłych z atmosfery.
Skład gatunkowy drzew, ich wiek i stan zdrowotny, wpływają także na zmianę właściwości wody opadowej, nadając jej nowe cechy fizykochemiczne.
Wartości ph i przewodności w próbkach wód spływnych i opadowych zebranych w różnych dzielnicach Gdańska
Stężenia wybranych jonów w opadzie z otwartej przestrzeni i w wodach spływnych z korony drzew drzewostanu w Sobolewie, Stacja Bazowa Wigry
Porównanie zawartości kationów i anionów w deszczu i w wodach spływnych z terenu górskiego i miejskiego 120 100 eq/l 80 60 40 wolny op ad (2 ) wolny opad (1) spływ po pniu (2) spływ po pniu (1) spływ po koronie (2) spływ po koronie (1) 20 0 PO 4 3 - Cl - SO 4 2 - NO 3 - NH 4 + Ca 2 + Mg 2 + Na + K +
Spływy z obszarów rolniczych
Na jakość i ilość zanieczyszczeń znajdujących się w wodach spływnych z terenów rolniczych wpływa wiele czynników. Najważniejsze z nich to: środki ochrony roślin (pestycydy); nawozy sztuczne (związki azotu i fosforu); nawozy naturalne (związki organiczne - gnojowica).
Zanieczyszczenia te za pośrednictwem spływu powierzchniowego trafiają do wód powierzchniowych, gdzie przyczyniają się do ich eutrofizacji. Prowadzi to do niekorzystnych zmian w ekosystemach wodnych przejawiających się: -wzrostem zawartości substancji biogennych (związki azotu i fosforu); - spadkiem stężenia tlenu rozpuszczonego; - masowymi zakwitami glonów.
Spływy z płyty lotniska Terminal pasażerski Terminal Cargo Płyty postojowe samolotów Park maszynowy
Zagrożenie, jakie niesie transport lotniczy związane jest przede wszystkim z emisją do środowiska różnorodnych substancji: powstających podczas spalania paliwa napędowego; emitowanych w trakcie parowania paliwa; pochodzących ze środków służących do utrzymania pasów startowych (związki zapobiegające obladzaniu, pestycydy stosowane na pasach zieleni); pochodzących ze związków służących do odladzania samolotów.
Schemat pobierania próbek wód spływnych z płyty lotniska 3. Butla szklana lub z tworzywa sztucznego; 2. Wykopany dół; 1. Przykrycie
Porównanie stężeń anionów oznaczonych w próbkach wody opadowej i spływnej F - [mg/dm 3 ] HCOO - [mg/dm 3 ] F - [m g/d m 3 ] 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek HCOO - [mg/dm 3 ] 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek Cl - [mg/dm 3 ] NO 2 - [mg/dm 3 ] Cl - [mg/dm 3 ] 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek NO2 - [mg/dm 3 ] 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek
Porównanie stężeń anionów oznaczonych w próbkach wody opadowej i spływnej NO 3 - [mg/dm 3 ] PO 4 3- [mg/dm 3 ] 16 12 NO3 - [mg/dm 3 ] 14 12 10 8 6 4 2 PO 4 3- [mg/dm 3 ] 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek numery miejsc pobierania próbek SO 4 2- [mg/dm 3 ] SO4 2- [m g/d m 3 ] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek
Porównanie stężeń kationów oznaczonych w próbkach wody opadowej i spływnej Na + [mg/dm 3 ] NH 4 + [mg/dm 3 ] Na + [mg/dm 3 ] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad NH4 + [mg/dm 3 ] 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek numery miejsc pobierania próbek K + [mg/dm 3 ] Mg 2+ [mg/dm 3 ] 250 0,8 K + [mg/dm 3 ] 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad Mg 2+ [mg/dm 3 ] 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek numery miejsc pobierania próbek Ca 2+ [mg/dm 3 ] Ca 2+ [mg/dm 3 ] 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 opad 1 2 4 5 opad numery miejsc pobierania próbek
PODSUMOWANIE! Wody spływne niosą ze sobą duży ładunek wszelkiego rodzaju zanieczyszczeń, wprowadzając je bezpośrednio do środowiska.! Odprowadzając wody spływne kanałami burzowymi do rzek czy też innych zbiorników wodnych zanieczyszczamy główne źródła wody pitnej, jakimi są wody powierzchniowe.! Wody spływne powinny być kierowane do oczyszczalni ścieków, gdzie zostaną poddane procesowi oczyszczania.
DZIĘKUJ KUJĘ ZA UWAGĘ!