vÍzkÉmia És hidrobiolÓgia

VÍZKÉMIA ÉS HIDROBIOLÓGIA

A TANTÁRGY STRUKTÚRÁJA ALAPVETŐ KÉMIAI ISMERETEK (kémiai kötések, reakciók,

energetikai viszonyok, stb.) A VÍZ MINT TERMÉSZETES OLDÓSZER (fizikai és kémiai

tulajdonságok) VÍZBIOLÓGIA (vízi ökoszisztémák, trófikus szintek, anyag

és energia áramlás, táplálkozási kapcsolatok, bioindikáció, stb.)

TÁPELEM CIKLUSOK ANYAGMÉRLEGEK VÍZMINŐSÉG (komponensek, mintavételi és analitikai

módszerek, stb.) VÍZMINŐSÍTÉS ANTROPOGÉN SZENNYEZÉSEK (tápanyagok, szerves

mikroszennyezők, nehézfémek, biológiai szennyezés, stb.) TOXIKOLÓGIA

A VÍZKÉMIA ELHELYEZÉSE Természetes vizekben zajló kémiai folyamatok

leírásával foglalkozik A hidroökológia része Interdisciplináris tudomány Elemei:

Fizikai-kémiai, általános és szervetlen kémiai alapokÖkológiai ismeretek (élettér, kémiai

környezet a vízi élővilág számára, élőlények és környezetük kölcsönhatása)Vízi anyag és energiaforgalmi ismeretekKörnyezetmérnöki ismeretek

FÖLDRAJZI BUROK

Összetevői:

Atmoszféra (levegő)

Hidroszféra (víz)

Litoszféra (kőzet)

BIOSZFÉRA

Élőlények előfordulási helye, élettere

Részben a hidroszférában, az atmoszférában és a litoszférában helyezkedik el

A VÍZ SZEREPE A FÖLDÖN

Az élet alapja

Felületi részaránya a Földön 70 %

Élőlények testének kb. 90 %-a víz

Élettér

Alapvető természeti érték

Az emberi társadalom létezésének feltétele

A jövőbeni fejlődés feltétele

A VÍZ TULAJDONSÁGAINAK GYAKORLATI VONATKOZÁSAI

A FÖLDI (EMBERI) ÉLET FENNTARTÁSÁHOZ NÉLKÜLÖZHETETLEN

TAVAK RÉTEGZŐDÉSE A JÉG FELÚSZÁSA HŐPUFFER, ÉVSZAKOK, KLÍMA KIEGYENLÍTÉS PÁROLGÁS, CSAPADÉK, VÍZ- ÉS

ANYAGFORGALOM MEGHAJTÁSA ERÓZIÓ, BEMOSÓDÁS ANYAGTRANSZPORT CSEPPKÉPZŐDÉS KAPILLÁRIS JELENSÉG

FAJLAGOS VÍZHASZNÁLATOK

ÉTEL, ITAL 2 L/FŐ/NAP

EGYÉB EMBERI VÍZHASZNÁLAT 100-150 L/FŐ/NAP

AUTÓGYÁRTÁS 105 L/AUTÓ

PAPÍRGYÁRTÁS 300 m3/TONNA

VISZKÓZ MŰSELYEM 100 m3/TONNA

1000 KWH VILLAMOSSÁG 200 m3

VASGYÁRTÁS 22 m3/TONNA

A TERMÉSZETES VIZEK ÖSSZETÉTELÉNEK FŐBB TÉNYEZŐI (1)

1. ÁSVÁNYOK ÉS KŐZETEK ÁLTAL MEGHATÁROZOTT ÖSSZETÉTEL

BEMOSÓDÁS LÉGKÖRI KIÜLEPEDÉS OLDÓDÁS AZ ÜLEDÉKBŐL


2. PÁROLGÁSSAL ÖSSZEFŰGGŐ KRISTÁLYOSODÁS

SZIKESEDÉS SIVATAGOSODÁS CaCO3 KICSAPÓDÁS


3. CSAPADÉK

TRÓPUSI RÉGIÓK TELJES KIMOSÓDÁS HÍGULÁS (TENGERVÍZ)

A VÍZ FONTOSABB FIZIKAI TULAJDONSÁGAI

Sűrűség (25 C-on) 0,997 g/cm3

Legnagyobb sűrűség (3,94C-on) 1,000 g/cm3

Olvadáspont 0,00 CForráspont 100,00 COlvadáshő 335 kJ/kgPárolgáshő 2308 kJ/kgFajhő 4,19 kJ/kgHővezető képesség 0,00569 J/cm/s/CFelületi feszültség 71,97 mJ/m2

A VÍZ MINT KÖZEG JELLEMZŐI Poláros oldószer (gázokat, sókat, szerves anyagokat

old) Nagy a felületi feszültsége Viselkedése eltérő hidrofil és hidrofób felületeken Dielektromos állandója nagy Párolgáshője és olvadáshője nagy Sűrűségi anomália rétegzettség, turnover Fényelnyelése kicsi Jégképződés, jégfedettség Bonyolult kémiai és biológiai kölcsönhatások jellemzik Élettér (élőhely + biológiai folyamatok) helyszíne A természetben híg oldatok fordulnak elő

TERMÉSZETES VIZEK KÉMIÁJA (2)

Gázok oldódását befolyásoló tényezők:

Hőmérséklet Oldott sók töménysége A gáz vízgőz tartalma Oldat telítettsége az adott gázra A gázzal érintkező felület nagysága

TERMÉSZETES VIZEK KÉMIÁJA (3)

Oldott folyadékok

Poláros folyadékok oldékonysága Apoláros folyadékok oldékonysága

Oldott szilárd anyagok

Szervetlen anyagok Szerves anyagok

REAKCIÓHŐ

Kémiai folyamatok során keletkezik, vagy elnyelődik

Exoterm reakciók

Endoterm reakciók

Az exoterm és endoterm reakciók energetikai viszonyai

Kémiai reakciók

Anyagmegmaradás Tömegmegmaradás

SÓK HIDROLÍZISE (1)Hidrolízis = reakcióba lépés a vízmolekulákkal

Gyenge bázis és erős sav sójának hidrolízise

NH4+ + H2O NH3 + H3O+

Kh = [NH3] [H3O+] [NH4+] = Kw/Kb

SÓK HIDROLÍZISE (2)Erős bázis és gyenge sav sójának hidrolízise

CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-

Kh = [CH3COOH] [OH-] / [CH3COO-]

hidrolízisBA + H2O HA + BOH

semlegesítés

H2O H+ + OH-

H+ + A- HA H2O + A- HA + OH-

PUFFER OLDATOK (1)

Gyenge savnak és sójának vizes oldata, vagy

Gyenge bázisnak és sójának vizes oldata

pH-juk állandó

pH-juk nem függ a hígítástól

Pufferkapacitás = sav- vagy bázissemlegesítő képesség

Pufferkapacitás függ a hígítástól

PUFFER OLDATOK (2)

Természetben fonosak (környezetben, szervezeten belül, sejten belül)

Na2CO3, NaHCO3

H2CO3, HCO3-, CO3

2- rendszer (szervetlenszén rendszer)

Heterogén rendszerek pufferkapacitása nagyobb lehet, mint a homogén rendszereké (pl. CaCO3 szilárd fázis jelenléte a szervetlenszén rendszerben)

A TAVI ÖKOSZISZTÉMA ELEMEI (1)

Társulások

Bakterioplankton Fitoplankton Zooplankton (egysejtűek, kerekesférgek,

kisrákok) Magasabbrendű vízinövények (makrofiton) Makroszkópos gerinctelenek (csigák, kagylók,

szivacsok, stb.) Halak (növényevők, fenéktúrók, ragadozók)


Élőhelyek

Levegő – víz határfelület

Nyíltvíz

Üledék (bentosz)

Élőbevonat

Parti zóna


Kölcsönhatások az ökoszisztémában

Energia áramlás szintjei

Táplálkozási kölcsönhatások

Kompetíció

Minden elem összefügg egymással

A tápanyagforgalom és a táplálkozási kapcsolatok egyszerűsített folyamatábrája

A Föld-légkör rendszer energiaforgalma I.A légkör külső határára érkező napsugárzás további útja: 100

% = 11 ezer MJ/m2/év (Próbáld, 1981. nyomán)

HŐMÉRSÉKLET van’t Hoff törvény (hőmérséklet 10 °C-os emelése

esetén a reakciósebesség 2-3-szorosára nő Általában –10 - +45 °C között vannak élőlények Termofil szervezetek: +45 - +95 °C Mezofil szervezetek Pszichrofil szervezetek (hidegtűrők) Homoioterm élőlények (állandó testhőmérséklet) Poikiloterm élőlények (változó testhőmérséklet) Testhőmérséklet evolúciós hatása Hőterhelés

Tavak típusai, jellemzőiTÍPUSOK: Sekély tó Mély tó JELLEMZŐK: Vízgyűjtő méret Vízmélység Felület Parttagoltság Átkeveredés

TAVAK HŐRÉTEGZŐDÉSÉNEK FŐBB TÍPUSAI

AMIKTIKUS (állandóan jéggel fedett sarkvidéki tavak) HIDEG MONOMIKTIKUS (télen rétegzett, nyáron

átkeveredő sarkvidéki tavak) DIMIKTIKUS (tavasszal és ősszel keveredik, nyáron és

télen rétegzett mérséklet égövi tavak) MELEG MONOMIKTIKUS (télen keveredik,, nyáron

rétegzett szubtrópusi tavak) OLIGOMIKTIKUS (kevés cirkulációs periódus

szabálytalan időközönként, trópusi tavak) POLIMIKTIKUS (állandóan, vagy gyakran van

átkeveredés, hideg- vagy melegégövi tavak) MEROMIKTIKUS (állandó rétegzettség, pl. sós tavak)

TÁPANYAG (1) Növények

– Szervetlenből szerves anyagot állítanak elő (fotoszintézis)

– Bruttó fotoszintézis = nettó + légzés

– Legfontosabb tápanyagok: C, N, P

– Liebig törvény

– C : N : P = 106 : 16 : 1

TÁPANYAG (2)

Állatok

– Növényevők

– Húsevők

– Mindenevők

Szaprofág szervezetek (pl. baktériumok, gombák)

MinőségDolgok, jelenségek, folyamatok belső lényegi tulajdonságainak összessége, melyek révén azok egymástól elkülönülnek

Alkalmasság, jóság A minőség emberközpontú alkalmazása. Felhasználástól függ a kedvező vagy rossz

minőség (Pl. halászat, fürdés, ivóvíz, ipari víz, öntözővíz, stb.)

VízminőségRégi megfogalmazás:A természetben előforduló víz tulajdonságainak összessége.

Új megfogalmazás:A víztest állapota, amely az „n” dimenziós topológiai térben egy ponttal jellemezhető, ahol n = a víztest tulajdonságainak összességével.A valóságban az „n” számú jellemző nem határozható meg, kevesebbel kell beérni (idő, anyagi korlát, stb.)

SZENNYEZŐANYAGOK TÍPUSAI OXIGÉNELVONÓ ANYAGOK (főként

szervesanyagok) NÖVÉNYI TÁPANYAGOK (N és P) SZERVES MIKROSZENNYEZŐK (Peszticidek,

gyomirtó szerek, szerves vegyipari hulladékok, stb.)

LEBEGŐ ANYAGOK NEHÉZFÉMEK (Cd, Cu, Cr, Ag, Hg, Fe, Mn, stb.) FETŐZŐ ÁGENSEK (baktériumok, vírusok, stb.) RADIOAKTÍV ANYAGOK HŐ

A SZENNYEZŐ ANYAGOK HATÁSAI A VÍZI OXIGÉNFORRÁS CSÖKKENÉSE

EUTROFIZÁLÓDÁS

A TÁPLÁLKOZÁSI KAPCSOLATOK SÉRÜLÉSE

POTENCIÁLIS TOXIKUSSÁG

JÁRVÁNYOK

ESZTÉTIKAI ÉRTÉK CSÖKKENÉSE

KORRÓZIÓ

BIOKORRÓZIÓ

ÖSSZES SZENNYEZŐANYAG TERHELÉS

HÁTTÉRTERHELÉS (TERMÉSZETES EREDET)

IPARI/KERESKEDELMI TERHELÉS

HÁZTARTÁSOKBÓL SZÁRMAZÓ TERHELÉS

MEZŐGAZDASÁGI TERHELÉS

MÚLTBELI SZENNYEZÉSEKBŐL SZÁRMAZÓ MARADVÁNY TERHELÉS

VÍZMINŐSÉGI JELLEMZŐK ÁLTALÁNOS PARAMÉTEREK

SZERVETLEN KOMPONENSEK

SZERVESANYAGOK

NÖVÉNYI TÁPANYAGOK

FÉMEK

SZERVES MIKROSZENNYEZŐK

BIOLÓGIAI SZENNYEZŐK

RADIOAKTIVITÁS

1. ÁLTALÁNOS PARAMÉTEREK

Vízhozam, m3/s

Vízhőfok, °C

Oldott oxigén, mg/L

pH

Vezetőképesség, S/cm, 20 °C-on

2. SZERVETLEN KOMPONENSEK (mg/L)

Anionok: klorid, szulfát, karbonát, hidrokarbonát, fluorid,

Kationok: kálium, nátrium, kalcium, magnézium, vas, mangán

3. SZERVESANYAGOK (mg/L)

TOC, DOC, BOI5, KOIMn, KOICr

4. NÖVÉNYI TÁPANYAGOK

Összes P, PO4-P

Összes N, NH4-N, NO2-N, NO3-N

SiO2-Si

5. Szervetlen mikroszennyezők

Összes Fe, Hg, Ni, Cd, Zn, Cu, Cr, Pb, Mn, As

Oldott Fe, Hg, Ni, Cd, Zn, Cu, Cr, Pb, Mn, As

Szilárd Fe, Hg, Ni, Cd, Zn, Cu, Cr, Pb, Mn, As

6. SZERVES MIKROSZENNYEZŐK

Fenolok és homológjai (C6H5OH)

Klórozott szénhidrogének

7. BIOLÓGIAI SZENNYEZŐK

Vírusok

Baktériumok (összes baktériumszám 37 és 20 °C-on, Coliszám, Enterális coliszám, Streptococcus szám, Salmonella, Shigella)

Féreg kitartóképletek (pl. ciszták)

8. RADIOAKTIVITÁS (Bq/L)

Összes alfa aktivitás

Összes béta aktivitás

40K

3H

90Sr

A vízminősítés szerepe a vízminőség-szabályozásban

Szennyezőanyag terhelés

Vízminőségi problémák Vízhasználati igények

Rendszeres vízminőségellenőrzés

Követelményeknekmegfeleltetés

Osztályozás, trendek

Ok-okozatiÖsszefüggések feltárása

Alternatív szabályozási javaslatok kidolgozása

Döntéshozás

Ellenőrzés

A MAGYAR VÍZMINŐSÍTÉSI RENDSZER

Felszíni vízre (folyókra, tavakra, tározókra)

250 mintavételi hely volt, ma 150

Komponensek koncentráció értékei szerint

Heti, kétheti, havi gyakoriságú mérés

Mintegy 50-60 vízminőségi komponens

MSZ 12749 SZABVÁNY (1)A szabvány a komponenseket az alábbi mutatócsoportokba sorolja: Oxigénháztartás Nitrogén és foszforháztartás Mikrobiológiai jellemzők Szervetlen mikroszennyezők Szerves mikroszennyezők Toxicitás Radioaktív anyagok Egyéb jellemzők

MSZ 12749 SZABVÁNY (2)

Amennyiben a vizsgálatok száma több min 12, a 90 %-os összegzett relatív gyakoriságú (tartósságú) érték.

Amennyiben a vizsgálatok száma kevesebb mint 12, a legnagyobb vizsgálati eredmény (az oldott oxigént és az oxigéntelítettséget kivéve).

Egy-egy csoporton belül a legrosszabb osztály besorolású komponenst kell mértékadónak tekinteni.

Minden egyes vízminőségi komponens éves adatsorát a szabvány előírásainak megfelelően külön-külön kell értékelni. A mértékadó érték a vizsgálat gyakoriságától függően:

A felszíni vizek minőségi jellemzői és határértékei (kivonat az MSZ 12749 szabványból) (1)

OXIGÉNHÁZTARTÁS

KomponensI. II. III. IV. V.

osztály

Oldott O2, mg/L 7 6 4 3 <3

Oxigéntelítettség, % 80-10070-80

100-12050-70

120-15020-50

150-200< 20> 200

BOI5, mg/L 4 5 10 15 > 15

KOIps, mg/L 5 8 15 20 > 20

KOIk, mg/L 12 22 40 60 > 60

Pantle-Buck index 1,8 2,3 2,8 3,3 > 3,3


TÁPANYAG HÁZTARTÁS


osztály

Ammónium-ion, mg/L 0,26 0,64 1,29 2,57 > 2,57

Nitrit-ion, mg/L 0,033 0,100 0,329 0,986 > 0,986

Nitrát-ion, mg/L 4,43 22,14 44,28 110,7 > 110,7

Összes foszfor1 mg/L 100 200 400 1000 > 1000

Összes foszfor2 mg/L 40 100 200 500 > 500

PO4-P1 mg/m3 50 100 200 500 > 500

PO4-P2 mg/m3 20 50 100 250 > 250

A-klorofill, mg/m3 10 25 75 250 > 250

1 Nem állóvízbe engedés esetén, 2 egyéb


MIKROSZENNYEZŐK, TOXICITÁS


osztály

Fenolok, mg/m3 2 5 10 20 > 20

ANA-detergensek, mg/m3 100 200 300 500 60 500

Kúolaj és termékei, mg/m3 20 50 100 250 > 250

EGYÉB JELLEMZŐK

pH - 6,5-8,06,0-6,58,5-9,0

5,5-6,09,0-9,5

< 5,5> 9,5

Vezetőképesség 20 °C-on S/cm 500 700 1000 2000 > 2000

Felszíni vizek minősítési rendszere (MSZ 12749) (1)

I. osztály: kiváló víz: Mesterséges szennyező

anyagoktól mentes, tiszta, természetes állapotú

víz, az oldott anyaga tartalom kevés, közel teljes

az oxigén telítettség, a tápanyagterhelés csekély

és szennyvíz baktérium gyakorlatilag nincs.


II. osztály: jó víz: Külső szennyező anyagokkal és biológiailag hasznosítható tápanyagokkal kismértékben terhelt, mezotróf jellegű víz. A vízben oldott és lebegő, szerves és szervetlen anyagok mennyisége, valamint az oxigén háztartás jellemzőinek évszakos és napszakos változása az életfeltételeket nem rontja. A vízi szervezetek fajgazdasága nagy, egyedszámuk kicsi, beleértve a mikroorganizmusokat is. A víz természetes szagú és színű. Szennyvíz baktérium kevés.


III. osztály: tűrhető víz: Mérsékleten szennyezett víz, amelyben biológiailag hasznosítható tápanyagterhelés eutrofozálódást eredményezhet. Szennyvíz baktériumok következetesen kimutathatók. Az oxigénháztartás évszakos és napszakos ingadozása és az esetenként előforduló káros vegyületek átmenetileg kedvezőtlen életfeltételeket teremthetnek. Az életközösségekben a fajok számának csökkenése és egyes fajok tömeges elszaporodása vízszíneződést is előidézhet. Esetenként szennyeződésre utaló szag és szín is előfordul.


IV. osztály: szennyezett víz: Külső eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, illetve szennyvizekkel terhelt, tápanyagokban gazdag víz. Az oxigénháztartás tág határok között változik, előfordul az anaerob állapot is. A nagy mennyiségű szerves anyag biológiai lebontása, a baktériumok nagy, valamint az egysejtűek tömeges előfordulása jellemző. A víz zavaros, esetenként színe változó, előfordulhat vízvirágzás is. A biológiailag káros anyagok koncentrációja esetenként a krónikus toxicitásnak megfelelő értéket is elérheti. Ez a vízminőség kedvezőtlenül hat a magasabb rendű vízi növényekre és a soksejtű állatokra.


V. osztály: erősen szennyezett víz: Különféle eredetű szerves és szervetlen anyagokkal, szennyvizekkel erősen terhelt, esetenként toxikus víz. Szennyvíz baktérium tartalma közelít a nyers szennyvizekéhez. A biológiailag káros anyagok és az oxigénhiány korlátozzák az életfeltételeket. A víz átlátszósága általában kicsi, zavaros, bűzös, színe jellemző és változó. A bomlástermékek és a káros anyagok koncentrációja igen nagy, a vízi élet számára krónikus, esetenként akut toxikus szintet jelent.

Szennyvíz kibocsátók Vizsgált komponensek

– Szervesanyag mutatók (KOI, BOI, CCl4-extrakt)

– Tápanyag formák (ÖP, PO4-P, ÖN, NO3-N, NO2-N, NH4-N)

– Nehézfémek Mérési gyakoriság: legalább évi négy (+ önkontroll mérések) Környezetvédelmi területi hatóság végzi a mérést Hat területi kategória (érzékenység szerint) Újabb határértékrendszer alapelvei

– Nem a koncentráció, hanem terhelés az irányadó– Befogadó terhelhetősége szerinti határértékek– Érzékeny vízbázisok figyelembe vétele

Felszín alatti víz

Ivóvíz-kivétel követelményei irányadók

Határértékek

– Megfelelő

– Tűrhető

Víznyerőhely jellegétől (talajvíz, rétegvíz) függő és attól független határértékek

A 3/1984 (II.7.) OVH számú rendelet határértékei a hat területi kategóriában

Komponens I. II. III. IV. V. VI.

pH6,58,5

6,59

6-9 6-9 5-10 6-9

KOICr g/m3 50 75 100 100 150 75

NH4-N g/m3 1,56 3,89 23,33 7,78 23,33 7,78

NO3-N g/m3 9,03 11,29 18,06 18,06 - 18,06

TP g/m3 1,8 2 2 2 - 2

ANA det. g/m3 2 2 5 5 5 5

CCl4 extr. g/m3 2 5 10 10 10 10

Lebegőanyag, g/m3 100 100 200 200 500 200

A VÍZ KERETIRÁNYELV (VKI)ELŐZMÉNYEK: EEC irányelvek a vízhasználatokraOrszágonként erősen változó rendszerÖkológiai szempontok háttérben

SPECIÁLISAN MAGYAR VISZONYOK Csatlakozási szándék az EU-hoz. A VKI bevezetéséről döntés. Magyarország a Duna-medence része. A vizek 95 %-a külföldről jön. Alföldi és középhegységi területek. Tradíciók a vízgazdálkodásban. Fejlett árvízvédelem és monitoring

rendszer. Jelentős vízi ökológiai tapasztalatok.

Nitrát irányelvNitrát irányelv Országos akcióterv Országos akcióterv 3 fázisban (2002)3 fázisban (2002) 20 % / 201220 % / 2012

Felszín alatti vizek Felszín alatti vizek védelme irányelvvédelme irányelv

Országos kármentesítési Országos kármentesítési program (1996)program (1996) 60 % / 200360 % / 2003

Ivóvíz irányelvIvóvíz irányelv

Vízbázisvédelem (1997)Vízbázisvédelem (1997)Program az ivóvíz-Program az ivóvíz-minőség javítására (2001)minőség javítására (2001)

70 % / 200370 % / 2003

20 % / 200920 % / 2009

ELŐREHALADÁS A GYAKORLATI ELŐREHALADÁS A GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁSBANMEGVALÓSÍTÁSBAN

EK IrányelvekEK Irányelvek Országos programok Országos programok (indítás dátuma)(indítás dátuma)

készenlét/készenlét/határidőhatáridő

Települési szennyvíz Települési szennyvíz irányelvirányelv

Országos csatornázási Országos csatornázási és szennyvíztisztítási és szennyvíztisztítási program (1996)program (1996)

25 %/ 201525 %/ 2015

OOrszágos programok kormánydöntések alapján rszágos programok kormánydöntések alapján a Keretirányelv által megkövetelt intézkedési program alapjaa Keretirányelv által megkövetelt intézkedési program alapja

• a vizekkel kapcsolatban lévő a vizekkel kapcsolatban lévő ökoszisztémák védelméhezökoszisztémák védelméhez• a fenntartható vízhasználatokhoza fenntartható vízhasználatokhoz• az emisszió csökkentésévelaz emisszió csökkentésével a vízminőség javításáhoza vízminőség javításához

• az árvizek és aszályok környezetiaz árvizek és aszályok környezeti hatásának mérsékléséhezhatásának mérsékléséhez

Egyéb kiemelt szempontok:Egyéb kiemelt szempontok:• költségmegtérülés, költségmegtérülés, • a “szennyező fizet” elv, a “szennyező fizet” elv, • társadalmi kapcsolatoktársadalmi kapcsolatok

• a felszín alatti vizek védelméheza felszín alatti vizek védelméhez

A A VKIVKI CÉLJA, HOGY KERETET BIZTOSÍTSON: CÉLJA, HOGY KERETET BIZTOSÍTSON:

VÍZÜGYI KERETIRÁNYELV (WATER FRAMEWORK VÍZÜGYI KERETIRÁNYELV (WATER FRAMEWORK DIRECTIVE)DIRECTIVE)

Integráló szemléletIntegráló szemlélet

Vízgyűjtő elvVízgyűjtő elv

Fogalmi meghatározások (vízgyűjtő, részvízgyűjtő, Fogalmi meghatározások (vízgyűjtő, részvízgyűjtő, vízgyűjtő kerület, víztér, „jó állapot”)vízgyűjtő kerület, víztér, „jó állapot”)

Célok (állapot romlás megakadályozása, jó állapot Célok (állapot romlás megakadályozása, jó állapot elérése)elérése)

Feladatok (monitoring, vízgyűjtő-gazdálkodási terv, Feladatok (monitoring, vízgyűjtő-gazdálkodási terv, intézkedési terv) intézkedési terv)

HatáridőkHatáridők

Felelős hatóságFelelős hatóság

Jelentési kötelezettségJelentési kötelezettség

FOGALMAKFOGALMAK VízgyűjtőVízgyűjtő

Tó, folyó, átmeneti, partmenti, erősen módosított és Tó, folyó, átmeneti, partmenti, erősen módosított és mesterséges vizekmesterséges vizek

Referencia állapot és potenciálReferencia állapot és potenciál

Jó állapot és potenciálJó állapot és potenciál

Felelős hatóságFelelős hatóság

Tipológia Tipológia

Víztest lehatárolásVíztest lehatárolás

Víztest jellemzésVíztest jellemzés

Monitoring (háromszintű)Monitoring (háromszintű)

Vízgyűjtő gazdálkodási tervVízgyűjtő gazdálkodási terv

ÖKOLÓGIAI HÁTTÉR Komplementaritás elve (miliőspektrum és

tolerancia spektrum összehangoltsága

Zavartalan környezet

Emberi hatások

Eredeti társulások

Módosított környezet

Módosított társulások

Környezet Típusok

Társulások Referencia indikátorok

A KERETIRÁNYELV TEHÁT AZOKAT A TÖRVÉNYEREJŰ SZEMPONTOKAT A KERETIRÁNYELV TEHÁT AZOKAT A TÖRVÉNYEREJŰ SZEMPONTOKAT FOGLALJA ÖSSZE, AMELYEKET FIGYELEMBE KELL VENNI:FOGLALJA ÖSSZE, AMELYEKET FIGYELEMBE KELL VENNI:

• AA vízhasználatok tervezésekor vízhasználatok tervezésekor és engedélyezésekor,és engedélyezésekor,

• AA potenciális szennyezési tevékenységek potenciális szennyezési tevékenységek engedélyezésekor,engedélyezésekor,

• AA vízrendezési munkákban vízrendezési munkákban,,

KözvetKözvetve tehve tehát befolyással van át befolyással van az egész vízgazdálkodásraaz egész vízgazdálkodásra

• AAz árvíz és belvízvédekezés soránz árvíz és belvízvédekezés során

A lényeg:A lényeg: VÍZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSIVÍZGYŰJTŐ-GAZDÁLKODÁSI

TERVEZÉSTERVEZÉSa Duna vízgyűjtőjének egészérea Duna vízgyűjtőjének egészére

esetleg Duna, Tisza, Dráva bontásban,esetleg Duna, Tisza, Dráva bontásban,

A vízgyűjtő A vízgyűjtő szintű vízgazdálkodászintű vízgazdálkodásisi tervezés tervezésés a vízgyűjtő gazdálkodási tervezés és a vízgyűjtő gazdálkodási tervezés

párhuzamosan futó, egymást átfedő tevékenységekpárhuzamosan futó, egymást átfedő tevékenységek

de az “aprómunka” szintjét a típus szerint lehatárolhatóde az “aprómunka” szintjét a típus szerint lehatárolható felszíni és felszín alatti vízterek felszíni és felszín alatti vízterek

jelentikjelentik

A célkitűzés:A célkitűzés:a vízterek a vízterek

ökológiai és vízminőségi állapota nem romolhat, ökológiai és vízminőségi állapota nem romolhat, illetve el kell érni a “jó állapotot” 15 év alatt,illetve el kell érni a “jó állapotot” 15 év alatt,

közgazdaságilag alátámasztható módonközgazdaságilag alátámasztható módon

Ökológiai és vízminőségi szemlélet, Ökológiai és vízminőségi szemlélet, de kivételek lehetségesek.de kivételek lehetségesek.

Csak mindent indokolni, igazolni és dokumentálni Csak mindent indokolni, igazolni és dokumentálni kell!kell!

A víztér A víztér mesterséges vagy erősen módosítottmesterséges vagy erősen módosított jellege elfogadható jellege elfogadható, , ha a jó ökológiai állapot elérése ha a jó ökológiai állapot elérése

• jelentős!?jelentős!? káros hatással lenne káros hatással lenne a szélesebb környezetrea szélesebb környezetre, , hajózásra,hajózásra, rekreációrarekreációra,, jelentős!? vízhasználatokra, folyószabályozásra, jelentős!? vízhasználatokra, folyószabályozásra, árvízvédelemre, drénezésre, stb... árvízvédelemre, drénezésre, stb...

• technikailag nem lehetséges környezeti szempontból jelentősen!?technikailag nem lehetséges környezeti szempontból jelentősen!? kedvezőbb módon, vagy nagyon drága lenne.kedvezőbb módon, vagy nagyon drága lenne.

fenntartható vízgazdálkodásfenntartható vízgazdálkodás

A határidő kitolhatóA határidő kitolható

• váratlan árviz,váratlan árviz, • tartós aszály, tartós aszály, • haváriák esetén. haváriák esetén.

„„jó állapot” a felszíni vizek esetén:jó állapot” a felszíni vizek esetén:a víztér ökológiai és kémiai állapota is legalább jóa víztér ökológiai és kémiai állapota is legalább jó

A felszíni vizek jó ökológiai állapota azt jelenti, hogy a víztér közel A felszíni vizek jó ökológiai állapota azt jelenti, hogy a víztér közel azonos hidrológiai, morfológiai, azonos hidrológiai, morfológiai,

biológiai és kémiai jellemzőkkel rendelkezik, biológiai és kémiai jellemzőkkel rendelkezik, mint egy vele azonos típusba sorolt zavartalan víztér mint egy vele azonos típusba sorolt zavartalan víztér

(ez a referencia állapot)(ez a referencia állapot)

A felszíni víztérnek akkor jó a kémiai állapota, A felszíni víztérnek akkor jó a kémiai állapota, ha megfelel a környezeti határértékeknekha megfelel a környezeti határértékeknek

„„jó állapot” a felszíni vizek esetén:jó állapot” a felszíni vizek esetén:a víztér mennyiségi és kémiai állapota is jóa víztér mennyiségi és kémiai állapota is jó

A felszín alatti víztér jó mennyiségi állapota esetén a vízkivételek A felszín alatti víztér jó mennyiségi állapota esetén a vízkivételek nem haladják meg a sokévi utánpótlódás mértékét, és nem haladják meg a sokévi utánpótlódás mértékét, és

a depresszió nem rontja a kapcsolatban lévő a depresszió nem rontja a kapcsolatban lévő felszíni vízterek és szárazföldi ökoszisztémák ökológiai állapotátfelszíni vízterek és szárazföldi ökoszisztémák ökológiai állapotát

A felszíni alatti víztér jó kémiai állapotaA felszíni alatti víztér jó kémiai állapotaszintén a környezeti határértékek teljesítését jelentiszintén a környezeti határértékek teljesítését jelenti

FELSZÍNI VÍZTEREK TÍPUSAINAK MEGHATÁROZÁSAFELSZÍNI VÍZTEREK TÍPUSAINAK MEGHATÁROZÁSAA tipológia felállításához két változat között lehet választani:A tipológia felállításához két változat között lehet választani:

a részletesebb B-változat tartalmazza a A-változatota részletesebb B-változat tartalmazza a A-változatotV í z f o l y á s o k

Földrajzi szélesség és hosszúságTengerszint feletti magasság szerint:

> 800 m 200 – 800 m<200 m

Geológiai felépítés: meszes szilikátos szerves (?)

A víztérhez tartozó vízgyűjtőterület szerint:1 – 100 km2

100 – 1000 km2

1000 – 10000 km2

> 10000 km2

A folyótorkolattól mért távolság Meteorológiai jellemzők (léghőmérsékleti tartomány, csapadék)Medermorfológiai jellemzők ((víztükörszélesség és vízmélység, a főmeder és a völgy alakja)Hozam-kategóriaHordaléktranszportEsés (az előzővel együtt: energiakészlet!)Természetes vízminőségi jellemzők (klorid, a savasságot semlegesítő (puffer)kapacitás)

Felszíni vízterek típusainak meghatározásaFelszíni vízterek típusainak meghatározásaT a v a k

Földrajzi szélesség és hosszúságTengerszint feletti magasság szerint:

> 800 m 200 – 800 m<200 m

A tó átlagos mélysége szerint:< 3 m 3 - 15 m> 15 m

A vízfelület nagysága szerint:0,5 - 1 km2

1 – 10 km2

10 – 100 km2

> 100 km2

Geológiai felépítés:meszes szilikátos szerves (?)

Meteorológiai jellemzők (léghőmérsékleti tartomány, csapadék)VízszintingadozásA tó alakjaMeder- (üledék) összetételTartózkodási idő Keveredési jellemzőkSavasságot semlegesítő (puffer) kapacitás Tápanyag-terhelés

Felszín alatti vízterek javasolt tipológiájaFelszín alatti vízterek javasolt tipológiájaA kőzet szerinti osztályok mindegyikére

(általános, de a kőzetek típusai szerint vannak különbségek)

a domborzat jellegesíkvidékhátság, peremvidékdombvidékhegyvidék

a víztér tetejének mélysége:< felszínközeli (talajvíz)< 50 m> 50 m

hőfok:< 25 oC, hideg vizek> 25 oC termálvizek

a felszíni szennyezéssel szembeni sérülékenység:fokozottan sérülékeny (karszt, vagy homokos fedő)sérülékeny (féligáteresztő fedő)nem sérülékeny (kötött fedőréteg)

regionális áramlási jelleg (50 m-nél mélyebb réteg esetén):feláramlási területátmeneti területleáramlási terület

vízminőségi jelleg: a jelenlegi genetikai osztályozás alapján, de max. 4-5 kategória• átlagos évszakos talajvízszint ingadozás:

három kategória az éves maximális vízállások átlaga terep alatt (talajvíztér esetén):

három-négy kategóriaökológiai jelentősége (csak talajvíztér esetén)

nincs hatással vízfolyásokra és/vagy szárazföldi ökoszisztémáraa befolyásolt szárazföldi ökoszisztéma jellege szerint

VÍZTEREK ÁLLAPOTÁNAK JELLEMZÉSEVÍZFOLYÁSOKVÍZFOLYÁSOK ÁLLÓVIZEKÁLLÓVIZEK

BIOLÓGIAI BIOLÓGIAI JELLEMZŐKJELLEMZŐK

MakrofitonokMakrofitonokMakroMakrogerinctelenekgerinctelenekHalakHalak

FitoplanktonFitoplanktonMakrofitonokMakrofitonokMakroMakrogerinctelenekgerinctelenekHalakHalak



MakrofitonokMakrofitonokFitobentonFitobentonMakroMakrogerinctelenekgerinctelenekHalakHalak


HIDRO-HIDRO-MORFOLÓ-MORFOLÓ-

GIAI GIAI JELLEMZŐKJELLEMZŐK

Vízhozam jellemzőkVízhozam jellemzőkKapcsolat a vízadókkalKapcsolat a vízadókkalMélység, szélességMélység, szélességMederjellemzőkMederjellemzőkVízparti zónaVízparti zóna

Vízállás jellemzőkVízállás jellemzőkKapcsolat a vízadókkalKapcsolat a vízadókkalTartózkodási időTartózkodási időMélységMélységTómeder jellemzőkTómeder jellemzőkVízparti zónaVízparti zóna



MakrofitonokMakrofitonokMakroMakrogerinctelenekgerinctelenekHalakHalak


HIDRO-HIDRO-MORFOLÓ-MORFOLÓ-

GIAI GIAI JELLEMZŐKJELLEMZŐK

Vízhozam jellemzőkVízhozam jellemzőkKapcsolat a vízadókkalKapcsolat a vízadókkalMélység, szélességMélység, szélességMederjellemzőkMederjellemzőkVízparti zónaVízparti zóna

Vízállás jellemzőkVízállás jellemzőkKapcsolat a vízadókkalKapcsolat a vízadókkalTartózkodási időTartózkodási időMélységMélységTómeder jellemzőkTómeder jellemzőkVízparti zónaVízparti zóna

FIZIKAI-FIZIKAI-KÉMIAI KÉMIAI

JELLEMZŐKJELLEMZŐK

Hőmérsékleti viszonyokHőmérsékleti viszonyokOxigén háztartásOxigén háztartásSótartalomSótartalomSavasodási állapotSavasodási állapotTápanyagokTápanyagokJelentős mennyiségben Jelentős mennyiségben bevezetett szennyezőanyagokbevezetett szennyezőanyagokKiemelten veszélyes anyagokKiemelten veszélyes anyagok

ÁtlátszóságÁtlátszóságHőmérsékleti viszonyokHőmérsékleti viszonyokOxigén háztartásOxigén háztartásSótartalomSótartalomSavasodási állapotSavasodási állapotTápanyagokTápanyagokJelentős mennyiségben Jelentős mennyiségben bevezetett szennyezőanyagokbevezetett szennyezőanyagokKiemelten veszélyes anyagokKiemelten veszélyes anyagok

A FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐIA FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐIFeltárási és felügyeleti monitoringFeltárási és felügyeleti monitoring

Mérendő paraméterek:• hidrológiai, hidromorfológiai jellemzők • biológiai jellemzők (fitoplankton, típus-specifikus flóra, gerinctelenek, halak)• kémiai paraméterek (alapparaméterek, kibocsátott kiemelt szennyezőanyagok vagy nagy mennyiségben kibocsátott egyéb anyagok

Célja:• vízterek kijelölésének véglegesítése• vízterek kiindulási állapotának jellemzése• a környezeti szempontból kritikus vízterek kiválasztása• információk egyéb monitoring tervezéséhez• a vízminőségi állapot átfogó bemutatása• az emberi hatások és az állapotjellemzők közötti összefüggések bemutatása, hosszútávú trendek kimutatása

A FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐIA FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐI

Vizsgálati monitoringVizsgálati monitoring

Mérendő paraméterek:

A céltól függően.

Célja:

• a határértéket meghaladó koncentráció ismeretlen okának feltárása• a biológiai állapot nem megfelelő és ennek oka ismeretlen• havária jellegű szennyezések feltárása

A FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐIA FELSZÍNI VÍZ MONITORING JELLEMZŐIÜzemelési monitoringÜzemelési monitoring

Mérendő paraméterek:• a vizsgált terhelésre érzékeny hidrológiai, hidromorfológiai vagy biológiai elem• az adott víztérbe bevezetett kiemelt szennyezőanyagot, vagy nagy mennyiségben bevezetett szennyezőanyagot

Célja:

• a célkitűzések szempontjából kockázatos vízterek állapotának folyamatos megfigyelése• a beavatkozások hatásának nyomon követése• ahová kiemelt szennyezőanyagot, vagy nagy mennyiségű szennyezőanyagot vezetnek• védett vízfolyás-szakaszok monitoringja

VÍZTEREKRE VONATKOZÓ KÖRNYEZETI VÍZTEREKRE VONATKOZÓ KÖRNYEZETI CÉLKITŰZÉSEKCÉLKITŰZÉSEK

Általános szabályokÁltalános szabályok

• a vízterek állapota nem rosszabbodhat (időszakosan váratlan események miatt)• a természetközeli, ún. “jó állapot” elérése 15 év alatt• megfelelő indokok esetén a határidő kitolható 12 évvel• erősen befolyásolt vízterek esetén enyhébb célkitűzések

Csak felszíni vizek eseténCsak felszíni vizek esetén

• mesterséges és erősen módosított vízterek esetén a meg- változott állapotnak megfelelő referencia az érvényes, a cél a jó ökológiai potenciál elérése 15 év alatt• a prioritási listán lévő anyagok okozta szennyezéseket folyamatosan csökkenteni kell• a veszélyes anyagok emisszióját meg kell szüntetni

Csak felszín alatti vizek eseténCsak felszín alatti vizek esetén

• a bevezetett szennyezések megszüntetése vagy korlátozása• a szennyezési trendeket vissza kell fordítani

VÍZGYŰJTŐ GAZDÁLKODÁSI TERVEK1. Általános ismertetés:• A vízgyűjtő kerület jellemzőinek általános leírása.• A felszíni víztestek elhelyezkedésének és határainak

térképen történő bemutatása, a vízgyűjtőn belüli ökorégiók és felszíni víztest típusok térképen történő bemutatása, a felszíni víztest típusok referencia viszonyainak meghatározása.

• A felszín alatti víztestek elhelyezkedésének és határainak térképen történő bemutatása.

2. Emberi hatások• Pontszerű szennyezőforrások.• Diffúz szennyezőforrások, földhasználat.• A víz mennyiségi állapotára ható terhelések számbavétele a

vízkivételekkel együtt.• Az egyéb hatások elemzése.

VÍZGYŰJTŐ GAZDÁLKODÁSI TERVEK

3. A védett területek azonosítása és térképi ábrázolása.4. Monitoring• A megfigyelő hálózatok térképe.• A felszíni vizek állapota (ökológiai és kémiai).• A felszín alatti vizek állapota (kémiai és mennyiségi).• A védett területek állapota.5. Környezeti célkitűzések6. A víz használatának közgazdasági elemzése

VÍZGYŰJTŐ GAZDÁLKODÁSI TERVEK7. A célkitűzések megvalósulása érdekében elfogadott intézkedések

programja • A közösségi joganyag alkalmazása.• A költség visszatérülés elvének érvényesülése.• A vízkivételek és a tározások szabályozásának összefoglalása.• A pontszerű bevezetésekre és a vizek állapotára hatással levő egyéb

tevékenységekre elfogadott szabályozások.• A balesetszerű szennyezési események hatásainak megelőzése.

8. Jegyzék a vízgyűjtő kerületre készített bármely egyéb, részletesebb programokról és gazdálkodási tervekről.

9. A közvélemény tájékoztatására és konzultációkra tett intézkedések összefoglalása.

10. Az illetékes hatóságok listája.

11. Információ elérés csatornáinak megjelölése.

VÍZGYŰJTŐ GAZDÁLKODÁSI TERVEK FELÚJÍTÁSA

1. Az előző változatának közreadása óta végzett minden változtatás vagy korszerűsítés összefoglalása.

2. A környezeti célkitűzések elérése irányában tett előrehaladás számbavétele.

3. Minden olyan intézkedés összefoglalása és magyarázata, amelyet előirányoztak a korábbi vízgyűjtő gazdálkodási tervben, de nem tettek meg.

4. A vízgyűjtő gazdálkodási terv korábbi változatának közreadása óta elfogadott minden közbenső intézkedés összefoglalása

VÍZMINŐSÉG A víz mint közeg tulajdonságainak összessége Ökoszisztémák életét befolyásoló, létrehozó,

fenntartó tényezők összessége Négy tulajdonság csoport jellemzi

Halobitás (ion tartalom)Trofitás (szervesanyag termelő képesség)Szaprobitás (szervesanyag lebontó képesség)Toxicitás (mérgező képesség)

Vízminőség: antropocentrikus fogalom (mire használható a víz)

Vízszennyezés: Olyan anyagok természetes vízbe juttatása, amelyek károsítják a vízi ökoszisztémát

Ökológiai szemlélet lényege

Az ember igényli az egészséges környezetet

Az emberiség túljutott az extenzív fejlődési szakaszon

A mérnöki és az ökológiai egyensúly létrehozása az intenzív fejlődés feltétele

A halobitás fokozatai DÉVAI I. szerintösszes ion

mg/Lvezetőképesség

S/cm0 ahalóbikus 0 < 10-6

1 béta-oligohalóbikus < 150 < 2502 béta alfa-oligohalobikus 150-350 250-5503 alfa-oligohalóbikus 350-600 550-10004 oligo-mezohalóbikus 600-900 1000-15005 béta-mezohalóbikus 900-1200 1500-20006 béta-alfa-mezohalóbikus 1200-1700 2000-27007 alfa-mezohalobikus 1700-2500 2700-40008 mezo-polihalóbikus 2500-4000 4000-60009 polihalóbikus > 4000 > 6000

TERMÉSZETES VIZEK ÖSSZES SÓ TARTALMA

Víztípus Sótartalom, mg/LÉdesvizek 50-500Alpesi Tavak 100-200Északnémet síksági tavak 200-400Skandináv tavak 50Sós tavak 20 000-igTengervíz 40 000-igBalaton 500Velencei-tó 800-1750Szelidi-tó 1460-4100Duna 250-400Tisza 350Dráva 250

A TENGERVÍZ ÖSSZETÉTELEELEM mg/L

klór 18 890nátrium 10 560szulfát-S 2 560magnézium 1 270kén 885kalcium 400kálium 380bróm 65szén 28stroncium 13bór 5szilicium 3fluor 1

A trófitás fokozataiösszes

algaszáma-klorofill elsőleges termelés

106·liter-1 mg · m-3 mgC · m-2 · nap-1

gC · m-2 · év-1

0 atrófikus 0 0 0 01 ultra-oligotrófikus < 0,01 < 1 < 50 < 102 oligotrófikus 0,01-0,05 1-3 50-100 10-253 oligo-mezotrófikus 0,05-0,10 3-10 100-200 25-504 mezotrófikus 0,1-0,5 10-20 200-400 50-1005 mezo-eutrófikus 0,5-1,0 20-50 400-600 100-1506 eutrófikus 1-10 50-100 600-1500 150-3007 eu-politrófikus 10-100 100-200 1500-2500 300-5008 politrófikus 100-500 200-800 > 2500 > 5009 hipertrófikus > 500 > 800 ? ?

Az oligotrófia és eutrófia összehasonlítása (1)

Oligotrófia EutrófiaPlankton mennyisége szegényes gazdag változatossága változatos, sok faj egyhangú, kevés faj elterjedése mély vízben is csak a trofogén zóna napi vándorlás élénk korlátozottAlga tömegvegetáció

igen ritka gyakori


Oligotrófia Eutrófia

Jellemző algacsoportok

Zöldalgák Desmidiaceae

Kékalgák Anabaena Aphanizomenon Microcystis Oscillatoria

Kovamoszatok Tabellaria Cyclotella Melosira islandica

Kovamoszatok Melosira )kiv.: islandica) Fragillaria Stephanodiscus AsterionellaAranybarna moszatok

Dinobryon


Oligotrófia Eutrófia

Jellemző állatokBosmina obtusirostrisDiaptomus gracilis

B. longirostrisDaphnia cucullataCyclops vicinus

Fenékfauna Tanytarsus Chironomus fajok

HalakMély, hűvös vizet kívánó fajok: pisztráng, maréna

Felületi melegvíz kedvelők: ponty, csuka, sügér, keszeg

AZ EUTROFIZÁCIÓ KÖVETKEZMÉNYEIMÉRSÉKELT ÉGÖVI ÁLLÓVIZEK

ELSŐSORBAN: ALGA TÚLSZAPORODÁS (kovaalgák, zöldalgák, kékalgák)

MÁSODSORBAN: MAKROFITON ELBURJÁNZÁS

TRÓPUSI ÁLLÓVIZEK ELSŐSORBAN: VÍZI MAKROFITON túlszaporodás

(vízililiom, piscia) MÁSODSORBAN: ALGA TÚLSZAPORODÁS

(kékalgák, kovaalgák)

A TROFITÁS ÉS A VÍZHASZNÁLAT ÖSSZEFÜGGÉSE

Trofitás Vízhasználat

OligotrófVízellátásfürdőzés, rekreáció

Mezotrófvízellátásfürdőzés, rekreáció

EutrófÖntözéshaltenyésztés

HipertrófHaltenyésztéshajózás

AZ ALGÁK VÍZMINŐSÉGI HATÁSAI

Instabil oxigén viszonyok

Szervesanyag termelés

Szín, szag és ízproblémák

Esztétikailag kedvezőtlen víz

Toxintermelő képesség

MAKROFITON ELBURJÁNZÁSBÓL EREDŐ GONDOK

A VÍZKIVÉTELI MŰVEK eltömése (vízellátás, energiatermelés)

MAGAS EVAPORTRANSPIRÁCIÓ

VÍZI SZÁLLÍTÁS AKADÁLYOZÁSA

FÜRDŐZÉS AKADÁLYOZÁSA

HALÁSZAT AKADÁLYOZÁSA

MAKROFITON SZABÁLYOZÁS Aratás Üledék lefedése Kotrás Foszfor inaktiválás Növényevők betelepítése Növényi patogének bevitele Vízmélység szabályozás Növényirtó szerek alkalmazása

EUTROFIZÁCIÓ SZABÁLYOZÁSA

Alapja: limitáció

Módszerek mély tavakra sekély tavakra különbözőek

Tó és vízgyűjtője egységként kezelése

Beavatkozások a vízgyűjtőn (1)

Pontszerű források

Lakossági szennyvíz terhelés csökkentése (szennyvíz elvezetés, harmadlagos tisztítás, csatornázási paradoxon)

Ipari szennyvíz kezelés

Nagyüzemi állattartó telepek hígtrágya kezelése

Beavatkozások a vízgyűjtőn (2)

Nem-pontszerű források

Mezőgazdasági termelés csökkentése Művelési ág váltás Művelési mód váltás Szerves- és műtrágya felhasználás

csökkentése Erózióból származó terhelés csökkentés

előtározókkal, nádastóval

Beavatkozások a tóban (1)

Mechanikai módszerek

Hínárirtás

Iszap eltávolítás

Levegőztetés

Mélységi vízelvezetés

Rétegzettség megszüntetése (kényszercirkuláció)

Árnyékolás

Beavatkozások a tóban (2)

Kémiai módszerek

Üledék oxidációja (nitrát, oldott oxigén, hidrogén-peroxid)

Meszezés

Üledék mobil P inaktiválás (alumínium-szulfát, vas(III)-klorid, stb.)

Algicidek alkalmazása

Beavatkozások a tóban (3)Biológiai eljárások

Táplálék láncba beavatkozás Betelepítés

Növényzet eltávolítás (amúr)Fito és zooplankton gyérítés (busa)Halállomány gyérítés (angolna, csuka, fogas, stb.)

Óvatosságot és az ökoszisztéma ismeretét igényli

Növénytelepítés

A szaprobitás fokozatai(részben Dr.Gulyás Pál után)

Pantle-Buck index

KOIps

S O2mg · 1-1

0 aszapróbikus 0 01 kataróbikus < 0,05 < 12 oligoszapróbikus 0,51-1,30 1,0-1,53 oligó-béta mezoszapróbikus 1,31-1,80 1,5-2,54 béta mezoszapróbikus 1,81-2,30 2,5-5,05 alfa-béta mezoszapróbikus 2,31-2,80 5-106 alfa mezoszapróbikus 2,81-3,30 10-307 alfa-mezo-poliszapróbikus 3,31-3,80 30-608 poliszapróbikus 3,81-4,00 > 609 euszapróbikus értékelhetetlen, nyers-

szennyvíz

A „teljes” szaprobiológiai beosztásCsoport Zóna Jellemzés

KATARÓBnem szennyezett

k katarób igen tiszta vizek szegényes élővilággal

LIMNOSZAPRÓBSzennyezett felszíni és felszín alatti vizek

x (xenoszaprób)o oligoszapróbbm béta-mezoszapróbam alfa-mezoszapróbp polimezoszaprób

A KOLKWITZ-MARSSON –féle zónák (lásd később)

EUSZAPRÓBBakteriális bontásra alkalmas szennyvizek

i izoszapróbm metaszapróbh hiperszapróbu ultraszaprób

nyers szennyvízszeptikus szennvizektömény ipari szennyvizekélet nélküli, tömény szennyvizek, de nem mérgezők

TRANSZ-SZAPRÓBBakteriális bontásra alkalmatlan szennyvizek

a antiszapróbr radioszapróbc kriptoszaprób

mérgező szennyvizekradioaktív szennyvizekszervesanyag nélküli szennyvizek, élettelenek

Szapróbiológiai beosztás

OligoszapróbTiszta, emberi behatástól nem érintett vizek. A mineralizáció teljes. Az üledék oxidált. A víz átlátszó és oxigénben gazdag

Béta-mezoszaprób

Kémiailag előrehaladott oxidáció zajlik. Oxigén tartalom 50 % feletti, határozott napi ritmussal. Változatos flóra és fauna. Aerob lebontás jellemző

Alfa-mezoszaprób

Kémiailag előrehaladott oxidáció zajlik. A víz még tartalmaz oxigént, éles napszakos változású az oxigén tartalom. Sok aminosav és fehérje a vízben. Redukált állapot előfordul. BOI = 10-20 mg/L, KOI = 20-80 mg/L

Poliszaprób

Nagy mennyiségű, energiadús, biológiai bontásra alkalmas változatos szervesanyag. A víz oxigén mentes, redukált állapotú anyagok jelenléte (H2S, MeS). BOI = 50-100 mg/L, KOI = 100-200 mg/L

Toxikológia (1) Toxicitás = mérgező képesség Természetes (bakteriális endo- és exotoxinok,

anyagcsere termékek) Mesterséges (emberi tevékenység által okozott

mérgezőképesség)NehézfémekSzerves mikroszennyezőkOxigén elvonásAmmónia

A toxicitás dózistól függő Akut toxicitás (egyszeri nagyobb dózis)

Toxikológia (2) Idült toxicitás (hosszú idejű kisebb dózis) A fajok és egyedek érzékenysége különböző Értékelés LD50 és LC50 alapján

Mérés célja: hígítási igény megállapítása Tesztek fajtái:

GyorstesztekHosszú idejű tesztek

Különleges tesztek

Ökotoxikológia

A toxicitás fokozatai

0 Nem mérgező12 Gyengén mérgező3

4 Közepesen mérgező567 Erősen mérgező89 Igen erősen mérgező

% TLm

nincs válasz> 100 (válasz < 10 %)> 100 (válasz 10-50 %)

100-5050-1010-11-0,1

0,1-0,050,05-0,01

< 0,01

Toxikológiai tesztekPeremfeltételek (1)

Több faj esetében kell a toxikusságot mérni Nagy mennyiségben előforduló szervezetek

kiválasztása előnyös A szervezetek jól tűrjék a laboratóriumi körülményeket Érzékeny élőlények szükségesek a toxikus anyagokkal

szemben Lehetőleg fiatal egyedeket válogassunk Az élőlények érzékenysége évszakosan is változhat Több toxikus anyag egyidejű jelenlétében változhat a

toxikus hatásEgymást erősítő hatásEgymást csökkentő hatásSemleges hatás

Toxikológiai tesztekPeremfeltételek (2)

Lehetőleg gyorsan szaporodó élőlényeket válasszunk Jól felszerelt laboratórium szükséges Bakteriális tenyésztések steril körülmények között Tesztelés közben a környezeti feltételek változatlanok Hígítási sort készítenek a toxikus anyagból Kontrol minta szükséges Több párhuzamos mérés szükséges Környezet ne limitálja a szaporodást

Statisztikai kiértékelhetőség

A PCB-k felhalmozódása vízi ökoszisztémákban

Oxidáltsági fok:Nitrátammonifikáció (nitrátredukció)

Nitrogénmolekula

dinitrogén-oxid

nitrogénkötés denitrifikáció

Ammónium-ion

Amino csoport

hiposalét-romsav Nitrit Nitrát

nitrifikáció

-III -II -I O +I +II +III +IV +V

Az elemi nitrogén molekula (N2), diffúziója gyorsabb, de nagy mértékben ellenáll a kémiai reakcióknak.

A kombinált nitrogén viszont, szinte minden életjelenségben részt vesz nagy reakcióképessége révén, miközben oxidáltsági foka a legredukáltabbtól (-III pl. NH3), a legoxidálttatabbig (pl. NO3

-) terjed.

(A Balaton erősen eutrofizálódott részén, a Keszthelyi-öbölben 1977 június és november között 35,8 kg/ha, az összes N-terhelés 45 %-a volt az elemi nitrogénkötés eredménye.)

OldottN2

SzervesN NO3-N

OldottN2

NO2-N NO3-N

NO2-N

NH4-N

NH4-NSzerves

N

nem lebomló szerves N

víz

üledék

NO

3-N, N

O2-N

, NH

4-Nszerves N

NO

3-N, N

O2-N

, NH

4-N

szerves N diffúzió

kiülepedésfelkeveredés diffúzió

szorpcióammónia képződés

ammónia felvételanaerobnitrogénkötés

denitrifikáció

nitrát redukció

diffúzió

denitrifikáció

ammónia képződés

ammónia felvétel

levegő

aerobnitrogénkötés

nitrátfelvétel nitrifikáció

denitrifikáció

Tó - víz Lebegő anyag

Pórus - víz Üledék

A víz- üledék kölcsönhatást befolyásoló fő folyamatok

SzorpcióPrecipitáció

SzorpcióOldódás

Felk

ever

edés

Üle

pedé

s

Kon

vekc

ióD

iffúz

ió

Határ-réteg

VÍZ

ÜLEDÉKréteg

Biokémiai folyamatok: (1)

Nitrogénkötés

Mesterséges ammóniaszintézissel

Fotókémiai úton (NH3), (NOx)

Kékalgák, baktériumok által

N2 2 N ( H = + 670 KJ)

2 N + 3 H2 2 NH3 ( H = - 54 KJ)

Biokémiai folyamatok: (2) Ammonifikáció:

Az élőlények elpusztult testét baktériumok bontják aminocsoport eltávolításával, ammónia (NH3) előállításával.

(pl. Pszeudomonas):2CH2NH2COOH + 3O2 4CO2 + 2H2O + 2NH3

(H = 737 KJ/mol glicin)

Égés

Állatok ammóniaürítése

020406080

100120140

szár

azfö

ldam

món

iasz

inté

zis

teng

erek

, óce

ánok

ener

giah

ord.

elég

etés

e

term

észe

tes

oxid

áció

val a

zat

mos

zfér

ában

össz

esen

A globális nitrogénkötés mérlege:

biológiai úton

Iparban

Delwiche (1977) szerint

mill

ió to

nna

Ammónia-ammónium egyensúly: (1)

Az ammónia %-os aránya a pH és hőmérséklet függvényében

6,5

7

7,5

88,5

9

5 10 15 2025

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

30,00-40,0020,00-30,0010,00-20,000,00-10,00

amm

ó nia

[%]

T [C]

pH


NH3 + H2O OH- + NH4+

NH4+ + H2O = H3O+ + NH3

°C 5 10 15 20 25 30

pKa 9,80 9,73 9,56 9,40 9,25 9,09

( )pH-pKalognum+1100

=%NH3


Mikor az ammónia-molekula vízben oldódik, lúgként viselkedik (protont tud felvenni); az ammónium-ion viszont savtermészetű (protont tud leadni).

Az ammónium-ion számára az élő sejthártya áthatolhatatlan, a szabad ammónia viszont a sejtmembránon áthatol, veszélyeztetve az élőlényeket.

A víz ammónia – ammónium tartalmáért algák, vízinövények, baktériumok versengenek.

Az ammónia – nitrit – nitrát átalakítást végző baktériumok hőigénye különböző

Nitrifikáció: A különböző folyamatokkal keletkező ammóniát

(NH3) a nitrifikáló baktériumok először nitritté (NO2

-), majd nitráttá (NO3-) oxidálják és

szervetlen szénből szerves anyagot szintetizálnak.

(pl. Nitrosomonas):

2NH3 + 3O2 2H+ + 2NO2- + H2O (H = - 522 KJ)

(pl. Nitrobacter):

2NO2- + O2 2NO3

- (H = - 146 KJ)

Nitrátammonifikáció (nitrátredukció):

anaerob körülmények

a baktériumok a nitrát (NO3-) ionokat

oxigénforrásként, illetve hidrogénion (H+) akceptorként hasznosítják

A folyamat nitriten (NO2-) keresztül az ammónia

(NH3), ill. ammónium-ionig (NH4+) fut.

(pl. Pseudomonas):

2C6H12O6 + 6NO3- 12CO2 + 6OH- + 6NH3

Denitrifikáció: Ez a folyamat is a nitrátért (NO3

-) versenyez. Itt a redukció csak dinitrogén-oxid (N2O) vagy dinitrogén-gázokig (N2), történik.

(pl. Nitrococcus denitrificans):C6H12O6 + 6NO3

- 6CO2 + 3H2O + OH- + 3N2O

(H = - 2282 KJ / mol glükóz)5C6H12O6 + 24NO3

- 30CO2 + 18H2O + 24OH- + 3N2

(H = - 2387 KJ / mol glükóz)(pl. Thiobacillus denitrificans):5S + 6NO3

- + 2CaCO3 3SO42- + 2CaSO4 + 2CO2 +3N2

(H = - 533 KJ / mol kén)

Nitrátlégzés (disszimilációs nitrogénredukció):

Oxigén hiányában sok baktérium a szerves anyag bontásakor keletkező elektronokat a nitrát redukálására használja. A nitráttól (NO3

-) az ammóniáig (NH3) történő redukálással 8 elektron átadásra van lehetőség.

Nem biokémiai folyamatok

VÍZMINTAVÉTEL (1)Célok

Átlagos vízminőségi állapot felvétele

A vízterület osztályozása

Terhelés becslése

Megfelelő szabályozási stratégiák kiválasztása

Vízminőségi állapot előrejelzése

VÍZMINTAVÉTEL (2)Mérések feltételei

Megfelelő komponensek kiválasztása Analízis gyorsasága Megfelelő érzékenység és kimutatási határ Mérések megfelelő reprodukálhatósága A mérések reprezentatívak legyenek a

vízterületre (tér- és időbeni reprezentativitás) Szükséges mintaszám meghatározás

MINTAVÉTELI MÓDSZEREK (1)Kémiai komponensekre Mayer-palack Rutter-palack Szempontok:

– elegendő minta a meghatározandó komponensekre,

– tiszta mintavevő– Különböző koncentráció tartományok

figyelembe vétele (szennyvizes palackba felszíni vizet nem szabad gyűjteni)

Pontminták Folyamatos mintavétel (monitor)

MINTAVÉTELI MÓDSZEREK (2)Biológiai komponensekre

Planktonháló (fito-, zooplankton) Szűrő (szilárd részecskékre) Sűrítés (szűrés, centrifugálás, ülepítés) Bakteriológiai mintavétel steril üvegbe Helyszíni tartósítás:

zooplankton: formaldehid,

fitoplankton: Lugol oldat

Egyszerű vízmintavevő készülék

Ruttner-féle palack

Zsigmondy-szűrő

Plankton-háló

MINTAVÉTELI HELYEK MEGHATÁROZÁSA (1)

Vízgyűjtő

Fontosabb befolyók meghatározása Szennyező források feltárása eredet szerinti

bontásban Szennyezőanyag emissziók mérése Koncentráció és anyaghozam mérése a

vízfolyásokban Transzmissziós tényezők meghatározása

MINTAVÉTELI HELYEK MEGHATÁROZÁSA (2)

Víztest

Területi változások reprezentálása (horizontális, vertikális)– mély rétegzett tavak– sekély tavak

Időbeni változások reprezentálása (szezonális, napi, napon belüli)

Rétegzett mintavételi stratégia Fontos elem a költség

Mintavételi gyakoriság meghatározása

Cél: Jellemző vízminőségi állapot meghatározása

Szükséges gyakoriság komponens-függő is Gyakoriság és változékonyság fordítottan

arányos Összefüggő komponensek esetében elég

egyiket mérni (vezetőképesség vagy összes oldott anyag)

Pontminta mérések Időbeni átlagminták Monitorozás

MÉRÉSI MÓDSZEREK KRITÉRIUMAI

Szelektivitás

Megfelelő méréshatár

Kimutatási határ

Pontosság

Érzékenység

vÍzkÉmia És hidrobiolÓgia

Documents