Ugrás a tartalomhoz

Globális környezeti problémák és néhány társadalmi hatásuk

Dr. Anda Angéla Dr. Burucs Zoltán Dr. Kocsis Tímea (2011)

Kempelen Farkas Hallgatói Információs Központ

7. fejezet - VÍZVÉDELEM (BURUCS ZOLTÁN)

7. fejezet - VÍZVÉDELEM (BURUCS ZOLTÁN)

Vizeink védelemre szorulnak, amit a környezetben végbement és végbemenő kedvezőtlen folyamatok és tendenciák jeleznek. Ezekre globális környezeti problémákként szokás hivatkozni. A víz központi helyet foglal el úgy a földi klíma alakításában, mint az élet legfontosabb alapfeltételeként.

A vízről azt tartják, hogy az élet bölcsője. Ez a megfogalmazás nem fejezi ki pontosan a víz szerepét az élet létrejöttében és fenntartásában. Ha csak a bölcsője lenne, nem lenne élet a Földön! A víz összes funkciója együttesen biztosítják az életjeleket, amelyekben a víz alapközeg funkciója, transzport funkciója, reakciópartner szerepe, elektromosság vezető és szigetelő funkciója, ingervezető képessége, fényvezető szerepe, építő és lebontó funkciói, valamint a lélek tudat vizes kötődése egyidejűleg hatva jelentik az életet. Ha ezekből akármelyik funkció sérül, az élő szervezet elpusztul, de szerencsés esetben a szervezet reprodukciós képességének köszönhetően utódokat hagy hátra, amelyek tovább viszik az élet fonalát.

A kérdés az, hogy a sérülékeny földi egyensúlyrendszer meddig képes tolerálni a környezeten uralkodni akaró erőszakos ember dilettantizmusát?

A Föld egyensúlyrendszerét tagadhatatlanul a kapzsi ember bontotta meg, aki nem ismer határt a nyersanyagok és energiaforrások kihasználásában, bármit beáldoz azért, hogy profithoz jusson. A profit mára az emberi kapzsiság szimbóluma lehetne. Miközben egyesek bármit képesek alárendelni önös céljaiknak, kiszolgáltatott milliárdok éheznek, szomjaznak, és szenvednek a tönkretett környezet katasztrófákkal figyelmeztető agóniájától.

A hamis reklámok is hozzájárulnak a Föld mérhetetlen kizsarolásához, mivel a természetes életmódot elmaradottságnak nevezik, ezzel ösztönözve a fogyasztás növelését. A természeti kincsek kitermelése még mindig növekedési pályát mutat, miközben a készletek már kimerülőben vannak.

Fentiek miatt a Föld tényleges veszélybe került. Ma sajnos a tudomány is abban érdekelt, hogy részesüljön a profitból, ezért aztán ki van szolgáltatva a megbízóinak, akik nem feltétlenül környezettudatosak. A kutató így nem mindig azt kutatja, amihez ért, és amiben fantáziát lát, hanem, amiért fizetnek neki. Ha bemutatásra is kerülnek a problémák, csak a bemutatásuk nem old meg semmit, gyökeres változtatásra volna szükség, amely a problémák gyökerét kezeli. A nagy nemzetközi egyezmények ugyan ebbe az irányba mutatnak, nagy áttörést azonban eddig nem jelentettek a problémák orvoslásában.

Védeni kell vizeinket, mert élőként a legtöbbet a víznek köszönhetjük, és miközben a népesség növekszik, a földi édesvíz készletek egyre korlátozottabb mértékben állnak rendelkezésre.

Vízminősítési módok

A víz minőségének definiálása azért nehéz feladat, mert nagyon sok minőségben fordul elő a természetben, és a természetes állapotú víz mindig jónak számít. Az összehasonlítás mégis indokolja, hogy valamihez viszonyítsunk. Az abszolút tisztaságú víz a természetben legfeljebb az ionok és kolloidok hidrátburkában fordul elő, amely eleve szennyezett víznek minősül, ezért a víz minősítését szennyezési határértékekhez viszonyítják, figyelembe véve a háttér szennyezési értékeket. A víz minőségének meghatározása szakszerű mintavételezéssel kezdődik, amit helyszíni, vagy laboratóriumi vizsgálatok követnek. A vizsgálatok során fizikai, kémiai és biológiai paraméterek meghatározása történik. A vizeket a különböző célokra való felhasználásuk szerint osztályozzák. A legfontosabb vízhasználatok számára eltérő minőségű vizeket bocsátanak a rendelkezésre. Megkülönböztetnek ivóvízellátásra, mezőgazdasági vízellátásra, ipari vízellátásra, és egyéb vízhasználatra alkalmas vizeket. A fő vízhasználatokon belül azonban szükség van a vízminőség további finomítására, hisz pl. a mezőgazdasági vízhasználaton belül az itató víz és öntözővíz is más minőséget fog jelenteni.

A statikus vízminősítés a határértékekhez viszonyított vízminőség meghatározását fogja jelenteni. Dinamikus vízminősítésről, pedig akkor beszélünk, ha a vízminőség változásait egyetlen mintavételi helyen egy hosszabb időszakban vizsgálják.

A klasszikus vízminősítés az úgynevezett klasszikus vízminőségi komponensek vizsgálatát jelenti. Ezek közé tartoznak a vizek sói, oxigénháztartásának mutatói, szervesanyag-tartalma, valamint fontos makroelemei (nitrogén- és foszforvegyületek). A kémiai vízminősítés a bemutatott klasszikus komponensek mellett további paramétereket vizsgál, ilyenek a szerves és szervetlen mikroszennyezők, a hőszennyezés és a radioaktiv szennyezések vizsgálata. A biológiai vízminősítés hasonló paramétereket vizsgál a klasszikus és kémiai minősítésnél felsoroltakhoz, azonban a szennyezések határértékeit a vízi élő szervezetek igénye szerint állapítja meg. A bakteriológiai vízminősítés a vizekben megjelenő szennyvíz baktériumok telepeinek száma alapján minősít, de alkalmazza a bakteriofágok vizsgálatát is.

Klasszikus komponensek szerinti vízminősítés

A sótartalom mutatói

A magas sótartalom főleg az ipari célú vízellátásban okoz problémát, de a környezetben is jelentősen megváltoztatja a vizek élővilágát. A műtrágyák pl. jelentős tápanyagforrásként jelennek meg, és az algák felszaporodását fogják ösztönözni. Az öntözésre használt vizekben, pedig a másodlagos szikesedés kiváltói lehetnek, ezért ott csak 500 mg/l lehet az összes só tartalom, valamint a Na és Mg sók mutatói kerülnek meghatározásra. Az összes sótartalmat az elektromos vezetőképesség alapján állapítják meg. Határértéke a 201/2001. (X. 25.) Korm. Rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről alapján 2500 µS/cm 20 °C-on.

A nátrium mennyisége 45 egyenérték % alatt kell, hogy legyen. A gyakorlatban az összes sótartalmat, a keménységet, a főbb kationok és anionok (Ca2+, Mg2+ , K+ , Na+ , -CO3 2- , HCO3- , Cl , SO42-) százalékos arányát és egy-egy jellemző ion mennyiségét adják meg.

A keménységet Német keménységi fokban (1 NK° = 1mg/l CaO) fejezik ki, határértékei min. 50 max. 350 mg/l CaO egyenérték között lehetnek.

Az oxigénháztartás mutatói

Az oldott oxigén az élő víz fontos paramétere, amely a vízben végbemenő életfolyamatokhoz használódik fel. Az alsó határértéke fajtól függően 3-4 mg/l, de kivételesen a 6-7 mg/l értéket is elérheti (pisztrángos vizek), a tavi pontyok is 4-5 mg/l feletti oxigénkoncentrációt igényelnek. A szennyvízzel terhelt vizek

szervesanyag tartalmának lebontásához a vízben élő aerob, vagy heterotróf szennyvíz baktériumok igénylik az oldott oxigént, ezáltal az ilyen vizekből gyorsan elhasználódik az oxigén, kipusztulhatnak belőle a magasabb rendű állati szervezetek.

Biológiai oxigénigény

A vízben lebegő szerves anyagok mennyiségét azzal az oxigénmennyiséggel jellemezzük, ami az oxidálásukhoz labor körülmények között elfogy. A biokémiai oxigénigény 5 és 20 napos értékei (BOI5, BOI20) a könnyen, illetve nehezebben lebontható szerves anyagok koncentrációjára utalnak, amit a baktériumok összes oxigénfogyasztása jelez. Ennek értékét mg/l-ben adjuk meg. 20 napnál hosszabb ideig folytatva a vizsgálatot, az úgynevezett teljes biokémiai oxigénigény (TBOI) is meghatározható. Mivel még a TBOI meghatározása után is marad szerves anyag a mintákban, interpolációval történik az elméleti oxigénigény (EOI) meghatározása, amely a szerves anyagok teljes eloxidálásához szükséges oxigén mennyiségnek felel meg. Látható, hogy a BOI mutatóinak meghatározása hosszas vizsgálatot igényel, amire a mai rohanó világban gyakran nincs idő, mert gyors eredményt igényel a technológia. Az oxigénigény lényegesen gyorsabb meghatározására vezették be a kémiai oxigénigény paramétereket. Bár a természetben lejátszódó folyamatokat jobban modellezi a BOI meghatározása, a KOI az egyszerűsége és kisebb időigénye miatt jobban elterjedt a gyakorlatban, mint a BOI meghatározás.

Kémiai oxigénigény

Előbb kálium-permanganáttal oxidálták a szerves anyagokat savas közegben (KOIps), azután vezették be a kálium-dikromátos (KOIk) meghatározást. Mindkét esetben a vegyszer fogyásából következtetnek a víz szerves anyag tartalmára, amit egy órás forralás alapján határoznak meg. A két oxidálószer közül a kálium-dikromát az erősebb ezért mindig ez az érték jelez magasabb szerves anyag tartalmat, amely tehát közelebb áll az elméleti oxigénfogyasztás értékéhez.

Összes szerves szén (TOC)

Az összes szerves szén meghatározása közvetlen módon jelzi a víz szerves anyag terhelését, ezért még a KOI-nál is pontosabb értéket ad. A TOC laborműszerek ma már elterjedtek a vízminősítés gyakorlatában, így a szerves anyag terhelés mérésének gyors és precíz megoldását ezek jelentik. Ezekkel azonban nem csak széntartalom mérhető, hanem N és számos más paraméter is.

Nitrogén

A nitrogén fontos aminosav alkotó, így a fehérjékben mindig előfordul. A holt szerves anyag tartalom biodegradációja során a N is felszabadul, és a vízben , talajban, vagy a légkörben folytatja a körforgását. Nem mindegy tehát a közeg, amelyben a biodegradáció zajlik, de az sem mellékes, hogy aerob, vagy anaerob lebomlás zajlik-e, mivel a N univerzális reakciópartner, így redukált és oxidált termékei is keletkezhetnek. A fehérjék anaerob bomlásakor képződő ammónia (NH3) szúrós szagú kellemetlen gáz, amely a légkörbe elillanva a savas esők képződésében is részt vesz. Vizes közegben ammónium ion keletkezik, amely az ivóvíz kezelésben okoz kellemetlenségeket, mert a vizek klórozása során szag- és íz károsító klór-aminok keletkeznek. Tavakba jutva magasabb pH-n a szabad ammónia mérgező gázként lép fel és okoz halpusztulást. Az ammónium ion oxidatív körülmények között a nitrifikáló baktériumok hatására nitritté, majd nitráttá alakul, ezzel oxigént von el a vizekből, miközben könnyen felvehető tápanyagot szolgáltat az algák, és vízinövények számára. Az asszimiláló szervezetek túlburjánzása beindítja az eutrofizációt. Ugyancsak a nitritek illetve nitrátok az ásott kutak vízébe jutva a csecsemőkre jelentenek veszélyt, hisz a vérhemoglobinokon elfoglalják az oxigén helyét, és ezzel fulladásos halált okozhatnak.

Foszfor

A foszfor szintén az eutrofizációért felelős makroelem, amely a földkéreg ásványaiból kioldódva kerül a körforgásba. Vízben ugyan gyengén oldódik, kolloidokhoz kötődve azonban képes mozogni a vízáramokkal, így pl. az erózióval érintett talajkolloidok is nagyobb mennyiségben szállítják, és akkumulálják elsősorban tavainkban.

Mikroszennyezők

A kis koncentrációban is nagyon káros hatást kifejtő anyagokat gyűjtőnéven mikroszennyezőknek nevezzük. Közülük kerül ki számos íz- és szagrontó, rákkeltő, vagy mérgező anyag, amelyek gyakran a tápláléklánc csúcsán elhelyezkedő fajokat pusztítják el, ezzel teljesen felborítva a természetes szárazföldi vagy vízi ökoszisztémákat. A mikroszennyezők két nagy csoportját a szervetlen és szerves szennyezők alkotják.

Szervetlen mikroszennyezők

A szervetlen mikroszennyezők között a nehézfémek sóit kell első helyen említenünk, amelyek enzimeket blokkolnak, fehérjéket denaturálnak, vagy éppen a hormonműködést befolyásolják kedvezőtlenül. Gyakran rákkeltők, Rendszerint ipari tevékenységekben keletkeznek fő-, vagy melléktermékként, és gyakran haváriák alkalmával jutnak ki a környezetbe, kikerülhetnek azonban pontforrásokból (kémények, szennyvíz kifolyók), vagy vonal forrásokból (közlekedési utak) is. Az íz rontók közé tartoznak a vas, mangán, és cink. Nincs toxikus hatásuk, mégsem kívánatosak az ivóvizeinkben, mivel kellemetlen „vasas” ízt okoznak. Mérgező hatással rendelkezik néhány nehéz fém, mint a higany, a kadmium és az ólom. Kivétel nélkül okoztak már haváriákat, amelyek emberéleteket követeltek. Toxikus hatásukat már µg/l koncentrációban is kifejtik. Gyakran erősítik egymás hatását, s ezzel még inkább károsakká válnak.

Szerves mikroszennyezők

A szerves mikroszennyezőket zömében ugyancsak az ipar állítja elő, melyek közül a kőolaj származékok okozzák a legtöbb szennyezést, de a víz felületi feszültségét csökkentő detergenseket is nagyon veszélyesnek tartjuk, mivel a szennyvíztisztítás során sem sikerül ezek maradéktalan eltávolítása, így a tisztított szennyvíz válik a befogadók szennyezőjévé. A kőolajszármazékok kártétele környezetünkben a következő pontokban foglalható össze:

  1. Fény és légköri gázok elzárása a mélyebb rétegek felé, miáltal felborul az algák és vízinövények fotoszintézise, és megszűnik azok oxigén termelése is. Az oldott oxigéntartalom rövid időn belül kritikus színt alá süllyed, ahol megkezdődik a halak és egyéb állati szervezetek pusztulása.

  2. Közvetlen mérgező hatás a halakra és más állati szervezetekre.

  3. Madarak tollazatának elszennyezése (röpképesség csökkentése).

  4. Kisebb koncentrációban pl. ivóvízbe kerülve erős íz rontó hatás.

  5. Emberi szervezetbe kerülve toxikus, illetve rákkeltő hatás (különösen aromás szénhidrogénekre jellemző).

  6. Talajokhoz erősen kötődve a talaj termékenységének csökkentése.

  7. Vízbázisok potenciális szennyezése, ásott kutak használhatatlanná tétele.

  8. Aszfalt felületek elszennyezésekor a fékút jelentős megnövelésével balesetveszély fokozása

A detergensek hasonló kártételeket okoznak az olajszennyezőkhöz, vannak azonban köztük lényeges különbségek is.

  1. A felhabzó víznek csökken a fényáteresztése, és a légköri gázok bediffundálása is mérséklődik.

  2. Íz rontó hatás.

  3. A víz viselkedésének (felületi feszültség) megváltoztatása, miáltal több szennyezés oldódik be a víztestekbe.

  4. Szaporodásbiológiai problémák halaknál.

  5. Növényi tápanyagfelvétel arányeltolódásai talajszennyezések esetén.

  6. Emulgeáló hatásuk következtében a szennyvíztisztítás hatásfokának jelentős romlása következésképpen a befogadók nagyobb szennyezés terhelése.

A detergensek újabb generációi már önlebontó képességgel bírnak. Ezeket sajnos még nem találjuk meg a multi üzletláncok kínálatában.

Peszticidek

A mezőgazdaságban alkalmazott növényvédő szereket gyűjtő néven peszticideknek nevezzük. Ezek közé tartoznak a gyomirtó szerek, vagy herbicidek, gombaölő szerek, vagy fungicidek, és rovarölő szerek, vagy inszekticidek. A peszticidek hatásait a teljes táplálékláncra mindig csak az alkalmazásuk megkezdése után lehet felbecsülni, ezért nagyon nagy kockázattal jár a bevezetésük és alkalmazásuk. Gyakran csak évek, vagy évtizedek múlva derül ki, hogy mekkora kárt is okoztak valójában vizeink és talajaink elszennyezésével, vagy bio-akkumulációjukkal. Használatukat ezért a jövőben sokkal szigorúbb feltételekhez kellene kötni. Az ipari lobbyk ezt természetesen akadályozni igyekeznek majd.

Hő szennyezés

A hőszennyezés korunk rákfenéje, amit a különféle erőművek és ipari tevékenységek hűtővíz igénye hozott magával. A hő szennyezés a víz hőmérsékletének mesterséges növelését jelenti. A hűtővizet rendszerint folyókból nyerik, és ugyanoda bocsátják vissza, minek következtében a vízi élőlények természetes hőmérsékleti körülményei megváltoznak és ettől megbomlik a vízi ökoszisztémák korábbi egyensúlya. A hő szennyezés rendszerint a fajok számának csökkenését vonja maga után, miközben a megmaradó kevesebb faj egyedszáma drasztikusan megnövekszik. A hő szennyezés hatásait a következő pontokban foglalhatjuk össze:

  1. Közvetlen hő halál. Ritkán fordul elő, hisz a visszabocsájtott víz nem lehet forró víz. Reaktor baleseteknél azonban nincs kizárva ennek a lehetősége sem.

  2. Hő csóva kialakulása és felúszása a víz felszínére. A hő csóva vizének sűrűsége alacsonyabb, mint a hűvösebb folyóvíz sűrűsége, ezért a melegebb víz felúszik a hidegebb víz színére. A melegebb víz kevesebb oldott gázt képes befogadni, mint a hidegebb, ezért a hő csóva vize anaerob jellegűvé válik, és megakadályozza a mélyebb vízrétegek oxigén ellátását is. A hő csóva alatt ezért szintén anaerob jellegűvé válik a víz, így lelassulnak az oxigén igényes lebomlási folyamatok.

  3. A hő csóvában felgyorsul a vízi élőlények anyagcseréje, így érzékenyebbé válnak a

  4. A magasabb hőmérsékletű közeg kedvez bizonyos alga fajok és baktériumok felszaporodásának, miközben hátrányos a magasabb rendű szervezetek számára, ezért felborul a táplálkozási lánc, és az eredeti fajszám csökken.

  5. Az algák felszaporodása erősen rontja a víz esztétikai értékét, de az esetleges használati értékét is.

Fentiek miatt a hűtővíz okozta hőmérséklet-emelkedés nem haladhatja meg a 3 °C-ot. A Paksi Atomerőmű esetében szigorúbbak a követelmények. A hűtővíz bevezetésétől számított 500 m-re csak 2 °C-os hőmérsékletemelkedés van engedélyezve, és a bevezetett víz hőmérséklete nyáron sem haladhatja meg a 30 °C-ot.

Radioaktív szennyezés

A radioaktív anyagok a hadi célú felhasználás (atombomba) után átkerültek a civil szférába, ahol energiatermelésre használják azokat. Háttér sugárzásként azonban mindig jelen voltak a légkörben és a vizeinkben is. Háttér dózisuk nem okoz megbetegedést, (0,1 Bq/l körül) szemben a dúsított termékek, és salakok sugárzásával. A kitermelt sugárzó anyagok kiszabadulása a környezetbe atomrobbantások, vagy balesetek (Csernobil) következtében az egyik legsúlyosabb környezetszennyezésnek számít, mivel a lebomlásuk évtizedeket vagy évszázadokat igényel, miközben érzékszerveinkkel nem vagyunk képesek érzékelni azokat. Hazánkat is érintették az 1986 áprilisában Csernobilnál elszabadult radioaktív felhők, amelyekből később radioaktív esők hullottak. A szennyezés hatására hazánkban statisztikailag igazolhatóan megnőtt a daganatos megbetegedések száma. A robbanás során az összes radioaktív nemesgáznak (85Kr, 135Xe), továbbá a mozgékony alkálifém-ionoknak (137Cs) és az illékony jódnak (131I) mintegy 20 %-a, míg a többi nehezen diffundáló radioaktív fémnek (89Sr, 90Sr, 239Pu) a 4 %-a jutott ki a környezetbe. A grafit tűz tíz napja alatt 4 EBq (4•1018 Bq) aktivitás szabadult ki a légkörbe, ami 400-szorosa volt a hirosimai atombomba által a levegőbe juttatott radioaktivitásnak, és megközelítette egy nagy hidrogénbomba kísérleti robbantásakor a légkörbe kerülő aktivitás nagyságát. Huszonnégy év telt el azóta, miközben az izotópok felezési ideje esetenként a 70 évet is eléri (137Cs). Csernobil óta hazánkban teljesen kiépült a radioaktív monitoring rendszer, amely a katasztrófavédelmi szervek, és a mindenkori kormány által a lakosság gyors tájékoztatását segítené elő hasonló helyzetekben.

Biológiai vízminősítés

A biológiai vízminősítés során a víz azon tulajdonságait veszik alapul, amelyek a vízi ökoszisztémák számára valamiért fontosak: létrehozzák és fenntartják azokat, vagy éppen károsan hatnak azok működésére. A biológiai vízminősítés 4 tulajdonság csoportba sorolja a ható tényezőket, és mindegyik csoporton belül 0 +9 kategóriát alakít ki. A 0. kategória a szennyezés mentes állapotot jelenti, 1-9 között pedig a szennyezés fokozatai találhatóak. A négy kategória a halobitás, trofitás, szaprobitás és a toxicitás.

Halobitás

A halobitás a víz szervetlen kémiai tulajdonságainak az összességét jelenti, amelyek biológiai szempontból is fontosak (pl. összes sótartalom, ionösszetétel). A halobitás nagyjából a klasszikus vízminősítésben is alkalmazott sóháztartás paramétereit tartalmazza. Ha ezek megváltoznak (édes víz - sós víz), akkor az élő szervezetek minőségi és mennyiségi összetétele is törvényszerűen megváltozik, mivel más-más szervezetek alkalmazkodtak egyik és másik víz típushoz.

Trofitás

A trofitás a vízben élő autotróf szervezetek (alga, hínár, stb.) elsődleges szervesanyag-termelésének a mértéke. Leginkább a fényviszonyok befolyásolják a fotoszintézis folyamatában, de vízre, széndioxidra, és szervetlen tápanyagokra is szükség van ehhez. A trofitást utóbbiak képesek nagyon széles határok között befolyásolni, hisz a fénynek megvan a napi és éves ciklusa, amely az alapot teremti meg a biológiai szervezetek működéséhez. A tápanyagokkal való ellátáson és a hőmérsékleten fog múlni, hogy a fény milyen hatékonysággal hasznosulhat egy adott helyen és időben. Makro- és mikroelemek szükségesek a növényi sejtek felépítéséhez, ezért a legkorlátozottabban rendelkezésre álló tápelem szintén limitálhatja a trofitás mértékét. Még a tápanyagok között is kialakult egyféle rangsor, hogy melyik hiánya milyen mértékben hat gátló tényezőként. Ebben a vonatkozásban a foszfor az, amely a leginkább korlátozó. A foszfor kivonása a kommunális szennyvizekből ezért sarkalatos pontja a vizek védelmének. Amennyiben nem sikerül megfelelően a foszfor kivonása, a tisztított szennyvíz befogadókba juttatása az ott tenyésző vízi növényzet elburjánzását fogja okozni.

A trofitás fokát az abban megszámlálható algákkal és a mérhető klorofill tartalommal is lehet jellemezni. Az algaszámot mikroszkópokkal határozzák meg, a klorofill tartalmat, pedig vagy a fluoreszcencia mérésével, vagy kémiai eljárással (1.2. Táblázat).

Szaprobitás

Az elpusztuló vízi szervezetek holt szerves anyagot hagynak hátra a vizekben, amelyek táplálékául szolgálnak bizonyos élő szervezeteknek. Ezek között alacsonyabb és magasabb fejlettségű fajok is előfordulnak, a legszennyezettebb anaerob jellegű vizek szennyezőanyagait azonban már csak heterotróf baktériumok képesek lebontani, mert ahogy nő a szerves anyag terhelés, úgy tűnik el az oxigén a vizekből.

Szaprobitáson a vízben lévő holt szerves anyagok lebontásának a mértékét értjük. Ez a rendelkezésre álló tápanyagok mennyiségétől és azok lebontására alkalmas heterotróf szervezetek számától függ. Befolyásolhatják azonban egyéb gátló tényezők is, amilyen pl. a toxikus nehéz fémek és más toxikus anyagok jelenléte. A szaprobitás fokának növekedésével a fajok száma csökkenni fog egy adott vízben, a fennmaradó fajok egyedszáma azonban robbanásszerűen megnövekszik. A szennyvíztisztítás során tudatosan oltják be az erősen szennyezett vizekbe a toleránsnak bizonyult baktérium fajokat, így a lebontó képességet nagyon jelentős mértékben lehet fokozni. A szaprobitás jellemzése a már feljebb bemutatott BOI és KOI paraméterekkel történik aerob körülmények mesterséges fenntartása mellett.

Használatos továbbá a szaprobitás kifejezésére a Pantle-Buck index (szaprobitási index), melynek számítása un. indikátor szervezetek relatív gyakoriságából történik.

Toxicitás

Toxicitáson a vízből kimutatható mérgező anyagok összességét értjük, amelyek gátlólag hatnak az abban élő szervezetek működésére. Amennyiben ilyen gátlóanyagok előfordulnak, megváltozik a vízi ökoszisztémák fajösszetétele, és rendszerint csökken a vizek öntisztuló képessége is. A toxikus anyagok vagy exogén eredetűek, amikor külső forrásból szállítódnak a vizsgált víztestbe, vagy endogén eredetűek, amikor helyben termelődnek. Eutróf vizekben gyakori a kékalgák felszaporodása, amelyek úgynevezett aflatoxinokat terelnek és bocsátanak a vizekbe. Egyes gázok, mint a fehérjék bomlásából származó kén-hidrogén, vagy az ammónia szintén toxikus hatást fejtenek ki bizonyos élő szervezetekre.

A toxicitás mérésére különféle biológiai teszteket alkalmaznak (hal teszt, dafnia teszt), melyek során azt a higítást keresik, amelynél a teszt szervezetek 50%-a elpusztul. A tulajdonság csoportokat a fenti sorrendben érdemes tárgyalni, mivel a logika ezt kívánja. A halobitás jelenti azt az alapot, amely a trofitás fokát határozza meg. Amennyiben feldúsul a víz tápanyagokban, a fény rendszerint sosem jelent limitáló faktort a növényi szervezetek elburjánzására. Ilyen fizikai faktornak inkább a hőmérsékletet tekinthetjük. Az elburjánzást tömeges elhalás követi, mihelyt csökken a rendelkezésre álló tápanyag a vizekben. Az így keletkezett holt szerves anyag lesz a lebontó szervezetek táptalaja, melynek lebomlása tehát a szaprobitás fokával lesz jellemezhető. A toxicitás összefügghet a holt szerves anyag keletkezésével, amennyiben az endogén eredetű. Amúgy a toxicitás minden más tényezőn felül áll, és döntően meghatározza az egyes vizekben zajló folyamatokat. Kritikus helyzetben sajnos a vízi ökoszisztéma teljes felborulását is okozhatja, amit pl. a tiszai ciánszennyezés okozott.

A biológiai vízminősítésben nem kapott akkora hangsúlyt az oxigén háztartás, mint pl. a klasszikus vízminősítésben, ez azonban nem jelenti, hogy ne lenne ugyanolyan fontos. Láthattuk, hogy a szaprobitást éppen az oxigénháztartás mutatóival (BOI, KOI) lehet mérni, de a toxicitásnak is szoros kapcsolata van az oxigénháztartással. A redukált környezetben keletkezett gázoknak, mint a kénhidrogénnek és ammóniának toxikus hatásuk van.

Az emberi hatások sajnos gyakran már a halobitás megváltoztatásánál jelentkeznek. Ebben nagy felelőssége van a műtrágyákat alkalmazó mezőgazdaságnak, és a mezőgazdasági állattartó telepeknek. Ha az élővizek halobitása megváltozik, az a fenti logika szerint kihat majd az eutrofizációra, a szaprobitásra, de a toxicitásra is. A toxicitást az ember a peszticidek alkalmazásával közvetlenül is megnövelheti. A növényvédelem bizonytalanságát az időjárástól való függőség jelenti. A vegyszerek kiszórása után érkező záporok előbb lemossák a vegyszereket a lombozatról, majd a felületi lefolyások útján el is szállítják a kiszórás területéről, hogy átadják azokat egy közeli élővíznek. A ma alkalmazott rendkívül veszélyes mikroszennyezők teljesen felboríthatják egy befogadó tó, vagy folyó normális életét.

Bakteriológiai vízminősítés

A bakteriológiai vízminősítés során patogén baktériumokat keresünk a vízmintáinkban. Élővizeinkben rendszerint előfordulnak az ember bélflórájából kikerült patogén kórokozók. Ivóvizeinkbe azonban csak akkor kerülhetnek ilyenek, ha a zárt csővezetékrendszer valahol megsérült, és a sérülést körülvevő szennyezett talajból bekerültek a baktériumok a csővezeték hálózatba (esetleg kútba). A víz minőségének rendszeres vizsgálata pontosan azt a célt szolgálja, hogy egy előző vizsgálat óta történt-e valahol szennyezés? Nem szükséges ezért patogén baktériumokra vizsgálódni, elég ha az emberi bélflórában mindig jelenlévő és könnyen azonosítható baktériumokra végzik el a vizsgálatokat. Ha ilyeneket találnak a vízben, azután már újabb vizsgálatokkal a patogén kolera, dizentéria, vagy tífusz baktériumok kimutatására is végeznek majd vizsgálatokat. A mikrobiológiai laborokban végzett teszteket steril táptalajokon futtatják le. A tesztként alkalmazott rutinvizsgálatokat a könnyen tenyészthető és biztonságosan kimutatható coli baktérium törzsekkel, mint az Escherichia coli végzik. A 201/2001-es kormányrendelet értelmében az ivóvizekben ezek telepszáma 0 kell, hogy legyen. A teszt során két megközelítést alkalmazhatnak a baktériumok kimutatására.

1. A kóliszám, vagy coliformszám a 100 ml mintából kitenyészthető baktériumtelepek számát fogja jelenteni 20 és 37 °C-on.

2. A kólititer az a legkisebb ml-ben kifejezett vízmennyiség, amiből már kitenyészthető legalább egy kóli-baktérium telep. Ha csak 100 ml vízben találnak baktériumot, akkor a víz tiszta-, ha 10 ml-ben, akkor elég tiszta minősítést kap, ha 1 ml-ben akkor gyanús besorolást kap, ha, pedig már 0,1 ml-ben is található baktérium telep, akkor a vízminta szennyezett minősítésű lesz.

Bizonyos patogén baktériumoknak fajta specifikus vírusai is léteznek, amelyek megtámadják és elfogyasztják az adott baktériumot. A szennyezés bekövetkezésekor általában léteznek még élő patogén baktériumok a vízben, melyek száma idővel csökken, hisz azokat a saját vírusaik elpusztítják. Ilyen esetekben a baktériumokat túlélő fajta specifikus vírusok kimutatására kell törekedni. A baktériumokat fogyasztó vírusok, vagy fágok kimutatásával tehát visszanyomozható illetve modellezhető a fertőzés ténye, és annak hozzávetőleges ideje.

Szabvány szerinti vízminősítés

A felszíni vízminősítés elveit az MSZ 12749 számú magyar szabvány írja elő, ezért ezt a rendszert szabvány szerinti vízminősítésnek szokás nevezni. A szabvány I-V kategóriákba sorolja a vizeket, azok minősége alapján. A minőségi paraméterek szintén 5 csoportban kerülnek meghatározásra, úgy mint oxigénháztartás, tápanyagtartalom, mikrobiológiai jellemzők, mikroszennyezők és egyéb mutatók.

A vízminőségi osztályok főbb jellegzetességeit a szabvány írja le.

• I. osztályú, „kiváló” minőségű az a víz, amely a természetben nagyon ritkán jelenik meg, hisz a víz „szennyezésmentes” állapotát tükrözi. Ezt ivóvíz minőségűnek tekinthetjük.

• II. osztályú, „jó” minőségű az a víz, amely klasszikus élővíznek tekinthető, ebben semmi sem gátolja az élő szervezetek életfeltételeit, bár szennyező anyagokkal és biológiailag hasznosítható tápanyagokkal is terhelt. Ivóvíznek már nem felel meg ez a minőség.

• III. osztályú, „tűrhető ” minőségű az a víz, amely szennyező anyagokkal közepesen terhelt, így az eutrofizálódás már időszakosan beindulhat, amikor is az oxigén háztartásban zavarok keletkeznek.

• IV. osztályú , „szennyezett” minőségű az a víz, amely nagy mennyiségben tartalmaz szennyező anyagot és szennyvízbaktériumokat, melyektől zavarossá és bűzössé válik, az oxigén háztartásában, pedig súlyosabb zavarok állnak be.

• V. osztályú , „erősen szennyezett” minőségű az víz, amely kifejezetten szennyvíznek tekintendő, annak mindenféle káros következményével, és időnként toxikus voltával is.

A szabvány szerinti vízminősítés határértékeit az alábbi táblázatok tartalmazzák.