Osnove zaštite voda

Prof. dr Prof. dr Srđan KolakoviSrđan Kolakoviććmr mr Ana PavloviAna Pavloviććmr Svetlana Vujovimr Svetlana Vujovićć

Fakultet tehničkih naukaInžerstvo zaštite životne sredine

Evropska povelja o vodi(6. Maj 1968. god)

1. Bez vode nema života. Ona je dragoceno i za čoveka neophodno dobro

2. Rezerve vode nisu neiscrpne. Zbog toga je najvažniji zadatak da se one održe, štedljivo koriste i gde god je moguće povećavaju

3. Zagađivanjem voda nanosi se ogromna šteta čoveku i svim živim bićima

4. Kvalitet vode mora da odgovara zahtevima zdravlja ljudi i predviđenom režimu korišćenja

5. Upotrebljene vode treba vratiti u vodotoke pod uslovom da nisu opterećene nečim što bi ometalo korišćenje za javne i privatne svrhe

6. Dužnost svakog čoveka je da vodu koristi kao opšte dobro7. Voda ne poznaje državne granice i zahteva međunarodnu saradnju

Voda-ljudi

Sa porastom stanovništva i razvojem društva potrebe za vodom se stalno povećavaju, a širi se i spektar korišćenja voda

Pored korišćenja voda i problema njene raspoloživosti ljudska civilizacija se suočava i sa problemom zaštite od voda

U novije vreme dolazi do izražaja i treći aspekt odnosa vode i ljudi, a to je pitanje zaštite voda, odnosno zaštite njenog kvaliteta

““Voda je kolevka Voda je kolevka žživotaivota””Voda je uslov Voda je uslov žživotaivota

Ukupna količina voda na Zemlji ≈ 1386 mil. km3

≈ 96.5% u okeanima 1.7% zarobljeno u ledu i polarnim predelima 1.7% u podzemnim vodama 1% u površinskim vodama i atmosferskoj

vodi.

Dostupnost vode Voda je neravnomerno raspodeljena i

prostorno i vremenski.

Nedostatak vodeNedostatak vodeprisutna vodaprisutna voda≠≠vodni resursvodni resurs I uzrok nedostatka vode u

pojedinim regionima predstavljaju objektivna ograničenja prirodnog sistema.

II prirodni uzrok predstavlja rast ljudske populacije.

Procenjuje se da će odsadašnjih 7 milijardi stanovnika broj st. porasti na 10 milijaredi do 2025. godine, a do 2050 na 12 – 13 milijardi.

www.unhmagazine.unh.edu

Don’t blame the weather, people are wasteful and don’t care

An American uses 575 litres per person per daysource : United Nations Development Report 2006

A European uses 200 litres per person per day

A person in Rwanda has to survive on 10 litres of water a day

25 miliona ljudi godišnje umire usled zaraza koje se prenose vodom, jer 20% svetske populacije nema dovoljno vode za piće, a 50% odgovarajuće sanitarne uslove.

Značaj vode Značaj vode je veliki i mnogostruk za ceo živi svet,

polazeći od činjenice da je život nastao u vodi Voda je uslov života Neophodna namirnica za kompletnu biocenozu

uključujući i čoveka Izvor hrane i neophodnih minerala Predmet rada i sredstvo za rad Opštedruštveno bogatstvo Sredina za mnoge žive organizme Prirodni estetski element Mesto rekreacije Izvor energetskih resursa

Podela voda prema porekluPodela voda prema poreklu Podzemne vodePodzemne vode PovrPovrššinske vodeinske vode Atmosferske vodeAtmosferske vode

Podzemne vode

Podzemne vode pripadaju grupi prirodnih resursa koji su neophodni za život na Zemlji

Prema klasifikaciji prirodnih resursa u EU podzemne vode spadaju u grupu iscrpljivih obnovljivih resursa

Za potrebe vodosnabdevanja naselja pijaćom vodom na teritoriji Srbije Srbije podzemne vode se koriste u 80% 80% slučajeva

U centralnoj Srbiji centralnoj Srbiji učešće podzemnih voda snabdevanju stanovništva je 90%90%

Na području VojvodineVojvodine podzemne vode predstavljaju iskljuisključčiv vid iv vid vodosnabdevanja vodosnabdevanja

Na području KosovaKosova dominira snabdevanje vodom iz povriz površšinskih inskih akumulacijaakumulacija

Podzemne vode karakterišu bolji kvalitet

Podzemne vode se razlikuju od površinskih po:

- Relativno sporom kretanju vode, što povećava vreme zadržavanja vode u zemljištu i time zadržavanje polutanata

- Znatan deo fizičko-hemijskih interakcija vode i okolnog materijala u kome se nalaze izdan

Podzemne vodePodzemne vode

Podela podz. voda prema pojavljivanju

SlobodneSlobodne--gravitacionegravitacione-- teteččne, ne, ččvrste, gasovitevrste, gasovite VezaneVezane-- hidroskopnahidroskopna-- opnenaopnena-- kapilarnakapilarna

Podzemne vodePodzemne vode

Podela podzemnih voda prema poreklu

Vadozne (vadosus – plitak)- infiltracione, kondenzacione, ubrizgane

Juvenilne (juvenilus – mladalački)- magmatske, vulkanske,.....

Konatne (conatus – zajedno rođen)

Poroznost: primarna i sekundarnaPoroznost: primarna i sekundarna

SaturacijaSaturacijaodnos V vodeprema V pora

PropustljivostPropustljivost

Izdan (akviferakvifer) – najčešćo oblik koncentracije podzrmne vode iznad nepropusnog sloja stena.

Prihranjivanje

-- Proceđivanjem atmosferskih padavinaProceđivanjem atmosferskih padavina

-- Proceđivanjem povr Proceđivanjem površšinskih voda kroz obaleinskih voda kroz obale

-- Kretanje vode iz dubljih ka pliKretanje vode iz dubljih ka pliććim im horizontimahorizontima

Podela izdani u zavisnosti od geoloPodela izdani u zavisnosti od geološške ke podlogepodlogea)a) FreatskeFreatskeb)b) ArteArtešškeke

-- arteartešški bunari, subarteki bunari, subartešški bunariki bunari

a)a) KraKrašškeke

Nastaju navododržljivim magmatskim

stenama

Nastaju na dolomitskim

i krečnjačkim

stenama

FiziFiziččko hemijska svojstva podzemnih vodako hemijska svojstva podzemnih voda

Osnovni faktori formiranja hemijskog sastava FiziFiziččko ko –– geografski, Geologeografski, Geološškoko--tektonski, tektonski,

FiziFiziččkoko--hemijski, Fizihemijski, Fiziččki, Bioloki, Biološški, Antropogeniki, Antropogeni

Temperatura Temperatura BojaBoja Providnost mutnoProvidnost mutnoććaa Miris i ukusMiris i ukus

Temperatura podzemnih voda

Temperatura podzemnih voda koje leže bliže površini, od 5 do 50 m, približna je srednjoj godišnjoj temperaturi prizemnog atmosferskog sloja.

Temp. direktno utiče na sastav izdanskih voda i brzinu odvijanja hemijskih i biohem. rekacija

Povećanjem temp. povećava se rastvorljivost mineralnih materija, a smanjuje se rastvorljivost gasova

Poznavanjem i upoređenjem T podzemnih i površinskih voda moguće je protumačiti niz pojava vezanih za njihov međusobni odnos

Boja podzemnih voda

Boja podzemnih voda nema veći sanitarni značaj, ali se javlja kao grub indikator zagađenja, jer može ukazati na prisustvo izvesnih jedinjenja

-- ŽŽutouto--mrke materijemrke materije - prisustvo organskih materija-- ŽŽuuććkasto crvena nijansakasto crvena nijansa – prisustvo hidroksida

gvožđa- Tamna boja - prisustvo mangana

Providnost i mutnoća podzemnih voda

Veoma je različita i zavisi od osobina stene kroz koje voda protiče

Kao posledica prisustva suspendovanih materija javlja se mutnoća podzemnih voda

Miris i ukus podzemnih voda

Utiču na organoleptičke osobine vode Miris i ukus vode zavise od: opšte mineralizacije

vode, vrste i količine gasova rastvorenih u vodi, od produkata metabolizma organizama koji žive u vodi

Čista voda je bez mirisa, a pojava mirisa ukazuje na prisustvo izvesnih jedinjenja

Hemijski sastav podzemnih voda formira se kao Hemijski sastav podzemnih voda formira se kao rezultat uzajamnog dejstva vode i materije u rezultat uzajamnog dejstva vode i materije u zemljinoj kori, kao i materije koje vode poreklo iz zemljinoj kori, kao i materije koje vode poreklo iz

drugih geosfera.drugih geosfera.

Tvrdoća(mg/CaCo3)

Tip vode

0-75 Meka

75-150 Umereno tvrda150-300 Tvrda

>300 Vrlo tvrda

Podzemne vode Ukupna mineralizacija

Malomineralizovane (slatke)

<1.0 g/l

Mineralizovane: >1.0 g/l

a)Povećane mineralizacije

1-5 g/l

b) Srednje mineralizacije 5-15 g/l

c) visoke mineralizacije 15-35 g/l

d) rasolne vode >35 g/l

Kopnene vode - mogu se klasifikovati na više načina prema:

Sadržaju rastvorenih materija (soli): slatke, slane, zaslanjene, mineralne, termalne, termomineralne ....

Poziciji – položaju: podzemne i površinske Prema kretanju - brzini toka: tekuće stajaće (uslovno

!) Veličini (tekuće): potok planinska reka nizijska

reka velika nizijska reka Veličini (stajaće): lokva efemerna bara bara

jezero veliko jezero Statusu nutrijenata - produktivnosti: oligotrofne mezotrofne eutrofne distrofne Prema poreklu: prirodne i veštačke Prema dužini trajanja: stalne i povremene

Klasifikscija prema toku i veličini

Kopnene – površinske vode se dele na tekutekuććee / loti/ lotiččkeke(lotus lat.=spran) i stajastajaććee // lentilentiččkeke (lentus lat.=spor)

- u tekuće kopnene vode se ubrajaju izvori, potoci (5 m) i reke

- u stajaće kopnene vode se ubrajaju jezera, bare, močvare, tresave, ritovi ....

- Istraživanjima kopnenih voda bavi se Limnologija koja se može podeliti na Limnologiju u užem smislu(izučava jezera i ostale stajaće vode) i Potamologiju –nauku o živom svetu reka

Tekuće kopnene vode

Tekuće vode predstavljaju tip kopnenih voda kod kojih se celokupna vodena masa kreće od izvora ka ušću usled razlike u nadmorskoj visini ovih tačaka

Postoji čitav niz različitih tipova tekućih voda, često u okviru istog vodotoka:

Reke - počinju kao izvorišne vode - transformišu se u brzotekuće reke - završavaju kao sporotekuće nizijske reke

Potoci - manje tekuće vode (do 5 m širine) Izvori – različiti .... (sublakustrični, vrulje) Veštački kanali

RekeReke Heraklit: Panta rheiPanta rhei – sve teče, sve se menja;

(„Nikada ne možeš dva puta ugaziti u istu reku“). Za reke su karakteristične 4 dimenzije

Životne zajednice tekućih kopnenih voda

Od izvora do ušća menjaju se brzina toka tip dna temperatura hemijski sastav vode

Prema njima se ceo tok reke može podeliti na tri dela Gornji Srednji Donji

Jedan od najznačajnijih ekoloških faktora tekućih voda je brzina toka vode U gornjim delovima toka, gde je brzina vode najveća, dno je izgrađeno od

stenja, kamenja i krupnog šljunka U srednjim delovim toka dno je uglavnom šljunkovito, a u donjim

muljevito, sa puno detritusa

Životne zajednice tekućih kopnenih voda Temperatura vode u izvorišnom delu reke je tokom cele

godine relativno niska i uglavnom stalna Nizvodno su kolebanja temperature sve veća: leti je voda topla,

a zimi hladna I prozračnost vode se bitno razlikuje

Dok su izvori, planinski potoci i reke u gornjem toku bistri i prozračni do dna, voda u srednjem i donjem toku reke je mutna, a u dubljim delovima reke može vladati gotovo potpuni mrak

Usled različitih kombinacija ekoloških faktora u svakom delu potoka i reka razvijaju se različite životne zajednice

One sa staništem na kome se nalaze obrazuju karakteristične ekosisteme gornjeg, srednjeg i donjeg toka reke

Gornji tok reke

Osnovne osobine gornjeg toka reke i potoka su velika brzina vode, dno uglavnom kamenito, ujednačena godišnja temperatura, dosta rastvorenog kiseonika i veoma prozračna voda

U ovom delu reke žive različite vrste silikatnih algi, mahovina, beskičmenjaka i riba

Područje pastrmke – salmonidne vode, po pravilu

Srednji tok reke

Osnovne osobine srednjeg toka reke su: umerena brzina vode, šljunkovito i peskovito dno, veća godišnja kolebanja temperature, manja prozračnost, manje kiseonika, a više ugljendioksida nego u gornjem toku

Područje mrene

Donji tok reke

Osnovne osobine donjeg toka tekućih voda su: mala brzina mutne vode, peskovito ili muljevito dno sa puno detritusa, velika godišnja kolebanja temperature; ponekad, naročito leti, veoma malo kiseonika

Zbog male brzine vode ovde žive organizmi karakteristični za stajaće vode

Na rečnom dnu se razvija specifična zajednica rečnog bentosa, a u slobodnoj vodi životna zajednica planktona i nektona

Područje šarana- cyprinidne vode, po pravilu

Vodotoci mogu bitiVodotoci mogu biti:

Stalni vodotociStalni vodotoci PeriodiPeriodiččni vodotocini vodotoci Privremeni vodotociPrivremeni vodotoci

FiziFiziččko hemijske karakteristike ko hemijske karakteristike –– longitudalni longitudalni gradijentgradijent

JezeraJezera

Podela po načinu postanka

TektonskaTektonska Erozivna Erozivna AkumulativnaAkumulativna VeVešštataččkaka

Ohridsko jezero

Skadarsko jezero

Crno jezero

Đerdap

Plitvička jezera

Život u vodenim sredinama određen je varijacijama fizičkih (svetlost, temperatura, kretanje vodenih masa) i hemijskih faktora (kiseonik, salinitet i dr.).

Fizičko – hemijska svojstva u vodenim ekosistemima su varijabilna, što značajno određuje i usmerava diverzitet i rasprostranjenost organizama u vodenoj sredini.

Jezerske zone:- Limnion – zona slobodne vode- Bentos

Morfologija jezera

Littoral ZoneLittoral Zone

Lake MorphologyLight Compensation Point

(about 1% of light intensity of sunlight)Light Compensation Point

(about 1% of light intensity of sunlight)

PROFUNDALPROFUNDAL

LIMNETIC ZONELIMNETIC ZONE

Benthic ZoneBenthic Zone

Temperatura, kiseonik...Temperatura, kiseonik...

TermiTermiččka stratifikacija jezeraka stratifikacija jezera

Energija vetra

Fotosinteza

O2 – osnovni izvori

Gubici OGubici O22

O2 O2O2

Difuzija

Respiracija vodene kolone

Respiracija u sedimentu (bakterije i bentosni organizmi)

TrofiTrofiččnost (Trophos nost (Trophos –– hrana)hrana)

OligotrofnaOligotrofna MezotrofnaMezotrofna EutrofnaEutrofna

Sezonske promene temperature i rastvorenog kiseonika

NutrijentiNutrijenti –– letnji vertikalni profilletnji vertikalni profil•Oligotrofno

T

O2

NO3-

PO42-

NH4+

Dub

ina

•0

• Anoksična zona

T

O2

NO3-

PO4-

NH4+Anoksična zona

•0•Eutrofno

Sulfid ulfid ii gvogvožžđe đe –– letnji vertikalni profilletnji vertikalni profil

T

O2

RastvorljivoFe

HH22SSAnoksično

•0•Oligotrofno

Dub

ina T

O2

HH22SSRastvorljivo

Fe

••

•Anoksično

•0•Eutrofno

HidrostatiHidrostatiččki pritisakki pritisak-- Stenobatni organizmiStenobatni organizmi-- Euribatni organizmiEuribatni organizmi

Osmotski pritisakOsmotski pritisakPodela jezera prema koncentraciji soli (mg/l):

slatkovodna do 100 mg/l,slatkovodna do 100 mg/l, slanasta do 300 mg/l,slanasta do 300 mg/l, slana od 300 slana od 300 –– 470 mg/l,470 mg/l, mineralna jezera > 470mg/l.mineralna jezera > 470mg/l.

AutopurifikacijaAutopurifikacijaSkup fizičkih, hemijskih i biohemijskih procesa transformacije otpadnih materija u površinskim i podzemnim vodama.

BPK5BPK5

DODO

Vrste or.Vrste or.

Clean Zone

Clean Zone

Decomposition Zone

Septic ZoneRecovery

Zone

EutrofikacijaEutrofikacija

LiebigLiebig--ov zakon minimumaov zakon minimuma