A víz mesterséges körforgása

Domokos Anna
Szerző: · 2014-05-29 | 15:37· Be

Mindannyiunk számára természetes, hogy ha a csapot kinyitjuk, víz folyik belőle, amivel nemcsak a szomjunkat oltjuk, hanem ruháinkat, szennyes edényeinket is ezzel tisztítjuk. Ritkán jut eszünkbe, mekkora kincs. Pedig Földünk élővilága és fajunk fennmaradása szempontjából nélkülözhetetlen alapelemünk a víz. Habár bolygónk 70%-át víz borítja, ennek 97,4%-a sós víz, a fennmaradó kevéske édesvíz 79%-a pedig jégbe fagyva áll csupán rendelkezésünkre.

A napsugárzás hatására a Föld felszínén található víz párologni kezd, felemelkedik, lehűl és így előbb felhők, majd azokból csapadék képződik. A csapadék egy része a szárazföldre hull, ahol beszivárog a talajba vagy patakokba, folyókba, tavakba (befogadókba) kerül, esetleg azonnal újra elpárolog. A három fő szakasz tehát: a párolgás, a csapadékképződés és a lefolyás. Ez az a természetes körforgás, amibe az emberiség saját vízszükséglete kielégítése érdekében egyre nagyobb mértékben beleavatkozik.
Az évezredek folyamán – a technika, a mérnöki tudás fejlettségéhez mérten – különböző berendezések segítségével szállították a vizet rendeltetési helyeikre, azaz a lakásokba, közintézményekbe, gyárakba, mezőgazdasági területekre. Vízkivételünk azonban nem jelenti automatikusan azt, hogy ezáltal kevesebb víz lesz a Földön, sokkal inkább édesvizeink nagyfokú elszennyeződéséért vagyunk mi, emberek felelősségre vonhatóak. Elődeink ugyanis a szennyezett vizet egyszerűen visszavezették a befogadókba, ami kis mennyiségben nem okozott gondot, hiszen akkor még (jóval alacsonyabb népességszám mellett) a természetes tisztulási folyamatok elegendőek voltak. Az egyre nagyobb mennyiségű szerves anyag bomlása azonban oxigénhiányt okozott, amit tovább rontott a szervetlen anyagok vízbe kerülése (pl. nitrogén, foszfor). A szennyvízzel pedig vegyszerek, nehézfémek, gyógyszerszármazékok érkeztek vizeinkbe, tovább rontva minőségüket.
A vízkivétel azokon a területeken, ahol az emberiség koncentráltan fordul elő – nagyvárosokban, sűrűn lakott területeken – sokkal intenzívebben folyik.

Becslések szerint a fejlett országok kétszer-háromszor annyi vizet használnak fel, mint amennyit a természetes vízkörforgás biztosít.

A vízhez való hozzáférést tovább nehezítik a globális felmelegedésből fakadó egyre gyakoribbá váló aszályok, bel- és árvizek, valamint a már fentebb leírt szennyezés.
Az emberi civilizáció által felhasználható édesvíz nagyrészt a felszín alatti vizekből származik, mivel azok (még) kevésbé szennyezettek. Hiszen ki az az őrült, aki ma a Duna vízéből merne inni? Az emberiség sok tekintetben önmaga alatt vágja a fát, és bár egyre többen kezdik ezt felismerni, megoldás még nem született.

Látható és láthatatlan vízfogyasztásunk (US gallon=3,785 liter):

 

A víz útja a konyhánkba

Ha olyan szerencsés földrészre születtünk, mint amilyen Európa, ami bővelkedik felszín alatti és feletti vízekben, akkor lakóhelyünk környékén jó eséllyel nagy mennyiségű édesvíz található. Ezek minősége azonban igen változatos lehet.

1.     A rétegvíz a kőzetek pórusaiban helyezkedik el két vízzáró réteg között és mélyfúrással érhetjük el. Ezek a felszín alatti vizek általában ivóvíz minőségűek vagy viszonylag egyszerű tisztítási eljárással azzá tehetők.

2.     A karsztvíz leggyakrabban a mészkő- vagy dolomithegységekben folyó bányászati munkálatok „melléktermékeként” kerül felhasználásra. Tisztasága még jobb, mint a rétegvízé, de nagyon kevés van belőle és nagyon kemény víz.

3.     A parti szűrésű víz esetében a tavakból vagy folyókból a homokos vagy kavicsos vízáteresztő rétegeken keresztül szivárgó vizet használjuk fel, tehát alapvetően felszíni vízből nyerjük és emiatt minősége a felszíni víz minőségének függvénye. Ezt a vizet már maga a természet is tisztítja, a kavics és a homok megszűri és az ezekben a rétegekben lakó élőlények is tovább tisztítják.

4.     A talajvíz az első vízzáró réteg fölötti víz, ami a legkönnyebben szennyeződik, általában  kerülik a használatát.

5.     A felszíni feletti vizeket közvetlenül is fel lehet használni, de ekkor azt a munkát is nekünk kell elvégeznünk, amit például a rétegvíz esetében a természetre bízhatunk.

Adott tehát egy vízforrás, melyre valamilyen vízmű épül, ami a vizet tisztítás után az ember különböző céljaira rendelkezésre bocsátja. A vízmű üzemeltetése során ügyelni kell (vagy inkább kellene) arra, hogy a vízkivétel mennyisége ne legyen nagyobb, mint amennyi pótlódik. Fontos továbbá védeni a vízbázist és környezetét a szennyeződésektől, így a víztisztítás is egyszerűbb feladat.

Minden országban törvényileg szabályozzák azt, hogy milyen minőségű víz felel meg ivóvíznek. Leegyszerűsítve a folyamatot, a szennyezőanyagokra határértékeket írnak ki és ha ennél nagyobb arányban találnak belőlük, akkor az a víz nem fogyasztható.

A lakosságot tehát szigorú törvények védik annak érdekében, hogy a víz, ami a csapból folyik, jó minőségű legyen.

Ennek a szolgáltatásnak azonban ára van. Ahhoz, hogy én vagy Ön otthon megengedhessük a csapot és ihassunk egy pohárnyi tiszta vizet, igen sok pénzt kell elkölteni, és minél szennyezettebb a környezet és kevesebb a rendelkezésre álló víz, ezek a költségek annál magasabbak.

A víztisztítás módszerei

A víz tisztítására alkalmazott technológia attól függ, hogy mit is kell eltávolítani a vízből. A nagyobb méretű szennyeződéseket rácsokkal, szűrőkkel fogják fel. A víz fajsúlyánál nagyobb fajsúlyú szilárd anyagokat a gravitáció segítségével ülepítik le. A kisebb szemcséket vegyszeradagolással nagyobb pelyhekké fogják össze, így ezeket is ki tudják szűrni. Ekkor a természethez hasonlóan a vizet kavics vagy homok szűrőrétegen eresztik keresztül, ami ezeket a lebegő pelyheket kiszűri. A kellemetlen mellékízt és szagot okozó anyagok eltávolítására aktív szenes szűrést vagy ózonos kezelést alkalmaznak. A szűrés után következik a savtalanítás, amelynek célja a vízben lévő szénsav eltávolítása. Ha a vízben nitrát található, annak eltávolítása ioncserével történik. A vasat és mangánt oxidálással vagy szűréssel vonják ki. A nagy mennyiségű oldott só a vizet keménnyé teszi, ekkor vízlágyítást alkalmaznak. És végül csírátlanítással vagy fertőtlenítéssel eltávolítják a baktériumokat. Erre a feladatra a legelterjedtebb megoldás a klór hozzáadása.
További előforuldó szennyeződések:
–        mérgező ionok
–        fertőtlenítőszerrel reagálva kellemetlen ízt vagy szagot eredményezők
–        robbanásveszélyes gázok

Klór, a szükséges rossz

A megfelelően tisztított víz csatornarendszeren keresztül jut el a fogyasztókhoz. Mivel a fogyasztás egyenetlen, így minden vízellátó rendszer szerves része általában egy víztározó alrendszer is. Mind a víztározó, mind a csatornarendszer kockázatot jelent a víz tisztasága szempontjából, hiszen itt az esetleg a vízben maradt baktérium újra elszaporodhat, ezért ennek elkerülésére a vízhez klórt adagolnak.
A klór jelenléte a vízben egy szükséges rossz. Eltávolítása azonban már csak a fogyasztóhoz való megérkezés után lehetséges, hiszen addig védelmi, fertőtlenítő funkciója van. A fogyasztó feladata – ha klórosnak érzi a vizet –, hogy egy rövid ideig „levegőztesse”, azaz pár percig hagyja a pohárban állni.
Manapság már igen sokféle szűrőberendezést árulnak, amelyekkel tovább tisztíthatjuk a lakásunkba érkező vezetékes vizet. Fontos azonban tudni, hogy magukon a szűrőkön is megtelepedhetnek baktériumok, így ezek a berendezések is veszélyeztető tényezőkké válhatnak. Ha mégis ilyen berendezést szereltettünk fel otthonunkban, akkor tartsuk be a forgalmazó cég utasításait és megfelelő időközönként szánjunk pénzt a szűrők cseréjére!

A szennyezett víz sorsa

Minél civilizáltabb és sűrűbben lakott egy adott terület, annál nagyobb terhelést jelent a környezetére. Egy nagyváros igen jelentős mennyiségű szennyvizet „állít elő” naponta. Hová is kerül ez a víz, miután eltűnt nálunk a lefolyóban? Nyilván nem lehet úgy raktározni valahol, mint a szilárd hulladékot (ami szintén komoly probléma). Azon kívül, hogy rengeteg teret igényelne és igen költséges lenne, az édesvízre – mivel kevés van belőle – újra szükségünk van.
A szennyvizet nem engedhetjük vissza tisztítás nélkül a folyóinkba és tavainkba (befogadókba). Ma már többféle tisztítási technológia létezik, de mindnek vannak előnyei és hátrányai is. Nem mindegy például, hogy a szennyvíz tisztítására épített üzem mekkora teret foglal el, mennyi pénzt emésztett fel a megépítése és főleg, hogy a fenntartása és üzemeltetése mennyibe kerül, valamit hogy milyen minőségű az általa megtisztított víz. Manapság már nem egy helyen követelmény a víz újrahasznosítása, ami azt jelenti, hogy ivóvíz minőségű víz kerülhet csak a befogadókba, ahonnan aztán esetleg újra az ivóvíz hálózatba jut.

 A szennyvíztisztítás két lehetséges módja a fizikai-kémiai módszerek alkalmazása és a biológiai. Általában a megfelelő minőség elérése érdekében a kettőt egy szennyvíztisztítón belül is kombinálni szokták. A szennyvíztisztítás – hasonlóan a „sima” víztisztításhoz – több lépésből áll.
Első lépés a fizikai szűrés (előtisztítás). A csatornában viszonylag gyorsan áramló szennyvíz a tisztítóba érve lelassul és így az addig magával sodort nagyobb sűrűségű anyagok leülepednek (előülepítés). Az így kissé előtisztított szennyvíz egy reaktorban baktériumokkal találkozik, melyek saját anyagcseréjükben hasznosítják és ezzel együtt lebontják a benne található szerves anyagokat. Ezt nevezzük eleveniszapos szennyvíztisztításnak. A művelet során szennyvíziszap keletkezik, ami a következő lépés, az ülepítés során elválik a tiszta víztől. A folyamat fertőtlenítéssel zárul.
A műveletsor végén a víz alkalmassá válik arra, hogy egy befogadóba vezessék. A keletkezett iszap pedig kitűnően hasznosítható lehetne például a mezőgazdaságban trágyázásra.

A fenti írásban általánosságban tekintettük át a víz mesterséges (ember által generált) körforgását. A következő részben arról lesz szó, milyen módon és milyen feltételekkel, paraméterekkel működik ez Magyarországon és a világ más, vízellátás szempontjából kritikus pontjain.

Címkék: , , , ,