ผลกระทบของน้ำเสียต่อระบบนิเวศทางน้ำ

เนื้อหา

• น้ำเสียคืออะไร
• การกำจัดน้ำเสียและน้ำเสีย
• น้ำเสียในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
• อันตรายทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
• อันตรายของสารอาหารในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
• ของเสียจากอุตสาหกรรมในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
• ครอกในระบบนิเวศทางน้ำ

น้ำเสียและน้ำเสียเข้าสู่ระบบน้ำจากแหล่งต่าง ๆ ตั้งแต่พื้นผิวที่ไหลบ่าและระบบบำบัดน้ำเสียไปจนถึงสถานที่บำบัดน้ำเสียและท่อระบายน้ำทิ้งจากพายุ ทุก ๆ ปีชาวอเมริกันประมาณ 3.5 ล้านคนป่วยจากกิจกรรมสันทนาการเช่นว่ายน้ำและพายเรือเนื่องจากน้ำมีการปนเปื้อน หลายคนไม่เชื่อมต่อความเจ็บป่วยด้วยน้ำที่สัมผัส อย่างไรก็ตามผลกระทบของมลพิษทางน้ำในระบบนิเวศทางน้ำครอบคลุมมากกว่าความเจ็บป่วยของมนุษย์

น้ำเสียคืออะไร

น้ำเสียสามารถระบุได้ว่าเป็นของเหลวขยะและของแข็งมักจะถูกนำไปใช้โดยท่อน้ำทิ้ง ตามที่ "วารสารนานาชาติของการวิจัยสิ่งแวดล้อมและสาธารณสุข" น้ำเสียสามารถ "หมายถึงพายุน้ำไหลบ่าเช่นเดียวกับอุตสาหกรรมน้ำเสียในประเทศหรือในเชิงพาณิชย์หรือสิ่งปฏิกูลหรือการรวมกันของน้ำ"

น้ำเสียสี่ประเภทหลักคือภายในประเทศอุตสาหกรรมเกษตรกรรมและในเมือง น้ำเสียชุมชนประกอบด้วยน้ำสีดำที่มีอุจจาระของมนุษย์และสัตว์รวมถึงน้ำสีเทาจากกิจกรรมในครัวเรือนเช่นการอาบน้ำซักผ้าทำอาหารและทำสวน น้ำเสียทางอุตสาหกรรมประกอบด้วยของเสียจากอุตสาหกรรมเช่นเยื่อกระดาษกระดาษสารเคมีที่ไหลออกมาจากโรงงานเคมีสารเคมีเกลือและกรด น้ำเสียทางการเกษตรมาจากกิจกรรมการเกษตรน้ำใต้ดินที่ปนเปื้อนและเทคนิคการทำฟาร์มโดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับปุ๋ยและยาฆ่าแมลง น้ำเสียในเขตเมืองหมายถึงการรวมกันของน้ำเสียชุมชนและอุตสาหกรรมรวมกับการแทรกซึมของน้ำเสียและน้ำฝน

การกำจัดน้ำเสียและน้ำเสีย

การบำบัดน้ำเสียมีสามขั้นตอน ในระยะแรกหรือการบำบัดขั้นต้นจะวางน้ำเสียไว้ในบ่อพัก ขยะมูลฝอยจะถูกจับที่ด้านล่างและวัสดุที่มีความหนาแน่นต่ำเช่นไขมันและน้ำมันจะลอยขึ้นไปด้านบน วัสดุเหล่านี้สามารถลบออกได้ ระยะที่สองหรือการบำบัดขั้นที่สองจะกำจัดสารชีวภาพที่ละลายและแขวนลอย ระบบบำบัดทุติยภูมิส่วนใหญ่ใช้แบคทีเรียแอโรบิกเพื่อบริโภคสารอินทรีย์ในน้ำเสีย การรักษาระดับตติยภูมิหรือระยะที่สามจะช่วยทำความสะอาดน้ำเสียที่จะถูกปล่อยสู่สภาพแวดล้อมที่บอบบาง การรักษาระดับอุดมศึกษาสามารถทำได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับสารปนเปื้อนที่เหลือ การกรองทรายจะกำจัดฝุ่นละออง ฟอสเฟตอาจถูกกำจัดออกโดยใช้แบคทีเรียที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิตสะสมโพลีฟอสเฟต แบคทีเรียไนตริไฟริ่งสามารถใช้กำจัดไนโตรเจนได้ วิธีที่เรียกว่าทะเลสาบจัดเก็บน้ำในทะเลสาบที่พืชแบคทีเรียสาหร่ายและแพลงก์ตอนสัตว์บริโภคสิ่งปนเปื้อนที่เหลืออยู่ผ่านกระบวนการทางธรรมชาติ

ของเสียที่เรียกว่ากากตะกอนที่ถูกกำจัดในระหว่างการบำบัดขั้นต้นจะได้รับการบำบัดขั้นที่สองเช่นกัน กากตะกอนอาจได้รับการบำบัดด้วยแบคทีเรีย บางครั้งแบคทีเรียก็สร้างมีเธนให้เพียงพอเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง หรือกากตะกอนสามารถถูกเผาได้ อีกวิธีหนึ่งในการบำบัดตะกอนเริ่มต้นด้วยการควบแน่นตะกอนทำความร้อนเพื่อฆ่าเชื้อแล้วใช้ตะกอนที่ได้รับการบำบัดเป็นปุ๋ย

แม้จะมีพระราชบัญญัติน้ำสะอาดปี 2515 ซึ่งกำหนดให้ต้องมีการบำบัดน้ำเสียขั้นที่สองเทศบาลบางแห่งในสหรัฐอเมริกายื่นและได้รับการยกเว้น ทั่วโลกประมาณ 2.5 พันล้านคนขาดสิ่งอำนวยความสะดวกด้านสุขอนามัยที่ดีขึ้น ประชากรที่เพิ่มขึ้นโครงสร้างพื้นฐานด้านอายุและภัยพิบัติทางธรรมชาติก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบบำบัดน้ำเสีย

น้ำเสียในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

น้ำเสียในประเทศประกอบด้วยสารพิษตั้งแต่สารอันตรายทางชีวภาพและอนุภาคขนาดเล็กไปจนถึงสบู่และไขมัน น้ำเสียทางการเกษตรมีอันตรายทางชีวภาพเกลือยาฆ่าแมลงและปุ๋ย น้ำเสียชุมชนประกอบด้วยน้ำเสียชุมชนและอุตสาหกรรม แต่ยังมีน้ำท่าจากท่อระบายน้ำทิ้ง ท่อระบายน้ำฝนมีสารมลพิษจากหลาและสวนสาธารณะ (ดิน, ขยะสัตว์เลี้ยง, สารกำจัดศัตรูพืช, สารกำจัดวัชพืชและปุ๋ย) รวมถึงจากถนนและลานจอดรถ (น้ำมัน, น้ำมัน, สิ่งสกปรกและขยะ) น้ำเสียอุตสาหกรรมประกอบด้วยสารเคมีที่หลากหลายซึ่งรวมถึงปิโตรเคมีและสารเคมีอื่น ๆ , กรด, วัสดุกัมมันตรังสีและเกลือ การค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่ายาหลายชนิดก็ปนเปื้อนน้ำเสีย

มหาวิทยาลัยมิชิแกนตั้งข้อสังเกตว่าในรายงานปี 2018 สำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐ (EPA) ระบุว่า "53% ของแม่น้ำและลำธารไมล์, 71% ของทะเลสาบเอเคอร์, 79% ของตารางไมล์ของน้ำเค็มและ 98% ของเกรตเลกส์ชายฝั่ง ไมล์ที่ได้รับการประเมินจะถูกจำแนกว่ามีความบกพร่อง (ยอมรับไม่ได้สำหรับการใช้งานที่กำหนดอย่างน้อยหนึ่งครั้ง) "

อันตรายทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

อันตรายทางชีวภาพที่พบในน้ำเสีย ได้แก่ แบคทีเรียราปรสิตและไวรัส แบคทีเรียและโรคแบคทีเรียมีตั้งแต่อีโคไลไข้ไทฟอยด์ซัลโมเนลล่าอหิวาตกโรคและโรคโกงกาง เชื้อรารวม aspergillus ปรสิตประกอบด้วย cryptosporidium, giardia และ roundworms ไวรัสเช่นไวรัสตับอักเสบเอยังสามารถพบได้ในน้ำเสีย ปัญหาสุขภาพที่เกิดจากมลพิษน้ำเสียส่งผลกระทบต่อชาวอเมริกันประมาณ 3.5 ล้านคนในแต่ละปี ประมาณร้อยละ 50 ของน้ำเสียที่เข้าสู่ทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเป็นน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัด ของเสียทางชีวภาพจากฟาร์มบ้านสวนสาธารณะและชายหาดก่อให้เกิดปัญหาสุขภาพที่ส่งผลกระทบมากกว่ามนุษย์

แบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ในน้ำจืดใช้ออกซิเจนในการเมแทบอลิซึมของน้ำเสียที่มากับพวกมัน ในขณะที่ทำลายสิ่งปฏิกูลจุลชีพเหล่านี้อาจทำให้เกิดโซนที่ขาดออกซิเจน (ออกซิเจนหมด) โซนที่ตายแล้วเหล่านี้ขาดออกซิเจนซึ่งปลาและสิ่งมีชีวิตพื้นเมืองอื่น ๆ ต้องการเพื่อความอยู่รอด หอยที่ติดเชื้อแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับน้ำเสียทำให้คนทั่วโลกคลั่ง ในสภาพแวดล้อมทางทะเลแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์สามารถแพร่เชื้อในปะการังและทำให้เกิดโรคปะการังฟอกขาว เมื่อปะการังสูญเสียแบคทีเรียและสาหร่ายธรรมชาติของพวกมันพวกมันตายส่งผลให้เกิดบริเวณที่ระบบนิเวศของปะการังจากแบคทีเรียไปจนถึงประชากรปลาตาย

ยาเสพติดตั้งแต่ฮอร์โมน (ซึ่งมีผลต่อการพัฒนาระบบสืบพันธุ์ในปลาและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ) จนถึงแอมเฟตามีนที่ถูกกฎหมายและผิดกฎหมายไปจนถึงยากล่อมประสาทได้เข้าสู่ระบบนิเวศทางน้ำ ยาเสพติดบางส่วนผ่านเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียในปัสสาวะและอุจจาระของผู้ใช้ในขณะที่ยาบางชนิดถูกล้างลงท่อระบายน้ำ การศึกษาหนึ่งการควบคุมผลกระทบของยาบ้าที่มีต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำแสดงให้เห็นถึงการแพร่พันธุ์ของแมลงอย่างรวดเร็วประชากรสาหร่ายลดลงและการเปลี่ยนแปลงความหลากหลายของไดอะตอมและจุลินทรีย์

อันตรายของสารอาหารในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

วัสดุที่อุดมด้วยสารอาหารจากปุ๋ยโดยเฉพาะไนโตรเจนและฟอสฟอรัสและวัสดุเหลือทิ้งเป็นสาเหตุของการขาดออกซิเจนในระบบนิเวศทั้งใหม่และทางทะเล บุปผาของสาหร่ายจากสารอาหารส่วนเกินลดการส่งผ่านแสงในน้ำส่งผลกระทบต่อพืชและแพลงก์ตอนในขณะที่ลดปริมาณออกซิเจนในน้ำ เมื่อสาหร่ายตายลงแบคทีเรียที่ย่อยสลายจะบริโภคออกซิเจนที่ละลายในน้ำมากขึ้น ในกรณีที่รุนแรงการสูญเสียออกซิเจนส่งผลให้เกิดโซนตายขนาดใหญ่ การไหลออกของปุ๋ยและสารอาหารที่อุดมด้วยสารอาหารจากแถบมิดเวสต์ของสหรัฐอเมริกาทำให้เกิดบริเวณที่มีออกซิเจนหมดลง 7,728 ตารางไมล์ในอ่าวเม็กซิโก

ของเสียจากอุตสาหกรรมในสภาพแวดล้อมทางน้ำ

ขยะอุตสาหกรรมมักผ่านโรงบำบัดน้ำเสียเช่นเดียวกับขยะในบ้าน ขยะอุตสาหกรรมมักประกอบด้วยสารเคมีหลายชนิดและอาจมีโลหะหนักเช่นตะกั่วปรอทแคดเมียมและสารหนู สารเคมีเหล่านี้ไม่ได้ถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์ในโรงบำบัดน้ำเสียดังนั้นสารเคมีเหล่านี้จึงถูกปล่อยลงสู่แม่น้ำทะเลสาบและน้ำทะเลนอกจากนี้ขยะบางชนิดอาจถูกปล่อยออกมาหรือหกลงในระบบนิเวศทางน้ำโดยไม่ต้องทำการบำบัดใด ๆ ผลกระทบของมลพิษน้ำเสียต่อสิ่งมีชีวิตที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลตลอดห่วงโซ่อาหาร

โลหะหนักสร้างขึ้นในเนื้อเยื่อปลาเมื่อปลากินแพลงก์ตอนสาหร่ายและเหยื่อขนาดเล็กที่มีโลหะอยู่ กระบวนการนี้เรียกว่าชีวมวล ในขณะที่สัตว์อื่น ๆ รวมถึงมนุษย์กินปลาเหล่านี้โลหะหนักสามารถเข้าถึงความเข้มข้นที่เพียงพอเพื่อเป็นพิษต่อผู้บริโภค โลหะหนักเหล่านี้อาจสะสมในปริมาณที่เป็นพิษสำหรับปลาเช่นกัน

การควบคุมการปล่อยสิ่งปฏิกูลอุตสาหกรรมเช่นผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกากกัมมันตภาพรังสีและสารอินทรีย์ที่ตกค้างได้ปรับปรุงให้ดีขึ้นโดยขยะของเสียลดลง 90 เปอร์เซ็นต์ระหว่างปี 1980 และ 2006 มลภาวะเหล่านี้ทำให้เกิดผลกระทบทันทีและในระยะยาวต่อระบบนิเวศ และสัตว์

มลพิษทางอากาศและระบบนิเวศทางน้ำ

เขม่าและควันในอุตสาหกรรมก็ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศทางน้ำเช่นกัน ตัวอย่างเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์รวมกับไอน้ำทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกหรือฝนกรด ฝนกรดและน้ำท่าจะลดค่า pH ของน้ำซึ่งรบกวนความสามารถของปลาในการดูดซับออกซิเจนเกลือและสารอาหาร ค่าพีเอชต่ำยังรบกวนการดูดซึมแคลเซียม ความสมดุลของแคลเซียมที่ไม่เหมาะสมสำหรับปลาจำนวนมากหมายความว่าไข่ของพวกมันไม่ได้พัฒนาอย่างเหมาะสมกลายเป็นเปราะหรืออ่อนแอเกินไป การขาดแคลเซียมยังทำให้กระดูกสันหลังและกระดูกในปลาอ่อนแอและเปลือกนอกอ่อนสำหรับกั้ง ฝนกรดยังชะล้างอลูมิเนียมจากดินรบกวนการแพร่พันธุ์ในกุ้งและปลา ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อค่า pH ลดลงต่ำกว่า 6 แมลงอย่างแมลงเม่าและแมลงปีกแข็งสามารถอยู่รอดส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อาหาร

ครอกในระบบนิเวศทางน้ำ

สิ่งปฏิกูลในเขตเมืองรวมถึงครอกที่ล้างเข้าไปในท่อระบายน้ำพายุและในที่สุดก็กลายเป็นทางน้ำ ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของเศษซากพืชเหล่านี้เกิดขึ้นที่ก้นทะเลที่ดินประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์บนชายหาดและประมาณ 15 เปอร์เซ็นต์ลอยอยู่ในมหาสมุทร เศษซากพืชส่วนใหญ่ร้อยละ 70 เป็นพลาสติกที่มีโลหะและแก้วเป็นส่วนประกอบส่วนที่เหลืออีกร้อยละ 30 การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสัตว์น้ำมากกว่า 1,200 สายพันธุ์มีปฏิสัมพันธ์กับเศษซากพืชโดยการกินมันอาศัยอยู่ในหรือบนมันหรือพันกันอยู่ในนั้น พลาสติกส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของไมโครพลาสติกชิ้นเล็ก ๆ จากการสลายของพลาสติกขนาดใหญ่ สัตว์ที่มีความหลากหลายเช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมปลากุ้งและอื่น ๆ ได้รับผลกระทบจากครอกนี้