Politikas veidotāji nosaka organizācijas, valsts vai, piemēram, ES politikas pamatsistēmu.
Šeit apkopotā informācija var palīdzēt izvērtēt un pieņemt lēmumu:
Kā izmantot modelēšanu, lai iegūtu pēc iespējas vairāk no lēmumu pieņemšanai nepieciešamās dārgās ūdens kvalitātes analīzes?
Modelēšana: barības vielu ieplūde Baltijas jūrā
Detalizētu hidroloģisko modeļu pielietojuma potenciāls lēmumu pieņemšanas atbalstam ir attēlots zemāk redzamajos attēlos. Tajos redzama arī dažādu barības vielu samazināšanas mehānismu efektivitātes analīze. Tiek piedāvāti trīs dažādi scenāriji. Grafikos attēlotās koncentrācijas raksturo slāpekļa ieplūdi virszemes ūdens objektos no lauksaimniecības zemēm. Attēlotie rezultāti iegūti, izmantojot hidroloģiskos modeļus MACRO un SOILN for MACRO, kurus izmanto ūdens apjoma un kvalitātes modelēšanai lauksaimniecības zemju mērogā.
1. attēls parāda gada vidējo slāpekļa koncentrāciju, kas nāk no kukurūzas lauka, kurā lietots dažāda daudzuma mēslojums (260 vai 280 kg/ha). Slāpekļa koncentrācijas ir atkarīgas ne tikai no lietotā mēslojuma daudzuma, bet arī lielā mērā no gada nokrišņu daudzuma. Nokrišņu daudzum mainās no gada uz gadu, tādēļ mēslojuma lietošanas ietekme uz apkārtējo ūdenstilpņu kvalitāti var ievērojami atšķirties. Šis apstāklis ir jāņem vērā ieviešot barības vielu samazināšanas mehānismus un stratēģijas.
2. attēls parāda vidējo slāpekļa koncentrāciju 10 gadu periodam pie dažādiem kukurūzas un miežu mēslošanas apjomiem. Lai aprēķinātu gada maksimāli pieļaujamo mēslojuma lietošanas daudzumu, kas apkārtējo ūdenstilpņu kvalitāti saglabātu pieņemamā līmenī, ir izmantojami hidroloģiskie modeļi.
3. attēls parāda kūdras lauka drenāžas dziļuma ietekmi uz vidējo slāpekļa koncentrāciju 10 gadu periodā. Pamatotai lēmumu pieņemšanai var izmantot modeļa rezultātus – kūdras lauku drenāžas ūdeņu kvalitāti var uzlabot, izmantojot seklus grāvjus.
Modelēšana: bīstamo vielu ieplūde Baltijas jūrā
Baltijas jūras sateces baseinā joprojām tiek izmantotas daudz kaitīgās vielas. To koncentrāciju apkārtējā vidē var aprēķināt izmantojot daudzpakāpju modeļus, kuros sateces baseins ir sadalīts vairākās mazās teritorijas un blokos. Vienai teritorijai vai blokam raksturīgie apstākļi tiek uzskatīti par homogēniem. Fyris upei sateces baseinam Zviedrijā tika izveidots jauns modelis piemēra demonstrēšanai, un arī atsevišķas, lielāka modeļa daļas izveidošanai Baltijas jūras mērogā (Björlenius et al., 2018). Ieejas datiem izmantota teritorijas platība, zemes lietojuma veids, augsnes tips, noteces koeficienti, modelēto vielu plūsmas un koncentrācijas notekūdens attīrīšanas iekārtu notecē, kā arī lokālās kanalizācijas iekārtas un kopējais nokrišņu daudzums. Galvenais upes baseins tika sadalīts 867 saistītos blokos. Modelis izmantos, lai simulētu tādu kaitīgo vielu, kā smago metālu un farmācijas atkritumu koncentrācijas apkārtējā vidē. Zemāk attēloti modeļa rezultāti kadimija (Cd) un karbamazepīna (CBZ) koncentrācijām.
1. attēls. Mērītās un simulētās kadmija koncentrācijas Fyris upes sateces baseinā.
Kopumā novērojama kadmija koncentrāciju pieaugums visā upes garumā. Vietās, kur upē ietek citas upes vai ūdensteces, koncentrācijas var palielināties vai samazināties, atkarībā no nestā piesārņojuma daudzuma. Ietekošo upju apstākļi un pienesums ir attēloti blokos (1. attēls).
2. attēls. Aprēķinātā kadmija masas plūsma Fyris upes sateces baseinā.
Masas plūsmas diagramma (2. attēls), parāda kadmija masas relatīvo pienesumu. Notekūdens attīrīšanas iekārtas ir vienīgais punktveida kadmija avots Fyris upes baseinā. Tas papildina kopējo kadmija masu par 5%. Vēl viena lokācija, kam pievēršama īpaša uzmanība ir Upsalas pilsētas teritorija, kuras pienesums veido 11% no kopējā kadmija daudzuma. Visbeidzot, lielākais kadmija daudzums, 53% apmērā, nāk no Sävjaån upe, galvenokārt dēļ lielās noteces, ko tā saņem no purvainiem apgabaliem. Simulācijas rezultāti ir bijuši par pamatu daudz detālākai paraugu ievākšanai un novērtējumam, lai identificētu kadmija avotus Sävjaån upē. Šis piemērs parāda, cik nozīmīga ir kaitīgo vielu izcelsmes vietu kartēšana tālākās rīcības lēmumu pieņemšanā un to izelšanā.
3. attēls. Kadmija masas plūsma no Fyris upes salīdzinājumā ar tās noteci laika posmā no 2002. – 2017. gadam.
Kadmija masas plūsma pieaug kopā ar upes noteci. Taču kadmija masas plūsmas pieaugumu veicina ne tikai pašas upes noteces palielināšanās, bet arī upē ietekošā ūdens apjoms, kas nes līdzi kadmiju no sauszemes apgabaliem.
Karbamazepīns, kas ir sastopams pretepilepsijas medikamentu sastāvā, lielā daudzuma atrodams upju baseinos un ezeros, kā arī tā klātbūtne novērota Baltijas jūras piekrastes apgabalos (Björlenius et al., 2018). Tādēļ šī viela ir piemērota modelēšanai upju sateces baseinos.
4. attēls. Mērītā un simulētā karbamazepīna koncentrācija Fyris upes sateces baseinā.
Karbamazepīns ir sastopams visā Fyris upes garumā. Upes baseina augšteces daļā karbamazepīns tajā nonāk no mazām notekūdens attrīšanas stacijām un kanalizācijas savākšanas iekārtām (4. attēls). Kā galvenais karbamazepīna piesārņojuma avots Fyris upes sateces baseinā minams Upsalas notekūdens attīrīšanas stacija, no kuras ieplūst 88% no kopējā karbamazepīna daudzuma. Balsoties uz vairāku paraugu ņemšanas reižu rezultātiem, gada kopējais karbamazepīna daudzums Fyris upes notecē ir 22 kg, kas sastāda ap 0.6% no gada kopējās slodzes no visām Baltijas jūras piekrastes valstīm.
Waterchain projekta ietvaros veiktie pilot-eksperimenti parāda, ka karbamazepīna atdalīšanai no notekūdens izmantojama ozonēšana vai aktivētās ogles filtrācija, sasniedzot 98% efektivitāti (Beijer et al., 2017).
- Reference:
Beijer, K., Björlenius, B., Shaik, S., Lindberg, R.H., Brunström, B., Brandt, I., 2017. Removal of pharmaceuticals and unspecified contaminants in sewage treatment effluents by activated carbon filtration and ozonation: Evaluation using biomarker responses and chemical analysis. Chemosphere 176, 342–351. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.02.127 - Björlenius, B., Ripszám, M., Haglund, P., Lindberg, R.H., Tysklind, M., Fick, J. (2018). Pharmaceutical residues are widespread in Baltic Sea coastal and offshore waters – Screening for pharmaceuticals and modelling of environmental concentrations of carbamazepine. Sci. Total Environ. 633:1496-1509. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.03.276
Ar ko sākt, ja vēlos ieviest jaunus noteikumus notekūdeņu attīrīšanas staciju apsaimniekotājiem un likt izmantot jaunas attīrīšanas tehnoloģijas?
Notekūdens attīrīšanas tehnoloģijas bīstamo vielu daudzuma samazināšanai ūdenī
Bīstamajām vielām raksturīga liela ķīmisko savienojumu un raksturu dažādība, kas parada neiespējamu vienas metodes pielietošanu ūdens attīrīšanai no visām ķīmiskajām vielām. Vairums gala risinājumu, jo īpaši notekūdens un lietus ūdens attīrīšanai, var samazināt vairāku kaitīgo vielu koncentrācijas.
Risinājums būtu atrast un ieviest plašas metodes, kas varētu attīrīt ūdeni no pēc iespējas lielāka kaitīgo savienojumu skaita vienā attīrīšanas fāzē. Šādas vispārējas metodes ir oksidēšana kopā ar ozonēšanu, adsorbcija ar aktivēto ogli un membrānu filtrācija. Šīs metodes parasti tiek lietotas notekūdens attīrīšanas noslēdzošajā fāzē.
Lai atrastu labāko no pieejamajiem risinājumiem bīstamo savienojumu atdalīšanai no notekūdens, lietojiet šo tabulu: Bīstamo vielu atdalīšana
Pirmais solis: Analizējiet iespējamos bīstamo vielu savienojumu avotus ūdens sateces baseinā;
Otrais solis: Atrodiet specifiskas bīstamās vielas, kas izceltas pirmajā solī;
Trešais solis: Izvēlieties attīrīšanas tehnoloģiju, ņemot vērā starp-savienojumu efektu un atdalīšanas efektivitāti.
