Emerging pollutants wyzwaniem dla gospodarki wodno-ściekowej

Stan środowiska naturalnego jest jednym z najważniejszych wyznaczników zdrowia ludzkiego i jakości życia. W związku z tym istotnego znaczenia nabiera właściwa ocena i kontrola, a także eliminacja zanieczyszczeń gleb, wód i powietrza; jest to problem ogólnoświatowy, analizowany przez różne organizacje, gremia i stowarzyszenia, wywołujący spory, dyskusje, budzący skrajne emocje. Rozwój przemysłu, technologii i chęć podnoszenia standardu życia przyczyniły się do tego, że zanieczyszczenia towarzyszą człowiekowi wszędzie. Trwałe zanieczyszczenia organiczne obejmują szeroką grupę związków chemicznych, które pozostają na stałe w środowisku, gromadzą się w organizmach żywych, mogą być przenoszone za pośrednictwem powietrza, wody lub gatunków wędrownych, docierając do miejsc, w których nie były ani wykorzystywane, ani produkowane. Obecnie coraz więcej uwagi badacze poświęcają nowo pojawiającym się zanieczyszczeniom – tzw. emerging pollutants EP. Literatura specjalistyczna wyróżnia dwie główne klasy EP: mikro- oraz nanozanieczyszczenia. Nanomateriały wykorzystywane są praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu, stosuje się je m.in. w produktach kosmetycznych, farbach, szkle odpornym na zarysowania, różnego rodzaju powłokach, mają one doskonałe właściwości bakteriostatyczne i dezodoracyjne. Jednak rosnące stale zapotrzebowanie na nanoprodukty może doprowadzić do destabilizacji bioróżnorodności w skali globu, powstają bowiem nowe strumienie odpadów, które mogą mieć potencjalny wpływ na zdrowie ludzi i ekologię. Ogromnym globalnym problemem stały się w ostatnich latach tworzywa sztuczne. Wprowadzone na rynek w połowie XX wieku jako „cudowny” materiał – lekki, elastyczny, trwały i mocny – obecnie są uważane za jedno z ważniejszych zagrożeń, zaczęto dostrzegać prawdziwą „spuściznę” tych produktów i ich wpływ na środowisko i na człowieka. W kontekście tych wszystkich zagrożeń niezwykle istotne są działania mające na celu ograniczenie negatywnego wpływu EP na środowisko, ważna jest więc właściwa implementacja postanowień Zielonego Ładu (Green Deal), wdrażanie zasad gospodarki obiegu zamkniętego GOZ czy odpowiednich dokumentów prawnych wydanych na poziomie globalnym, krajowym czy regionalnym. Biorąc pod uwagę istotność zagadnień związanych z EP, Autorka, wykorzystując obszerną literaturę przedmiotu, niezwykle wnikliwie omawia zagadnienia związane z obecnością w środowisku różnego rodzaju zanieczyszczeń pochodzących m.in. z farmaceutyków, środków higieny osobistej, perfluorowanych związków alifatycznych, nanozanieczyszczeń czy mikroplastiku. Analizuje źródła ich emisji, drogi migracji w środowisku, losy oraz sposoby ich usuwania. W kontekście doświadczeń związanych z pandemią koronawirusa Autorka podkreśliła rolę i znaczenie monitoringu wód, a także ścieków w wykrywaniu i zapobieganiu zagrożeń mikrobiologicznych, w tym wirusów.

Wstęp 1. Klasyfikacja zanieczyszczeń organicznych 1.1. Wprowadzenie 1.2. Rodzaje emerging pollutants 1.3. Znaczenie EP dla środowiska i zdrowia ludzi 1.4. Problem zanieczyszczania EP środowiska wodnego 1.5. Usuwanie EP w procesach oczyszczania ścieków 1.6. Analityczne wyzwania dla EP w środowisku wodnym 1.7. Przegląd modeli losów i transportu EP w środowisku 1.7.1. Zarządzanie EP w środowisku wodnym 1.7.2. Znaczenie modelowania losu i transportu EP 2. Wybrane zanieczyszczenia organiczne w środowisku wodno-ściekowym 2.1. Farmaceutyki i środki higieny osobistej 2.1.1. Farmaceutyki 2.1.2. Środki higieny osobistej 2.1.2.1. Środki dezynfekujące 2.1.2.2. Syntetyczne środki zapachowe 2.1.2.3. Środki odstraszające owady (repelenty) 2.1.2.4. Konserwanty 2.1.2.5. Filtry UV 2.1.2.6. Inne PCP 2.1.3. Źródła i transport PPCP w środowisku 2.1.4. Degradacja i transformacja PPCP w środowisku 2.1.5. PPCP w środowisku wodno-ściekowym 2.1.5.1. PCP w ściekach 2.1.5.2. PCP w wodach 2.1.5.3. Farmaceutyki w ściekach i środowisku wodnym 2.1.6. Środowiskowe przepisy dotyczące farmaceutyków – porównanie i analiza 2.1.7. Usuwanie PPCP w procesach oczyszczania ścieków i uzdatniania wody 2.2. Prefluorowane związki alifatyczne 2.2.1. Charakterystyka PFC 2.2.2. Źródła, zastosowanie i synteza 2.2.3. Regulacje prawne dotyczące PFC w środowisku wodnym 2.2.4. Drogi transportu PFC w środowisku 2.2.5. Występowanie PFC w środowisku wodnym 2.2.6. Występowanie PFC w ściekach 2.2.7. Losy i usuwanie PFC w procesach biologicznego oczyszczania ścieków 2.2.8. Zastosowanie zaawansowanych technologii do usuwania PFC 2.2.8.2. Praktyczne wykorzystanie adsorpcji i filtracji do usuwania PFC z wody i ścieków 2.2.8.3. Metody AOPs 2.2.9. PFC – wyzwania i perspektywy 2.3. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne 2.3.1. Charakterystyka WWA 2.3.2. Źródła WWA 3.3.3. Priorytetowe WWA według US EPA 2.3.4. Pochodne WWA 2.3.5. WWA w środowisku wodnym i ich transport 2.3.6. Transformacja i degradacja WWA w środowisku wodno-ściekowym 2.3.7. Metody usuwania WWA ze środowiska wodno-ściekowego 2.3.7.1. Koagulacja 2.3.7.2. Sorpcja 2.3.7.3. Metody AOPs 2.3.7.4. Procesy hybrydowe 3. Wyłaniające się zanieczyszczenia 3.1. Nanozanieczyszczenia 3.1.1. Charakterystyka i źródła emisji 3.1.2. Transport w środowisku 3.1.3. Losy i drogi migracji zanieczyszczeń w środowisku 3.2. Mikroplastik 3.2.1. Charakterystyka, źródła emisji i drogi migracji w środowisku 3.2.2. Aktualna wiedza na temat fragmentacji mikroplastiku 3.2.2.1. Propozycja mechanizmu fragmentacji mikroplastiku 3.2.2.2. Fragmentacja mikroplastiku do nanoplastiku 3.2.3. MP nośnikiem zanieczyszczeń i patogenów 3.2.4. Wyzwania analityczne związane z nano/mikroplastikami 3.2.5. Wpływ na ekosystem i zdrowie ludzi 3.2.6. Występowanie mikroplastiku w środowisku wodno-ściekowym 3.2.6.1. Źródła i występowanie mikroplastiku w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi 3.2.7. Wpływ procesów oczyszczania wody i ścieków na losy mikroplastiku 3.2.8. Strategie usuwania mikroplastiku z wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi 4. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne w wodach i ściekach 4.1. Drobnoustroje lekooporne 4.2. Wirus SARS-CoV-2 5. Koncepcje gospodarki wodno-ściekowej w aspekcie EP 5.1. Wyzwania i problemy EP w gospodarce obiegu zamkniętego 5.2. Gospodarka obiegu zamkniętego tworzyw sztucznych generujących mikroplastiki Literatura