Effekten af skybrud | NF | Synopsis

Side 1

HF 1. år Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Synopsis

Emne: Vand

Problemformulering:

Vi vil i dette projekt undersøge, hvordan et skybrud påvirker vores samfund, og eventuelle sundhedsskadelige konsekvenser dette vejrfænomen kan medfører. Vi berører emner såsom E-coli bakterier, renseanlæggets funktion osv. Vi vil besvarer følgende underspørgsmål.

Hovedspørgsmål: Hvordan påvirker et skybrud vores samfund?

Underspørgsmål:

De Redegørende spørgsmål

• Hvad er et skybrud?

• Hvad er E-coli bakterier?

Analyserende spørgsmål

• Hvorfor påvirker et skybrud spildevandet?

• Hvorfor bliver vi syge af E-coli bakterier?

• Hvordan fungere et renseanlægget? og hvordan påvirker skybrud renseanlægget?

Diskuterende/vurderende spørgsmål

• Hvad kan vi/kommunen gøre for at sikre os imod skybrud?

Side 2

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 2 af 8

Hvad er et skybrud?

For at kunne fortælle om hvad et skybrud er, skal vi først se på hvad er skybrud består af, og hvordan det opstår.

Et skybrud er almindeligt nedbør, bare i en større mængde. Så hvad er nedbør?

Nedbør består af regn, som er nedbør der kun består af vand. Regn består af vanddråber, som er opstået ved kondensering af vanddamp i skyerne i troposfæren [1], og som når jordoverfladen.

En regnmængde angives typisk i mm pr minut eller pr år, hvor en nedbørsmængde på 1 mm regn svarer til 1 liter, målt over et grundareal på 1 m².

Så skybrud er egentlig en betegnelse for et kortvarigt kraftigt regnvejr. Definitionen på et skybrud er "nedbørsintensitet på 15 millimeter eller derover på 30 minutter eller derunder" ifølge DMI.

Hvad er E-colibakterier?

Escherichia coli (kort E. coli) er en bakterieart, der er naturligt forekommende bakterier i menneskers og dyrs tarme, og forårsager dermed ikke sygdom. Bakterierne er nyttige i fordøjelsesprocessen, og bidrager endvidere til at sygdomsfremkaldende bakterier ikke formerer sig i tarmsystemet.

Bakterien blev opdaget af Theodor Escherich, en tysk børnelæge og bakteriolog i 1885, og er en af hoved arterne af tyktarmens bakterier, som naturligt lever i pattedyrs [2] tyktarme. Her hjælper E.

coli med bearbejdelse af affaldsstoffer, produktion af K-vitamin og næringsoptagelse. I menneskelig afføring udgør E. coli typisk ca. 10% af tyktarms bakterierne.

E. Coli bakterierne er let genkendelige fra andre bakteriegrupper, da de har evnen til at omdanne laktose og derved producerer syre og gas ved 44 graders varme.

Med tiden er der dog udviklet sig flere typer af bakterien, som kan være sygdomsfremkaldende, de såkaldte tarmpatogene E. coli-varianter. Visse grupper af E. coli forårsager dog forskellige former for infektion. Samlet set er E. coli blandt de mest almindelige årsager til bakterielle infektioner.

E. coli bakterier er fakultative anaerobe bakterier og kan derfor vokse når der er oxygen tilstede, men hvis der ikke er, kan bakterien erstatte det med andet.

Hvorfor påvirker skybrud spildevandet?

Selvom vores klima altid har været i forandring, og vil fortsætte sådan, vides det nu at de voldsomme klimaændringer skyldes menneskelige handlinger. Grundet disse klimaforandringer, får vi flere og kraftigere regnskyl, hvor mange går over de kriterier, som gør sig gældende for et Skybrud.

Disse menneskeskabte klimaændringer, var der ikke taget højde for, da spilde- og regnvand systemerne blev anlagt i starten af 1970’erne.

Dengang var den forventede regnmængde væsentligt mindre, end den faktisk er i dag, grundet

1

Troposfæren er det nederste lag af Jordens atmosfære og dermed en del af biosfæren. Den indeholder omkring 80% af atmosfærens masse og 99% af dens vanddamp og aerosoler, som aldrig forlader Jorden.

2

Pattedyr er en klasse af oprindeligt landlevende hvirveldyr med fire lemmer. De er primært kendetegnet ved at være varmblodede, have en pels og ved at kunne producere modermælk. Navnet pattedyr kommer af, at deres unger får mælk via mælkekirtler, kaldet patter.

Side 3

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 3 af 8

Regnvandsanlægget i dag har derfor ikke kapacitet til at håndtere de voldsomme regnmængder, som der forekommer ved skybrud og ekstremregn.

Specielt i storbyerne er der store problemer ved ekstrem regn og skybrud, da regnvandet, da regnvandet, grund den høje grad af beboede arealer, hvilket gør arealerne impermeable, kan altså ikke nedsive naturligt og øger risikoen for oversvømmelse i storbyerne end på det mere åbne land.

Når der opstår et skybrud, kan vandet ikke ledes videre i kloakkerne tilstrækkeligt tempo, hvilket skaber oversvømmelser. Vandet naturligt ledes i stedet, mod de lave punkter indenfor nedbørs arealet.

Dette betyder altså, at i tæt beboede arealer, vil vandet søge mod de punkter der ligger lavest, som for eksempel kældre, lave punkter på motorveje, kloakker, søer og vandløb m.m.

Når vandet fra kloakkerne så flyder over, flyder alt fra kloakkerne med.

Ud over oversvømmelse i kloakkerne, som muligvis, kan flyde over, kan kloakvandet også stige op i rørene og kan løbe ind i kældre via. kloak nedløb og toiletter. Dem der har størst risiko for at få kloakvand i kælderen, er dem hvis kælder ligger lavt i forhold til kloaksystemet, eller bor i en ældre bydel, hvor regn- og spildevand løber i de samme kloakrør.

Når dette sker, fylder kloakvandet, hvormed der naturligvis følger en ubehagelig lugt, men også bakterierne fra både rotter og menneskers urin og afføring. Det ind trængte vand er en blanding af regn- og spildevand, og det kan være forbundet med en vis sundhedsrisiko at være i kontakt med. Af det ind trængte regn- og spildevand, der kan være sundhedsskadelig, finder man blandt andet bakterien Leptospira, der findes i rotte urin og bakterien Escherichia coli.

Side 4

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 4 af 8

Hvorfor bliver vi syge af Escherichia coli bakterier?

Ved oversvømmelse af kældre grundet skybrud, kan de ske at man, blandt det indtrængende kloakvand, kan finde en af de sygdomsfremkaldende E. Coli bakterier, oftest VTEC.

Med udgangspunkt i E. Coli, VTEC

Bakterien kan trænge ind i kroppen på mange måder, men med fokus på de

Oversvømmede kældre, ved et skybrud, er der en stor smittefare hvis privatpersonen ikke tager sig nogle sikkerhedsforanstaltninger.

I mange tilfælde har privatpersoner ryddet op i deres oversvømmende kælder, uden at kende til sundhedsfaren efter en skybruds oversvømmelse. Disse mennesker havde hverken brugt gummistøvler, handsker eller beskyttelsesbriller, som er nogle af disse sikkerhedsforanstaltninger der burde tages, grundet inficerings risikoen.

Når nu bakterien VTEC, trænger ind i kroppen, formerer bakterien sig hurtigt, idet dens ideelle formerings temperatur er 35 grader. Hvor vi mennesker, med en kropstemperatur på 37 grader, gør os til det ideelle sted for bakterien. Ved denne formering kan den i ekstreme tilfælde være dødelig, hvis ubehandlet.

E. Coli hos mennesker, kan inddeles i få grupper, hvor de forårsager tarminfektion og de der forårsager infektion uden for tarmene. Bakterien VTEC som er blevet nævnt, skaber infektionerne uden for tarmene.

VTEC^{3} (Verocytotoksin producerende):

Infektioner i tarmen, grundet;

• Blodig diarré

• Kan forårsage nyresvigt, hos allerede svækkede personer (fx børn og ældre)

Disse E. Coli bakterier, kan i værste fald være dødbringende og specielt hvis de forbliver ubehandlede.

Selvom E. Coli bakterierne i nogle tilfælde kan være dødbringende, danner disse bakterier ikke Endosporer [4], hvilket vil sige at de ikke er varmeresistente, og det er derfor muligt at dræbe dem ved pasteurisering eller ved en simpel kogning.

3

] VTEC-bakterien producerer giftstoffet Verocytotoksin, som påvirker kroppen på tre måder:

- Den trænger ind i nyre cellerne og ødelægger dem.

- Medfører et fald i antallet af blodplader, hvilket betyder, at man ikke kan stoppe eventuelle blødninger.

- Øger risikoen for blodpropper - især i nyrerne.
4

Endosporer er DNA omgivet af en flerlaget struktur der gør dem resistente over for fysiske og kemiske påvirkninger.

Endosporer dannes af sporedannende bakterier.

Nogle bakterier danner sporer når vækstbetingelserne er dårlige, f.eks. pga. manglende næringsstoffer

Side 5

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 5 af 8

Hvordan fungerer et renseanlæg, og hvordan påvirker et skybrud denne proces?

Det er renseanlæggets funktion at fjerne de affaldsstoffer, som findes i spildevandet, inden det ledes ud i recipienten (naturområder, floder, åer, havet).

Spildevandet går igennem 3 former for rensnings typer i renseanlægget.

1. Den mekaniske rensning (fjerner

fedt/olie, sand, afføring og skrald.)

2. Den biologiske rensning (fjerner en række organiske stoffer samt kvælstof og fosfor)

3. Den kemiske rensning (fjerner fosfor og bakterier fra den biologiske rensning)

Den mekaniske rensning; består således af riste, sand- og fedtfang og forklaringstank.

I den mekaniske rensning er det første spildevandet møder en rist. Her tilbageholdes større ting som klude, kondomer, telefoner osv.

Derefter møder det et sandfang som fjerner sand, fedt og olie på bunden og toppen af bassinet med store skrabere. For at fremskynde processen puster man luft ind for at holde fedt og olie på overfladen. Fedt og olie bliver pumpet over i rådnetanken.

Nu ledes spildevandet videre til forklaringstanken hvor u-opløst materiale som f.eks. madrester eller afføring (organiske stoffer) synker til bunds og fjernes. Tanken er udformet som en tragt, så slammets bundfald kan blive skrabet sammen til halsen af tragten og pumpes til rådnetanken.

Den biologiske rensning

Overfladevandet i forklaringstanken løber over en kanal og videre til den biologiske rensning.

Den biologiske rensning foregår i luftningstanke ved hjælp af diverse mikroskopiske bakterier der fjerner nitrogen, opløste organiske stoffer og større mængder fosfor. De trives bedst ved tilførsel af ilt. Bakterierne i luftningstankene vil gennem respirationsprocessen nedbryde, opløste madrester, afføring og rester af vaskepulver.

Når glukose fra bakteriecellen og ilten kombineres, finder respirationen sted.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energi
(glukose) + (ilt/oxygen) →(oxiderede glukose der mister elektroner) + (den reducerede ilt, når vand

tilsættes) +(energien der er opnået i processen).

Bakterierne respirerer og får energi af at nedbryde det opløste organiske stof i spildevandet. På den måde bliver organisk materiale omdannet til vand og CO2

Den kemiske rensning

Den kemiske rensning foregår i efterklaringstanken, som også er tragtformet. Her tilsættes et kemikalie til at fange Fosfor (Po3-4), før det ledes ud i recipienten. Fosforen stammer hovedsageligt fra vores vaskemidler. Desuden fjernes bakterierne fra den Biologiske rensning også.

Side 6

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 6 af 8

Fosfat danner tungtopløselige forbindelser med de fleste metaller, derfor fjerner man fosfat ved at tilsætte jernklorid til spildevandets indløb til efterklaringstanken. Herved fælder fosfat ud som jernfosfat (FePO), der så vil falde ned som bundfald, og skrabes væk.

4

FeCl (aq) + PO^{3-} (aq) FePO (s) 3Cl^{-} (aq)

3 4 4

(Jern(lll)ioner) +(fosfat) → (jernfosfat)

Fra efterklaringstanken løber det renset spildevand over i en kanal og ud i recipienten som oftest vil være ud i havet.

Størstedelen af den forurening der fjernes kaldes slam. Behandlinger foregår i 2 trin.

1. Først rådner slammet og afgiver biogas.

2. Derefter kan det enten køres til forbrænding, på marker eller lossepladser.

Hvordan kan skybrud påvirke denne proces?

Nogle renseanlæg har ikke stor nok kapacitet til at kunne rumme større mængder nedbør, dvs. at bassinerne oversvømmes. Renseanlægget kan dog stadig fungere optimalt trods nedbøren, men renseanlæggets formål går spildt, hvis det udrensede spildevandet løber ud i naturmiljøet. Når det u rensede spildevand løber ud i recipienten, stiger iltforbruget også i vandet, da bakterierne går i gang med at respirere af de organiske stoffer der følger med det udrensede spildevand.

Mikroorganismernes respiration i vandet betyder at andre iltkrævende arter dør.

Side 7

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 7 af 8

Hvad kan vi/kommunen gøre for at sikre os imod skybrud?

Hvem har ansvaret for kloakkerne?

Det er kommunernes ansvar at sørge for, at spildevand og regnvand bliver bortskaffet ved skybrud.

Selve spildevandshåndteringen bliver varetaget af spildevandsforsyningsselskaber, som typisk er ejet af kommunen. Alle kommuner skal have en spildevandsplan, den plan kan være forskellig fra kommune til kommune. Men alle inkluderer hvor stor risiko der er for blandt andet oversvømmelse, ved ekstremregn og skybrud.

Udgifterne til kloakkerne bliver finansieret af kommunens grundejere, der betales via kommuneskatten, som kaldes et spildevandsbidrag. Dette til renovering, drift og udbygning af kloaksystemet.

Hvad kan jeg selv gøre for at sikre mig bedst imod skybrud?

❖ Luk vinduer og døre.

❖ Fjern værdigenstande fra kælderen, eller sæt dem højere op, så de ikke står direkte på gulvet.

❖ Tjek, at udendørs riste, afløb og tagrender ikke er stoppet til af blade og snavs.

❖ Sluk for elektriske apparater, der kan komme i kontakt med vandet.

❖ Brug sandsække og krydsfinerplader til at blokere lavt placerede døre og vinduer.

❖ Hav spande, skovle, koste og klude klar til opsamling af indtrængende vand.

❖ Hvis du risikerer at komme i kontakt med vandet, brug handsker, gummistøvler m.m. der sørger for at du ikke får det på huden.

❖ Vask hænder, langt op ad armen.

❖ Fjern løse genstande udendørs, for eksempel havemøbler, plantekasser eller stillads værk.

Side 8

Af: Naturvidenskabelig KVUC

Faggruppe

Gruppe 2 Vandforløb 2-11-16

Side 8 af 8

Konklusion:

Vi kan konkludere at skybrud potentielt kan være skadeligt for menneskets sundhed-, by- og landbrug. Derfor er det vigtigt at vores samfund er informeret og overholder retningslinjer ift.

sikkerhedsforanstaltninger efter et skybrud.

Litteraturliste:

http://www.ssi.dk
http://videnskab.dk
https://www.vejlespildevand.dk
http://svana.dk/vand/klima/skybrud/