HF 1. år
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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?
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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.
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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.
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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.
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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
4
), der så vil falde ned som bundfald, og skrabes væk.
FeCl
3
(aq) + PO
4
3-
(aq)
FePO
4
(s) 3Cl
-
(aq)
(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.
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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.
Af:
Naturvidenskabelig
Faggruppe
KVUC
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/