آلودگی آب
منظور از آلودگی آب، آلودگی پهنه‌های آبی معمولاً توسط فرایندهای انسانی است. پهنه‌های آبی برای مثال شامل دریاچه ها، رودخانه‌ها، اقیانوسها، سفره‌های آب و آب‌های زیرزمینی است. هنگامی که آلودگی‌ها به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم بدون تصفیه از مواد ترکیبی مضر در آب‌ها تخلیه می‌شوند، آلودگی آب‌ها بیشتر می‌شوند. آلودگی آب‌ها بر گیاهان و ارگانیسم‌های زنده درون این آب‌ها اثر می‌گذارند. تقریباً در همه موارد، این اثرات علاوه بر گونه‌های منفرد و جمعی، گروه‌های زیستی طبیعی را نیز تخریب می‌کند.
آلودگی آب مهمترین علت مرگ و بیماری در سراسر جهان است، به عنوان مثال به دلیل بیماری‌های منتقله از آب. طبق گزارش‌های سازمان جهانی بهداشت در سال ۲۰۳۰ از هر ۳ نفر یک نفر دسترسی به آب آشامیدنی ایمن نخواهد داشت.
آلودگی آب یک مشکل بزرگ جهانی است که به ارزیابی مداوم و تجدید نظر در سیاست منابع آبی در همهٔ سطوح احتیاج دارد (از آب‌های بین‌المللی تا آب‌های درون مرزی و چاه‌ها). همواره اشاره شده‌است که آلودگی آب علت مرگ و میر در سراسر جهان است، و اینکه روزانه بیش از ۱۴۰۰۰ نفر در اثر آلودگی آب می‌میرند. برآوردی نشان می‌دهد که ۷۰۰ میلیون هندی به توالت مناسب دسترسی ندارند، و روزانه ۱۰۰۰ کودک هندی از اسهال و استفراغ می‌میرد. تقریباً ۹۰ درصد از شهرهای چین از سطوح آب آلوده رنج می‌برند، و نزدیک به ۵۰۰ میلیون نفر به آب آشامیدنی دسترسی ندارند. هم‌زمان با مسئله بحران آلودگی آب در کشوهای در حال توسعه، کشورهای صنعتی شده به خوبی با مشکلات آب مبارزه می‌کنند.
در تازه‌ترین گزارش در سطح ملی در خصوص کیفیت آب در آمریکا، ۴۵ درصد جویبارهای ارزیابی شده بر حسب مایل، ۴۷ درصد دریاچه‌های ارزیابی شده به هکتار، و ۳۲ درصد خلیج‌ها و مصب رودها بر حسب مایل مربع، در دستهٔ آلوده رده‌بندی شده‌اند. به‌طور کلی، زمانی به آب لفظ آلوده اطلاق می‌شود که تحت تأثیر آلاینده‌های مرتبط با برخورد و تماس بشر قرار گرفته باشد، در حالی که هیچ گونه استفاده انسانی، مانند آب آشامیدنی، را به همراه ندارد و یا به منظور حمایت از اعضای جامعه هم زیستانش دست‌خوش یک تغییر مشخص در قابلیت‌هایش شده باشد، مثل ماهی‌ها. پدیده‌های طبیعی مانند آتشفشان‌ها، طوفان‌ها، و زلزله‌ها نیز تغییرات عظیمی را در کیفیت آب و وضعیت بوم شناختی آن باعث می‌شوند.
آب‌های سطحی و زیرزمینی گرچه با هم مرتبط هستند، اما در مطالعات و دسته‌بندی‌ها دو منبع جدا در نظر گرفته می‌شوند. آب‌های سطحی جذب خاک می‌شوند و آب‌های زیرزمینی را پدیدمی‌آورند. برعکس آب‌های زیرزمینی نیز می‌توانند منابع آب‌های سطحی را تغذیه کنند. معمولاً منابع آلودگی آب‌های سطحی به دو گروه بر اساس منشأ آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند.
منابع نقطه‌ای آلودگی آب به آلودگی‌هایی گفته می‌شود که از طریق آبراهه‌ای از یک منبع مجزا و متمایز مانند لوله یا خندق وارد آب شوند. به عنوان نمونه‌هایی از این منابع در این گروه، می‌توان از تخلیه فاضلاب تصفیه خانه‌ها، فاضلاب کارخانه یا فاضلاب شهری نام برد. قانون آب پاک (CWA) ایالات متحده، منبع نقطه‌ای را برای اهداف نظارتی منظم تعریف می‌کند. تعریف CWA از منبع نقطه‌ای در سال ۱۹۸۷ اصلاح شد طوری‌که سیستم‌های فاضلاب شهری، فاضلاب صنعتی و فاضلاب ناشی از ساخت و ساز را نیز در بربگیرد.
آلودگی از منبع بی‌هدف به آلودگی‌های منتشری اشاره می‌کند که از یک منبع مجزا ناشی نمی‌شوند. آلودگی NPS نتیجهٔ انباشته شده‌ای از مقادیر آلودگی است که از یک حوزه بزرگ گرد آمده‌اند. یک مثال معمول فرسایش ترکیب‌های نیتروژن از زمین‌های کشاورزی کود داده شده‌است. همچنین زه آب مواد مغذی که از جریان ورقه‌ای که بر زمین کشاورزی یا جنگل جاری می‌شود، وارد سیلاب‌ها می‌گردد نیز به عنوان مثالی از آلودگی NPS ذکر شده‌است. سیلاب آلوده‌ای که از پارکینگ‌ها، راه‌ها و بزرگراه‌ها شسته می‌شود، زه آب شهری نام دارد و گاهی اوقات تحت دستهٔ آلودگی NPS قرار می‌گیرد. با این وجود، این سیلاب معمولاً در سیستم‌های تخلیه سیلاب جاری می‌شود و از طریق لوله به آب‌های سطحی محلی ریخته می‌شود و یک منبع هدف دار است. گرچه هنگامی که چنین آبی هدایت نمی‌شود و مستقیماً به درون زمین فرو کشیده می‌شود، یک منبع بی‌هدف خواهد بود.
بسیاری از مواد شیمیایی سمی هستند. بیمارگرها (پاتوژنها) می‌توانند زمینه‌ساز بروز بیماری‌های منتقل شونده از راه آب در انسان یا حیوانِ میزبان شوند. دگرگونی شیمیایی و فیزیکی آب، شامل میزان اسیدی بودن (تغییر pH)، رسانایی الکتریکی، دما، و پرغذایی است. پرغذایی افزایش غلظت مواد شیمیایی مغذی در یک زیست‌بوم است تا جایی که منجر به افزایش باروری گیاهی آن زیست‌بوم شود. بسته به میزانِ آن، پرغذایی ممکن است پیامدهای زیست‌محیطی نامطلوبی شامل خفگی (کم هوایی) و کاهش شدید کیفیت آب را به دنبال داشته باشد که تأثیر خود را در جمعیت ماهی‌ها و سایر حیوانات نشان می‌دهد.
آلاینده‌های خاصی که سبب آلودگی آب می‌شوند شامل طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا، مواد ضدعفونی‌کننده، مواد شیمیایی، آلاینده و بیماریزا و تغییرات حسی و فیزیکی از قبیل افزایش دما و تغییر رنگ هستند. با اینکه بسیاری از مواد شیمیایی که در آب تنظیم می‌شوند به صورت طبیعی وجود دارند (کلسیم، … سدیم، آهن، منیزیم و غیره)، اما غلظت آنهاست که تعیین می‌کند که کدام ماده جزء طبیعی آب است و کدام آلاینده می‌باشد. غلظت‌های بالای یک جرء طبیعی آب می‌تواند اثرات نامطلوبی بر زندگی گیاهان و جانوران ساکن در آب داشته باشد. چیزهایی که اکسیژن آب را مصرف می‌کنند ممکن است مواد طبیعی از قبیل گیاهان (برگ‌ها یا علف‌ها) بوده یا مواد شیمیایی ساخته دست بشر باشند. بعضی مواد طبیعی یا ساخته بشر ممکن است سبب ایجاد کدروت در آب شده و با جلوگیری از نفوذ نور رشد گیاهان را مختل کنند یا در آبشش بعضی از گونه‌های ماهی‌ها رسوب کند.
۹۹٫۹ ٪ درصد آب خالص پس از استفاده به فاضلاب خانگی تبدیل می‌شود، و فقط ۰٫۱ درصد از سهم این آب را دیگر آلاینده‌ها تشکیل می‌شوند. اگرچه این مقدار آلاینده در غلظت‌های بالا یافت می‌شود با این وجود در مقیاس بزرگ (منطقه، شهر) می‌تواند خطرساز باشد. در مناطق شهری، فاضلاب خانگی به‌طور معمول توسط گیاهان پاک‌کننده فاضلاب متمرکز تصفیه می‌شود. در ایالات متحده، بسیاری از این گیاهان توسط سازمان‌های دولت محلی، غالباً به عنوان راهکارهای عمومی تحت عنوان(POTW) در زمینه تصفیه فاضلاب خانگی ارائه می‌شوند. گیاهان پاک‌کننده مورد استفاده شهرداری برای کنترل آلاینده‌های متعارف نظیر BOD و جامدات معلق طراحی شده‌اند. یک طراحی خوب و سیستم برنامه‌ریزی شده (به عنوان مثال، تصفیه ثانویه یا بهتر از آن) می‌تواند ۹۰ درصد یا بیشتر از این، آلاینده‌ها را پاکسازی نماید. بعضی از گیاهان زیرسیستم‌هایی نیز جهت تشخیص مواد مغذی و عوامل بیماری‌زا دارند. گیاهانی که در سیستم تصفیه فاضلاب خانگی مورد استفاده شهرداری هستند برای پاکسازی آلاینده‌های سمی موجود در فاضلاب صنعتی طراحی نشده‌اند.
شهرهایی که سرریزهای فاضلاب‌های بهداشتی یا سرریزهای فاضلاب‌های ترکیبی دارند، اغلب یک یا چند تمهید مهندسی بکار می‌برند تا ترشحات مضر فاضلاب کاهش یابد، از جمله: یک خانوار یا کسب وکاری که توسط یک تصفیه خانه شهری به خدمت گرفته شده باشد ممکن است دارای یک مخزن فاضلاب باشد که آب‌های آلوده را تصفیه کرده و به درون خاک می‌ریزد. به همین ترتیب، آب‌های آلوده خانگی را می‌توان به یک سیستم تصفیه خصوصی در همان نزدیکی فرستاد (مانند آنچه در اجتماع روستایی وجود دارد).