Самоочищение водоемов

Каждый водоем — это сложная живая система, где обитают бактерии, водоросли, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов.

В условиях девственной природы, если в водоем попадают, например, химические примеси, процесс самоочищения протекает быстро, поэтому одна из важнейших природоохранных задач — поддерживать эту способность.
Факторы самоочищения водоемов многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.
Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается интенсивным течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. Микроорганизмы под собственной тяжестью или осаждаясь на других органических и неорганических частицах постепенно опускаются на дно, подвергаются действию физических факторов, что способствует быстрому отмиранию загрязняющей микрофлоры. Сдерживает этот процесс снижение температуры воды, благоприятствующее длительному сохранению попавших в водоем бактерий и вирусов. Так, в зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200—300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере — через 2 тыс. км.
Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также на споровые организмы и вирусы.
Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу (определяемому по биохимической потребности кислорода — БПК) или по общему содержанию органических веществ (определяемому по химическому потреблению кислорода — ХПК). Самоочищение оценивают и по содержанию конкретных соединений или их групп (фенолов, углеводородов, смол).
Отмиранию микрофлоры могут также способствовать некоторые химические вещества. При этом кроме патогенных бактерий и вирусов в водоемах могут отмирать и микроорганизмы, играющие существенную роль в самоочищении водоемов.
Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно быть не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов первого и второго видов. К первому виду относятся водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму — используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящиеся в черте населенных пунктов. Водоемы, предназначенные для сохранения и воспроизводства ценных пород рыб, должны содержать не менее 6 мг растворенного кислорода на 1 л воды.
К биологическим факторам самоочищения водоема относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитие синезеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.
Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск профильтровывает в сутки более 30 л воды.
Институтом биологической физики РАН были проведены исследования на разных участках Оки. Сопоставляя численность моллюсков с загрязненностью водного бассейна, ученые установили, что близ Серпухова, ниже впадения реки Нары, где плотность моллюсков-фильтратов незначительна, вода более мутная.

Ниже по течению, где численность перловицы и беззубки резко увеличивается и достигает местами 150 экземпляров на 1 м2 дна, мутность уменьшается на 70%.
Плотность моллюсков снижается не только вследствие их добычи, но и из-за отравления воды промышленными стоками. Не меньший ущерб моллюскам наносит уничтожение прибрежной растительности в результате использования на реках некоторых видов транспорта. Быстроходные суда создают высокую и крутую волну, которая постепенно обрушивает берега, выбивает растительность в прибрежной полосе. А растительность, как известно, служит нерестовой и питательной средой для многих видов рыб и, кроме того, снижает избыток минеральных солей, будучи основным потребителем удобрений, в том числе и смываемых с полей. Повышение уровня минерализации, вызванное уничтожением растительности и размыром берегов, также губительно сказывается на численности моллюсков-фильтратов, весьма чувствительных к засоренности водного бассейна.
Чистота водоемов немыслима без охраны их растительности. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных живых организмов можно достичь положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ.
Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют химическое загрязнение промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.), спуск термальных сточных
вод тепловыми электростанциями. Все это тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы.
Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время, — самоочищение воды от нефти. Микроорганизмы активно окисляют ароматические углеводороды, в результате чего образуются ароматические спирты и кислоты. Часть органического вещества из нефтяной пленки переходит в форме растворимых соединений в воду, а часть осаждается в виде смолистых веществ на дно. Очищенные сточные воды нефтеперегонных заводов даже через 6—9 месяцев отстаивания оказывались токсичными для водорослей и дафний. Водорастворимые продукты, получающиеся в результате окисления нефти, при недостатке кислорода долго сохраняются в воде, если не претерпевают изменений под влиянием организмов водного биоценоза.
В результате длительного эмульгирования сырой нефти иногда до 25% ее превращается в продукты, не экстрагируемые бензолом. Таким образом, распад нефтепродуктов в водоеме может привести к изменению состава природных вод: увеличению численности бактерий; изменению органолептических свойств; повышению концентрации растворимых в воде органических веществ, токсичных продуктов (фенолов, нафтолов и других оксипроизводных углеводородов), легко окисляющихся кислородосодержащих соединений; усилению поверхностно-активных свойств, вспениванию воды; росту содержания биогенов и развитию зоопланктона и водорослей фитопланктона и перифитона.
В природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных наносами и пылью; слипания комочков, взвешенных в толще воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и растворенной нефти вследствие оседания, всплывания и смешивания с чистой водой. Интенсивность этих процессов зависит от свойств конкретного вида нефти (плотность, вязкость, коэффициент теплового расширения), наличия в воде коллоидов, взвешенных и влекомых частиц планктона и т. д., температуры воздуха и солнечного освещения.

<< | >>

↑

Источник: Новиков Ю. В.. Экология, окружающая среда и человек: Учеб, пособие для вузов, средних школ и колледжей. 2005

Еще по теме Самоочищение водоемов:

- Детская психология - Общая экология - Природопользование - Социальная экология - Экологический мониторинг - Экология города и региона - Экология человека -