Самоочищение воды в источниках кратко

Обновлено: 07.07.2024

Источники загрязнения: таяние снегов, сбросы заводов, судоходство, сплав леса, купание, водопой скота, ядохимикаты. Загрязнение подземных вод происходит по вине промышленных и с/х предприятий через землю. Бактериологическое загрязнение: выгребные ямы, скотомогильники

Факторы самоочищения водоемов:

Физические
Химические
Биологические: участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки, устрицы, амебы, двухстворчатые моллюски
Физические: разбавление, растворение загрязнений, бактерицидное действие
УФО.

В РФ имеются большие запасы пресной воды, но природа неравномерно распределила воду, как по времени года, так и по территории. Большая часть стока ре сбрасывается на севере и северо-востоке, где мало обжитых районов. Используются открытые и подземные источники.

Подземные источники делятся на:

Грунтовые
Верховодка
Артезианские
Родники

Подземные воды образуются двумя путями: фильтрация атмосферных осадков через почву и фильтрация воды рек, озер через русло этих водоемов. По отношению к воде все породы делятся на:

Водопроницаемые: песок, супесок, гравий, галечник, известняк дробленный.
Водонепроницаемые: сплошные залежи гранита, глины, известняка.

Вода, которая скапливается на первом и последнем водоупорных слоях называется грунтовой или ненапорной. В колодцах она устанавливается на уровне водонапорного горизонта. Глубина залегания грунтовых вод колеблется от одного до нескольких десятков метров. Грунтовые воды не загрязнены и вполне пригодны для питьевого водоснабжения. Чем глубже водоносный коридор и чем лучше он закрыт водонепроницаемыми слоями, тем чище вода. Но состав грунтовых вод отражает состав почвы. Опасно бактериальное загрязнение, муть. В зависимости от преобладания минерального компонента в воде выделяют следующие тины грунтовых вод: хлоридно-натриевые, карбонатно-сульфатно-кальциевые, сульфатно-щелочные. Кафедра общей гигиены провела исследование грунтовых вод по солевому составу, вода в основном относится к классу гидрокарбонатных, гидрокарбонатно-кальциевых и реже сульфатно-натриевых. Минерализация в широких пределах от 250 - 12тыс. мг/л. Наиболее высокая на юго-западе области. В северо-восточном направлении и в поймах рек минерализация значительно ниже и отвечает требованиям водного источника. Бактериальный состав грунтовых вод свидетельствует о степени загрязнения воды. Гигиеническая оценка свидетельствует о целесообразности использования их для местного водоснабжения.

Скопление под землей высокого уровня собственно грунтовых вод называется верховодка. Она образуется на поверхности водоупорных или слабопроницаемых пород, которые включены в виде линзы в толщу водонепроницаемых слоев. Она близко от поверхности земли, легко загрязняется. Считается непригодной в качестве источника водоснабжения.

Артезианские - межпластовые залежи, ниже 1-2 водоупорных слоев и не имеют области питания сверху или она может быть на далеком расстоянии. Глубина залегания различна: от 300-400м. до 1000-ПООм. Воды характеризуются полной прозрачностью, бесцветностью, отсутствием органических загрязнений и высокой частотой в бактериальном отношении. Физико-химический состав не меняется в зависимости от сезона года и других факторов. Для артезианских вод в Омске характерна зональность по минерализации, которая увеличивается с глубиной и от северо-западного направления к центру бассейна. Для целей водоснабжения эти воды используются для юго-восточных и центральных районов области, где минерализация не более 1-2 гр./л. Характерной чертой этих вод является их мягкость, общая жесткость ниже 1 мгэкв/л, щелочность до 21,4 мгэкв/л. Содержит в высоких концентрациях бор - до 7,9 мг/л (Норма 0.5). Иногда в низких местах рельефа вода выходит на поверхность, и образуются естественные выходы подземных вод.

Чаще используются открытые источники: ручьи, реки, озера, пруды, водохранилища. Состав воды не отличается постоянством. После вскрытия реки снижена минерализация и окисляемость, но идет бактериальное загрязнение. Опасно - спуск сточных вод в водоемы. Озера могут быть различной величины и глубины. Пруды наименее пригодны как источник, так как легко загрязняются и имеют небольшой запас воды.

Вода может подвергаться минерализации и цветению. Минерализация - борьба путем выпуска нижних минерализованных слоев. Цветение - борьба путем применения химических веществ. При выборе источника из подземных вод лучше использовать артезианские напорные, источник второго выбора - межпластовые ненапорные, далее родниковые, грунтовые, верховодка и поверхностные. По чаще используются открытые водоемы, более загрязненные. Основные вещества: нефтепродукты, фенолы, органика антропогенного характера.

Существует две системы организации водоснабжения: централизованная и децентрализованная (село, частный сектор). Для организации колодцев выбирают наиболее возвышенные места, необходимо ограждение. Рекомендуются железобетонные сооружения. Колодец снабжают насосом и навесом. Однако чаще используется централизованное водоснабжение.

Водопровод состоит из головных сооружений и водопроводной сети.

Головные сооружения - для забора и улучшения качества воды; это резервуар для чистой воды, хозяйственные части, водонапорные башни. Место для забора нужно располагать выше источника загрязнения.

На каждом водопроводе необходимы зоны санитарной охраны (СанПиН 2.1.4027-95). Зоны имеют пояса: первый - пояс строгого режима (охватывает территорию, где находятся водозаборные, водонапорные и очистные сооружения), второй и третий - пояса ограничений. Первый пояс - территория, на которой размещены головные сооружения - вверх по течению не более 200 м., вниз не менее 100м. Запрещено проживание и доступ посторонних лиц. Второй и третий пояс - запрет на спуск сточных вод. Границы этих поясов совпадают, не менее 3-5 км. в зависимости от ветров ( при наличии нагонных ветров до 10% - З км., и 5 км. при наличии нагонных ветров более 10%)

Прежде всего, вода подвергается отстаиванию, для чего используются отстойники, горизонтальные или вертикальные. Вода в них двигается со скоростью 4-6 сантиметров в секунду, глубина 3-4 метра. Осадок периодически убирают.

Коагуляция воды. В качестве коагулянта используют сернокислый алюминий, при добавлении которого в воду происходит реакция с бикарбонатами магния и кальция, образуется гидроокись алюминия, хлопья захватывают микроорганизмы и другие взвешенные вещества. При небольшой карбонатной жесткости процесс идет вяло, поэтому добавляют соду и известь. Также влияют: рН, температура, коллоиды, характер взвеси.

После проведения коагуляции производят фильтрацию (скорую или медленную). Существует фильтр АКУ(академии коммунального хозяйства).

После фильтрации воду обеззараживают различными методами: хлорирование, озонирование, УФО, ионы серебра, кипячение.

При озонировании рассчитывают на бактерицидные свойства озона, вода приобретает голубой цвет, процесс протекает быстро, но метод не экономичен, так как требует больших затрат электроэнергии.

Серебро используют на судах.

УФО (250-260нм.), эффект зависит от прозрачности воды.

Кипячение - невозможно обрабатывать большие количества воды, часто вторичное загрязнение микрофлорой.

Факторы самоочищения водоемов:

Физические
Химические
Биологические: участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки, устрицы, амебы, двухстворчатые моллюски
Физические: разбавление, растворение загрязнений, бактерицидное действие
УФО.

Подземные источники делятся на:

Грунтовые
Верховодка
Артезианские
Родники

Водопроницаемые: песок, супесок, гравий, галечник, известняк дробленный.
Водонепроницаемые: сплошные залежи гранита, глины, известняка.

Водопровод состоит из головных сооружений и водопроводной сети.

Серебро используют на судах.

УФО (250-260нм.), эффект зависит от прозрачности воды.

Кипячение - невозможно обрабатывать большие количества воды, часто вторичное загрязнение микрофлорой.

Самоочищение воды водоемов — это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального (фонового) состояния водного объекта. Решающая роль при самоочищении принадлежит биологическим и физико-химическим процессам; последние преобладают при наличии в воде токсичных веществ, угнетающих биологические процессы. Самоочищающая способность реки зависит также от скорости речного потока, химического состава воды, ее температуры, массы взвешенных веществ, донного осадка, ила и др. Один из основных факторов самоочищения (снижение концентрации загрязнений)—это разбавление, хотя при этом имеет место снижение интенсивности процесса самоочищения.[ . ]

Самоочищение воды происходит не только на земледельческих полях орошения и полях фильтрации, но и в самом русле реки. Здесь протекают биохимические и физико-химические процессы, благодаря которым восстанавливаются химические и биологические качества воды. Сточная жидкость и нечистоты, попадая в водоемы, разбавляются водой. Часть микробов оседает на дно и там разрушается. Болезнетворные бактерии гибнут под влиянием света, неблагоприятной для них температуры, бактерицидного действия растворенного в воде кислорода. Огромное количество бактерий пожирают одноклеточные простейшие, рачки и другие зоопланк-тонные организмы.[ . ]

Самоочищение воды открытых водоемов от бактериальных загрязнений происходит за счет сложного комплекса физических, химических и биологических факторов, чему способствует разбавление загрязнений большой массой воды, перемешивание, оседание взвесей, влияние солнечного света, аэрация и т. п. Под влиянием биохимических процессов, протекающих в воде, в особенности окислительных, погибают патогенные микробы. Бактерии, кроме того, уничтожаются простейшими, которые заглатывают их как. пищу. Разрушающе действуют на бактерии также бактериофаги , микробы-антагонисты и антибиотики биологического происхождения [15, 161.[ . ]

Самоочищение загрязненных природных вод происходит при многократном (1:7. 1:12) их разбавлении чистой водой. Эти процессы в замкнутых водоемах и подземных водах протекают медленно. Полное самоочищение воды Мирового океана произойдет только через 2600 лет, а подземных — через 5000 лет.[ . ]

Самоочищение воды от нефти — многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время.[ . ]

Состав воды природных поверхностных источников непостоянный. В них непрерывно происходят процессы окисления, восстановления, осаждения крупных и тяжелых частиц, а также биохимические процессы, приводящие к самоочищению воды. Очень сильно изменяется состав поверхностных вод суши по сезонам года, а также эпизодически в результате атмосферных осадков. Минерализация подземных вод, особенно глубоко залегающих, подвержена значительно меньшим колебаниям.[ . ]

Состав воды природных источников непостоянный. В ней непрерывно протекают процессы окисления, восстановления, осаждения крупных и тяжелых частиц, а также ряд биологических процессов, приводящих к самоочищению воды.[ . ]

Процесс самоочищения воды осуществляется в этих случаях за счет жизнедеятельности различных групп почвенных организмов- бактерий, грибов, водорослей, простейших, червей и членистоногих; на поверхности почвенных комочков образуется биологическая пленка.[ . ]

Процесс самоочищения воды водоема от загрязнений проф. С. Н. Строганов делит на две стадии: 1) перемешивание загрязненной струи со всей массой воды, т. е. явление чисто физическое; 2) самоочищение в собственном смысле слова, т. е. процессы минерализации органических веществ и отмирания внесенных в водоем бактерий.[ . ]

Если сточные воды отводятся в водоем или в населенную живыми организмами почву, то упомянутые процессы происходят естественным путем. Живые организмы, отыскивающие себе питание в загрязненных сточных водах, имеются повсеместно. С увеличением количества питательных веществ их число быстро возрастает, а при израсходовании запасов питания они отмирают. Поскольку сброс сточных вод в водоемы происходит не однократно, а, как правило, носит регулярный характер, то можно считать, что микроорганизмы, находящиеся в наших водоемах, всегда обеспечены необходимыми питательными веществами. После того как загрязнения сточных вод подвергнутся разложению и расщеплению в результате многообразных физических, химических и биологических процессов, они постепенно уносятся вниз от места выпуска сточных вод. Мы называем этот процесс самоочищением водоема. Другими словами, самоочищение воды в реке или озере представляет собой возврат воды в естественное, первоначальное состояние, которое было нарушено в результате сброса в нее сточных вод.[ . ]

Интенсивность самоочищения вод от поступивших в них нефтепродуктов в значительной степени зависит от температуры: при 20-25°С за 20 суток окисляется 50-80% от общего количества поступившей в воду нефти, тогда как при 5 °С лишь 10-20% Часть содержащейся в воде нефти и продуктов ее разложения сорбируется донными отложениями, причем наибольшей сорбционной способностью обладают глинистые илы.[ . ]

Главный механизм самоочищения воды от отдельных групп органических веществ, когда биохимические воздействия выражены наиболее ярко, состоит в деградации нефти. Фракционирование и суммарное действие различных факторов после попадания нефти в воду хорошо известны; важное место в процессе разрушения нефтяных пятен принадлежит испарению. Углеводороды с длинными цепочками атомов углерода до С15 (температура кипения до 250 °С) улетучиваются с водной поверхности в течение 10 суток, углеводороды С15-С25 (250-400 °С) удерживаются намного дольше, а тяжелые фракции более С25 практически не испаряются. В целом только одно испарение может удалить до 50% углеводородов сырой нефти, до 10% тяжелой и до 75% легкой топливной нефти.[ . ]

В начале процесса самоочищения воды в прудах наблюдается симбиоз бактерий и водорослей, который к концу процесса сменяется антагонизмом. Отмирание бактерий и, в частности, патогенных кишечной группы происходит в результате выделения водорослями бактерицидных веществ. Поэтому в процессе доочистки сточных вод в биологических прудах имеет место не только удаление биогенных и органических веществ, но и бактериальных загрязнений. Как уже указывалось, для целей доочистки должны применяться строго аэробные биологические пруды. Обязательными условиями нормальной работы таких прудов является соблюдение оптимальных для водных организмов реакции среды (pH) и температуры, а также наличие растворенного кислорода не менее 1 мг/л. Важное значение имеет перемешивание воды, которое препятствует образованию анаэробных зон и способствует процессам стабилизации качества воды.[ . ]

Очень велик вклад в самоочищение вод животных — обитателей водоемов. Перерабатывая в пищевых связях органическое вещество, созданное растениями, животные-консументы часть этого вещества разлагают до исходных простых соединений — воды и углекислого газа, остальное в виде экскрементов переходит в форму, наиболее эффективно используемую микроорганизмами-редуцентами. Часть органического вещества откладывается в донных илах.[ . ]

Влияние на процессы самоочищения водоемов. Концентрация вольфрама 1 мг/л в экспериментальном водоеме тормозит ВПК, процессы аммонификации и нитрификации органических соединений, рост микрофлоры. Концентрация вольфрама 0,1 мг/л тормозит процессы самоочищения воды на 10—20%, а 0,01 мг/л не оказывает на них влияния [4].[ . ]

Поступление в речную воду веществ-загрязнителей нарушает физико-химическое равновесие в речном потоке. Для его восстановления в ореолах рассеяния загрязнителей происходит самоочищение воды. Самоочищение - это система механических, химических и биологических процессов, снижающих количество загрязнителей и изменяющих форму их нахождения. Самоочищение осуществляется при разбавлении атмосферными осадками или водой притоков.[ . ]

Главным фактором процессов самоочищения воды является ее кислородное насыщение. Под влиянием растворенного кислорода происходят окисление органических веществ и выпадение их на дно водоемов в виде минерального осадка.[ . ]

Условия отведения возвратных (сточных) вод в водные объекты определяются с учетом степени смешения возвратных (сточных) вод с водой водного объекта на расстоянии от места выпуска возвратных (сточных) вод до ближайшего контрольного створа водопользования, а также фонового состава водных объектов в местах выпуска сточных вод. Естественное самоочищение вод от поступающих в них веществ принимается во внимание, если этот процесс достаточно выражен и его закономерности изучены [10.6].[ . ]

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 от солнечного освещения.[ . ]

Известно, что при выпуске биологически очищенных сточных вод в водоем желательно иметь возможно большую концентрацию растворенного кислорода в этих водах. Это позволяет ускорить процессы самоочищения воды водоема и улучшить его кислородный режим.[ . ]

Симбиоз бактерий и водорослей имеет место на начальных этапах самоочищения воды в прудах. К концу процесса очистки симбиоз сменяется антагонизмом.[ . ]

Следует подчеркнуть, что органическим веществам бытовых сточных вод сопутствует обильная сапрофитная и весьма часто патогенная микрофлора, поэтому концентрация органических веществ в воде является косвенным показателем массивности бактериального загрязнения водоемов. Вместе с тем об окончании процесса минерализации органических веществ бытовых сточных вод, а следовательно, об ослаблении или устранении опасности загрязнения водоема в эпидемиологическом отношении в известной мере можно судить по степени бактериального самоочищения воды. Этим определяются санитарное значение загрязнения водоемов органическими веществами бытовых сточных вод и ограничения его по величине биохимического потребления кислорода (БПК).[ . ]

По первому критерию оценивается влияние вредных веществ на процессы самоочищения воды от органических загрязнений в сточных водах, для чего определяется количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ и развития водной микрофлоры. Характеристиками загрязненности воды в этом случае являются биологическое и химическое потребление кислорода (ВПК и ХПК — см. разд. 6.4.2).[ . ]

Обычная химическая и технологическая характеристика веществ по растворимости в воде не должна механически переноситься в область гигиенических исследований, где, как правило, приходится часто встречаться с весьма малыми концентрациями этих веществ в водоемах. Методика исследования стабильности вредных веществ промышленных сточных вод подчиняется запросам санитарной практики, с точки зрения которой медленно протекающий процесс самоочищения воды теряет свое значение.[ . ]

В Южно-Казахстанском регионе, характеризующемся аридностью климата, проблема рационального водо-потребления является чрезвычайно актуальной. В этой связи особую важность приобретают вопросы, связанные как с изучением источников загрязнения водных ресурсов, так и с разработкой методов их очистки. Известно, что в естественном самоочищении воды огромная роль принадлежит биоценозу организмов-гидробионтов -бактериям, водорослям, простейшим, беспозвоночным, которые в сформированных экологических пирамидах, в зависимости от продуценто-консументной природы, вносят свою лепту в процесс снижения концентрации токсических ингредиентов. Однако при массовом размножении организмы-гидробионты могут образовывать обрастания в трубах систем водоснабжения предприятий, вследствие чего происходит закупорка труб и создаются проблемы с качественным и своевременным обеспечением технологических процессов. В этой связи изучение состава биоценоза фитообрастаний и разработка мер борьбы с ними является актуальной проблемой.[ . ]

Учитывая, что в решении уравнений (26) и (27) затруднительным является только вычисление величин 10- "1, которые отражают процесс самоочищения воды от органических веществ, нами составлена вспомогательная табл. 22.[ . ]

Так как в водоеме происходит проце(С биохимического окисления органических веществ, сопровождающийся их минерализацией, расчет допустимого спуска сточных вод должен учитывать не только возможное разбавление, но и степень самоочищения воды водоема от органического загрязнения на пути до ближайшего пункта водопользования. Что касается реального значения процесса самоочищения, то это будет находиться в зависимости от скорости биохимического процесса /Ci и времени t — перемещения воды из района выпуска сточных вод до ближайшего пункта водопользования.[ . ]

Согласно расчетам Государственного океанографического института, ежегодно из Северного моря в Балтийское поступает до 950 т детергентов и 80 т ртути. Поскольку интенсивность процессов самоочищения вод Балтийского моря довольно низкая, что связано с невысокой температурой воды, проблема стабилизации уровня загрязнений и их ликвидации с каждым годом приобретает все большее значение.[ . ]

Бассейн озера Байкал. Байкал — уникальное пресноводное озеро, занимающее первое место в мире по глубине и объему водных масс. В нем содержится около 20 % мировых и свыше 80 % объема пресных вод страны. Экосистема Байкала отличается удивительным богатством и своеобразием — в озере обитает не менее 2400 видов и разновидностей животных и растений. Его уникальной особенностью является наличие тонкого биологического механизма самоочищения вод.[ . ]

Гигиеническое значение факта развития микрофлоры под влиянием ПАВ может быть различным в зависимости от конкретных условий. Очевидно развитие в водоеме сапрофитных бактерий изменяет условия самоочищения воды от органического загрязнения, в частности бытовых сточных вод, а также изменяет санитарно-показательное значение этих микроорганизмов. Размножение тех же бактерий в питьевой воде может сказаться отрицательно на качестве воды. Размножение патогенной микрофлоры в любом случае является отрицательным фактором с эпидемиологической точки зрения.[ . ]

В схему включены и исследования, результаты которых непосредственно не учитываются при определении гигиенических нормативов, но имеющих научно-практическое значение. Так, изучение стабильности веществ в воде позволяет выделить как вещества, обладающие выраженной стабильностью, так и вещества, изменяющие состав и свойства в воде водоемов. На основании данных такого исследования можно прогнозировать степень самоочищения воды от вредных веществ промышленных сточных вод, а это существенно при определении условий спуска сточных вод в водоем. Изучение защитной способности современных приемов очистки и обеззараживания питьевой воды позволяет выделить вещества, которые не задерживаются или не обезвреживаются на водопроводных сооружениях. В этих случаях исследования по гигиеническому нормированию должны проводиться с особой осторожностью.[ . ]

Биологические пруды бывают с искусственной или естественной аэрацией. В последнее время разработана методика расчета искусственных проточных прудов канального типа (рис. 50). Обычно их строят на непригодных для сельского хозяйства землях. В искусственных биологических прудах предусматривается создание оптимальных режимов в процессах самоочищения воды: искусственное насыщение кислородом, искусственное перемешивание, водообмен между поверхностными и донными слоями воды, посадка растительности на склонах каналов и по берегам ограждающих дамб, устройство биологически активного дна, оптимальная температура, постоянный проток воды и т. д.[ . ]

Наличие бентосных организмов в открытых водных источниках имеет весьма существенное значение для характеристики этих источников. В зависимости от экологических факторов эти микроорганизмы подразделяют на морские, пресноводные, микроорганизмы соленых озер, болот, ручьев, рек, водопадов, горячих ключей и минеральных источников. В пресноводных источниках бентосные микроорганизмы принимают участие в очистке воды: органические вещества они минерализуют, а восстановленные вещества неорганического происхождения окисляют; доминирующая роль в этих процессах принадлежит микробам. Самым богатым на бактерии является поверхностный слой ила, который оказывает весьма существенное влияние на развитие и жизнедеятельность микроорганизмов в водоемах и водотоках. В самоочищении вод значительная роль принадлежит нитчатым серо- и железобактериям. Первые окисляют сероводород в соли серной кислоты, чем предохраняют рыбу от гибели; вторые — железо (II) в железо (III). На дне водоемов происходят также процессы брожения с образованием метана и углекислоты.В 1 г ила содержится от 100 тыс. до 1 млн. бактерий, восстанавливающих сульфаты; от 10 до 100 тыс. тионовых, около 1000 нитрифицирующих, от 10 до 100тыс. денитрифицирующих бактерий; около 100 анаэробных и такое же количество аэробных разрушителей клетчатки. В иле встречаются также бактерии, окисляющие метан и водород, возбудители брожения, анаэробный фиксатор атмосферного азота и др.[ . ]

Одним из существенных последствий изменения гидрологического режима рек в связи с созданием водохранилищ, ликвидацией паводков и снижением скоростей течений является замедление водообмена в речных системах. Замедление водообмена приводит к изменениям гидрофизических, гидрохимических и гидробиологических процессов, что совместно с режимом регулирования водных запасов водохранилищ, обусловливает изменение процессов самоочищения вод по срав-нениию с речными, определяет термический режим верхнего и нижнего бьефа. Водообмен во многом определяет основные гидрологические особенности водохранилищ, является интегральным показателем интенсивности взаимосвязи речных вод со сложившимися и формирующимися экосистемами.[ . ]

Роли бактерий в природе очень разнообразны, что связано с различными источниками энергии, используемыми разными группами бактерий. Многие гетеротрофные аэробные бактерии являются редуцентами в экосистемах. В почве они участвуют в образовании плодородного слоя, преобразуя лесную подстилку и гниющие остатки животных в гумус. Бактерии почвы также разлагают органические соединения до минеральных веществ. Установлено, что до 90% С02 попадает в атмосферу за счет деятельности бактерий и грибов. Бактерии участвуют в биогеохимических циклах азота, серы, фосфора. Самоочищение воды в природных водоемах, а также очистка сточных вод производится аэробными и анаэробными гетеротофными бактериями.[ . ]

Анализ количественных соотношений между вирусами, фагами кишечных палочек и БГКП, выявленными в натурных условиях, также свидетельствует о большей показательности фага в отражении вирусного загрязнения как сильно, так и умеренно загрязненной речной воды. Эти же данные позволили обосновать количественные критерии фага кишечных палочек, гарантирующие эпидемическую безопасность в отношении вирусного загрязнения воды источников хозяйственно-питьевого водоснабжения — не более 1000 БОЕ в 1 л (Т. 3. Артемова и др., 1977). Эта же величина свидетельствует о завершении процессов самоочищения воды водоисточника от вирусов при установлении зон санитарной охраны водопроводов (Г. А. Багдасарьян, Л. А. Мышляева, 1976).[ . ]

Под влиянием естественных факторов открытые водоемы (реки, озера и водохранилища), как и почва, обладают способностью освобождаться от попавших в них загрязнений В реках для самоочищения необходим пробег воды не менее 15 км от места загрязнения при условии отсутствия новых загрязнений на пути течения воды. Быстрота самоочищения зависит от многоводности, скорости течения воды и ветра, способствующих перемешиванию воды в водоеме.

В озерах и водохранилищах тем интенсивнее очищается вода, чем больше по объему сами источники. В мелких водоемах процессы самоочищения выражены крайне слабо.

Самоочищение воды происходит в результате механических, физико — химических и биологических процессов. При этом поступившие загрязнения разбавляются водой водоема, взвешенные в воде вещества постепенно осаждаются на дно, а органические вещества подвергаются окислению за счет растворенного в воде кислорода. Биохимические процессы самоочищения водоемов совершаются под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и растворенного в воде кислорода. При этом аэробные процессы происходят преимущественно в верхних слоях водоема, а анаэробные — на дне водоема, куда кислород воздуха не поступает. В итоге этих процессов органические вещества, распадаясь на менее сложные, постепенно минерализуются.

Процессам самоочищения воды способствуют также простейшие, коловратки, рачки, моллюски и некоторые растительные организмы, которые питаются органическими веществами, а простейшие питаются бактериями. Кроме того, микроорганизмы гибнут под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на метр. Процессы самоочищения протекают более интенсивно в теплое время года.

С санитарной точки зрения самоочищение воды весьма полезное явление в природе. Однако этот процесс у открытых водоемов небезграничен — при сильном и постоянном загрязнении самоочищение воды становится недостаточным. Это часто наблюдается при бесконтрольном выпуске хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод в водоемы, что вызывает значительное скопление гниющего ила, появление токсических химических соединений, развитие полисапробной флоры и массовый мор рыбы.

Природная вода получается загрязнения из самых различных сфер. Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего, это стоки городов и промышленных предприятий. Наиболее водоемкие отрасли промышленности – это горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности. Также огромное количество воды для охлаждения используют тепловые и атомные электростанции, сбрасываемая вода приводит к тепловому загрязнению водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы водных объектов.

В последние годы в ряде районов с ними "конкурируют" стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. На нужды сельского хозяйства уходит 60-80% всей пресной воды. Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер.

В связи с огромной проблемой загрязнения природных вод существуют разные методы и способы очистки воды. Но несмотря на это одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению.

Самоочищение вод - это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т.д.). Способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих природных факторов. К числу таких факторов следует отнести: биологические - сложные процессы взаимодействия водных растительных организмов с составными частями поступающих стоков; гидрологические — разбавление и смешивание попавших загрязнений с основной массой воды; физические — влияние солнечной радиации и температуры; механические - осаждение взвешенных частиц; химические — превращение органических веществ в минеральные (т. е. минерализация).

При поступлении сточных вод в водоем происходят смешивание стоков с водой водоема и снижение концентрации загрязнений. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 сут., болотах – 5сут., озерах - 17 лет. Разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.

Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее самоочищение протекает на реках с быстрым течением. Большая часть взвешенных загрязнений осаждается, это взвешенные минеральные и органические частицы, яйца гельминтов и микроорганизмы, благодаря этому, вода осветляется и становится прозрачной.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления.

Одним из важных процессов самоочищения воды является минерализация органических веществ, т. е. образование минеральных веществ из органических под воздействием биологических, химических и других факторов. При минерализации в воде снижается количество органических веществ, наряду с этим может окисляться и органическое вещество микробов, а следовательно, часть бактерий гибнет.

В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных микроорганизмов. Они погибают в результате обеднения воды питательными веществами; бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на 1 м; влияния бактериофагов и антибиотических веществ, выделяемых сапрофитами; неблагоприятных температурных условий; антагонистического воздействия водных организмов и других факторов. Существенную роль в процессах самоочищения воды играют так называемые сапрофитная микрофлора и водные организмы. Некоторые представители микрофлоры водоемов обладают антагонистическими свойствами к патогенным микроорганизмам, что приводит к гибели последних. Простейшие водные организмы, а также зоопланктон (рачки, коловратки и др.), пропуская воду через свой кишечник, уничтожают огромное количество бактерий. Бактериофаги, попавшие в водоем, также оказывают воздействие на болезнетворные организмы.

Самоочищение подземных вод происходит благодаря фильтрации через почву и за счет процессов минерализации.

Необходимо помнить, что способность водоемов к самоочищению ограничена. Замедлить процессы самоочищения воды и ухудшить ее органолептические свойства могут соединения свинца, меди, цинка, ртути, которые могут попасть в водоемы со стоками, оказывая токсическое действие на организм животных.

Большое значение имеет распространение водной растительности (густые заросли тростника, камыша и рогоза вдоль берегов), которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях, как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.

В последние годы получила распространение искусственная аэрация - один из эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Хорошая аэрация воды обеспечивает активизацию окислительных, биологических и других процессов, способствуя очищению воды. Для этого специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или на станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод.

1. Авакян А.Б., Широков В.М. Комплексное использование и охрана водных ресурсов: Учеб. пособие. - Мн.: Ун-кое, 1999 г.;

2. Бернард Небел "Наука об окружающей среде" (В 2-ух томах), "МИР" М. 1993г.;

3. Беличенко Ю.П., Швецов М.Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. - М.: Россельхозиздат, 2006г

Читайте также: