36. Органические примеси в воде.Аэробные и анаэробные процессы в воде

1.Гидролиз – взаимодействие с молекулой воды. В результате гидролиза высокомолекулярные органические соединения расчисляются до низкомолекулярных. Углеводы превращаются в глюкозу, жиры в глицерин и жирные кислоты, белки в аминокислоты.

2. Сам процесс окисления. Глюкоза глицерин и жирные кислоты окисляются с образованием углекислого газа и воды. Окисление аминокислот начинается с процесса дезаминирования , т.е. удаления аминогруппы, образуется аммиак NH₃ и оксикислота, а в дальнейшем в аэробных условиях образуется нитрат (NO₃)+CO₂+H₂O

Аэробные процессы происходят преимущественно в верхних слоях водоема за счет растворенного в воде кислорода. Анаэробные процессы происходят в слоях, составляющих дно водоема, куда кислород воздуха не поступает.

Запасы кислорода в водоеме создаются, во-первых, за счет атмосферных осадков, во-вторых, за счет поступления кислорода из воздуха в поверхностные слои путем диффузии и, в-третьих, за счет жизнедеятельности водяных растений, которые, поглощая углекислоту, разлагают ее при помощи света и выделяют в воде свободный кислород.

Запас кислорода в воде расходуется микроорганизмами на окисление органических веществ, которые, распадаясь на менее сложные вещества, постепенно минерализуются, т.. е переходят в неорганические (минеральные) вещества, давая, как и в почве, ряд конечных соединений — углекислоту, ее соли, соли азотной кислоты, сернокислые, фосфорнокислые и другие соединения.

Анаэробные процессы в поверхностных водах.

В отличие от аэробных анаэробные (безкислородные) процессы протекают по иному механизму:

При недостаточности или полном отсутствии кислорода окислителем выступают кислородосодержащий анион. При этом процесс окисления сопровождается восстановлением используемого аниона. Органические вещества окисляются до CO₂ и воды, а анионы превращаются либо в простое вещество, либо в газообразное максимально восстановленное вещество.

NO₃ ^- / N₂ / NH₃

PO₄ ^3- / P / PH₃

SO₄ ^2- / S / H₂S

CO₃ ^2- / C / CH₄

SiO₄ ^2- (силикат) SiH₄ (газ силан)

Если в процессе окисления в анаэробных условиях принимают участие микроорганизмы, то в результате образуются продукты неполного окисления. Такой процесс называется брожением.

Избыточное содержание нитратов и фосфатов в воде вызывает бурный рост водорослей не только в глубине но и на поверхности водоема. Появление поверхностной растительности препятствует проникновению солнечного света в глубь воды, что приводит к затуханию процесса фотосинтеза. Как только вода исчерпала свой ресурс процесс фотосинтеза прекращается =>прекращается выработка кислорода.

Аэробный водоём превращается в анаэробный. Где в качестве окислителя выступают карбонаты и сульфаты. В результате анаэробного окисления карбонаты превращаются в метан, а сульфаты в сероводород.

СО₃^2- – СН₄

SO₄^2- – H₂S

Отмирает водная растительность. Гибель гидробионтов и образование сапропели (донные отложения) – это первый шаг к заболачиванию водоема, а продукты анаэробного окисления метан и сероводород, являясь токсичными, окончательно уничтожают всех гидробионтов. Метан и сероводород – это болотные газы.