5. Самоочищение от патогенной микрофлоры

В сильно загрязненных сточных водах, особенно в присутствии токсичных соединений, патогенные микроорганизмы отмирают довольно быстро. Время их выживания колеблется от нескольких часов до нескольких суток. При разбавлении сточных вод действие неблагоприятных факторов снижается. В отсутствие хорошо развитой микрофлоры и микрофауны в водоеме патогенные микроорганизмы могут сохраняться в течение нескольких месяцев. Длительность выживания микроорганизмов возрастает при низкой температуре.

Некоторые патогенные микроорганизмы сохраняют способность к размножению даже в воде водоемов, образуют споры. Выделяют следующие группы факторов, обусловливающих сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде:

1) биологические особенности возбудителей заболевания;

2) количество попадающих в водоем микроорганизмов;

3) одновременное попадание в водоем биологического субстрата их естественного обитания;

4) особенности водоема;

5) температурный фактор;

6) комплекс гидрометеорологических факторов;

7) сопутствующая микрофлора и гидробионты.

При большом бактериальном загрязнении воды патогенными микроорганизмами срок их выживания в водоеме увеличивается. Этому же способствует поступление в водоем частиц биологического субстрата, на котором развиваются патогенные микроорганизмы. Такие патогенные микроорганизмы, как возбудители дизентерии, холерный вибрион, переносят замораживание, поэтому вспышка инфекционных заболеваний может произойти в теплый период сле­дующего года. В процессе самоочищения водоемов и при биологической очистке сточных вод значительную роль играют бактериофаги. Сильным бактерицидным действием обладают продукты жизнедеятельности некоторых водорослей и грибов.

Патогенные микроорганизмы поедаются простейшими: реснитчатыми инфузориями, амебами, коловратками, ракообразными и червями.

Мощным биологическим фактором самоочищения водоемов и почвы является микроорганизм — Bdellovibrio bacteriovorus «бактериопиявка», выделенный из почвы. Этот микроорганизм обладает высокой бактерицидной активностью по отношению ко многим видам бактерии, в том числе и патогенным. В отличие от бактериофагов, которые тоже играют заметную роль в процессах бактериального самоочищения водоемов, бделловибрио не обладает специфичностью действия, использует для питания не только живых, но и мертвых бактерий.

Влияние деятельности гидробионтов на работу очистных сооружений водопровода

1. Цветение водоёма, его влияние на работу очистных сооружений водопровода и меры борьбы с ним.

2. Влияние гидробионтов на работу гидротехнических сооружений.

3. Микробиологическая коррозия.

1. Вредная деятельность гидробионтов. Цветение водоёма, его влияние на работу очистных сооружений водопровода и меры борьбы с ним

Вещества, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, как и сами микроорганизмы, могут стать причиной ухудшения качества воды, особенно в водоемах с замедленным стоком. Возможны также нарушения в работе гидротехнических сооружений. Наиболее частыми проявлениями жизнедеятельности микроорганизмов, которые затрудняют процесс самоочищения в водоемах, эксплуатацию водозаборов и систем охлаждения, вызывают изменение качества воды, являются цветение водоемов, обрастания, появление запахов и привкусов у воды.

Формирование водохранилищ связано с уменьшением скорости течения воды, в результате чего гидрохимический режим крупных водохранилищ становится близким к режиму озер. Водохранилища работают, как гигантские отстойники, поэтому в них наблюдается концентрирование загрязнений. Поступление органических и токсичных соединений, биогенных элементов способствует возникновению условий для эвтрофикации водоема, нарушению процесса самоочищения, зарастанию, т. е. массовому развитию высшей водной растительности.

Для водохранилищ, как и для озер, характерным является массовое развитие водорослей (цветение водоема). Это явление можно рассматривать как новый фактор самозагрязнения водоема. В глубоких водоемах цветение обычно происходит в верхних слоях, в мелководных — по всей глубине. При цветении преобладает один или два вида микроорганизмов. Цветение длится некоторое время, а затем пропадает. Оно может быть вызвано различными водорослями. В начале весны наблюдается цветение диатомовыми водорослями, при этом вода приобретает желтовато-коричневый цвет. Наиболее распространенными диатомовыми водорослями, вызывающими цветение, являются астерионелла (Asterionella), синедра (Synedra), мелозира (Melosira). В середине лета часто наблюдается цветение водоемов сине-зелеными водорослями. Характерными представителями сине-зеленых водорослей, вызывающими цветение, являются анабена (Аnаbеnа), осцилляторня (Oscillatoria), которые придают воде голубовато-зеленый цвет и неприятный привкус и запах.

Обильное развитие водорослей резко ухудшает условия существования других водных организмов. Так, при цветении воды количество бактерий-сапрофитов резко снижается. При массовом отмирании водорослей после цветения наблюдается резкое увеличение числа бактерий-минерализаторов. Водоросли выделяют особые антибиотические вещества, токсичные не только для бактерий, но и для других гидробионтов, а также для домашних животных и чело­века. Образующиеся значительные скопления водорослей вызывают закупорку фильтров, что усложняет процесс очистки воды.

Цветение, вызываемое сине-зелеными водорослями, является особенно значительным по размерам и влиянию на режим водохранилищ. Массовому развитию сине-зеленых водорослей способствует повышение концентрации биогенных элементов, достаточно высокая температура воды и инсоляция, ухудшение кислородного режима. Основная масса сине-зеленых водорослей развивается в водоеме на глубине 2 – 3 м. В летний период сине-зеленые водоросли в водохранилищах могут составлять до 90% общей массы фитопланктона. В местах скопления сине-зеленых водорослей обитают только коловратки. Во время нагонов ветром в прибрежной зоне водохранилищ образуется сплошная масса водорослей, в которой биомасса сине-зеленых водорослей достигает сотен килограммов на 1 м³. Сине-зеленые водоросли проявляют токсичные свойства, природа которых еще не изучена. В 1 кг сырой массы водорослей обнаруживают до 14—15 мг фенолов.

Резкое нарушение санитарного режима водоема наблюдается и при массовом отмирании водорослей. При распаде сине-зеленых водорослей в результате деятельности протеолитических и аммонифицирующих бактерий повышается содержание аммонийного азота, диоксида углерода, резко снижается содержание растворенного кислорода, что является причиной массовой гибели рыб. При массовом развитии водорослей затрудняется работа водозаборных сооружений, ухудшается фильтрация воды. Малые размеры клеток водорослей (4 - 7 мкм) делают неэффективным применение микропроцеживания. Водоросли образуют на поверхности фильтров слизистую, не проницаемую для воды пленку, поэтому необходима частая промывка фильтров. Запахи и привкусы, появляющиеся у воды в период цветения, при применении обычной технологической схемы очистки питьевой воды не устраняются.

Профилактика цветения заключается в предупреждении загрязнения водоема биологически разлагаемыми органическими веществами, биогенными элементами. Биологические методы борьбы с цветением заключаются в создании искусственных поверхностей обрастания в зоне поступления воды в водохранилище для интенсификации процессов биологического самоочищения. Практикуется также создание условий для развития высшей водной растительности, являющейся потребителем биогенных веществ.

Физические методы борьбы с цветением заключаются в искусственном замутнении воды глиной, аэрации, применении всасывающих устройств для удаления водорослей. Для выделения водорослей в системах технического водоснабжения, в небольших водоемах и резервуарах возможно применение коагуляции сульфатом алюминия.

Химические методы борьбы с цветением заключаются в обработке водоемов пестицидами, сульфатом меди. Токсичность этих соединений для других водных организмов ограничивает использование их в широких масштабах.

Перспективным методом борьбы с цветением водоемов является биологический, основанный на использовании микроорганизмов-антагонистов водорослей. Выделено 25 антагонистов сине-зеленых водорослей. Определенную роль играет прогнозирование времени и интенсивности цветения.

Жизнедеятельность микроорганизмов создает помехи в работе очистных сооружений, которые состоят в появлении привкусов и запахов у воды. Химический состав соединений, обусловливающий появление запаха, зависит от вида микроорганизма, условий его жизнедеятельности. Так, актиномицеты в условиях затрудненной аэрации придают воде землистый запах. Запах воды может вызываться также массовым развитием бактерий. В зависимости от об­разующихся метаболитов запахи могут быть также различными: ароматический, сероводородный, плесневый, гнилостный. В период массового развития микроорганизмов-продуцентов запахов и привкусов мясо рыб также приобретает привкус. Для удаления запахов и привкусов, вызываемых микроорганизмами, необходимо применение дополнительных методов очистки воды.