20. Самоочищение водоемов:

Балансирование водной экосистемы, более или менее устойч­ивое, относительно гомеостаза в условиях загрязнения. Самоочищением наз. совокупность всех природных процессов в загрязненных водах, направленных на восстановление перво­начальных св-в и состава воды. В эту совокупность включаются пр-ы смешения, осаждения, распада и превращения вещ-в, загрязняющих водоемы. Под самоочищением понимают понижение содержания в воде органич. и минеральных вещ-в в резул. гидрологических, физико-химических и биологич.пр-в. Конечным этапом пр. самоочищения считают форм­ирование биологически полноценной воды, т.е. пригодной для обитания в ней гидробионтов и водопользования. Важное условие биологической полноценности воды- наличие в ней определенных концентраций биогенных элементов, аминокислот, органич.к-т, углево­дов, витаминов, ферментов и др. физиологически активных вещ-в. В природных условиях так­ая вода образуется только после прохождения через «биологический фильтр»,через метаб­олизм гидробионтов, входящих в состав гидробиоценозов. Влияние оказывают: географич­еское положение, морфометрия, геология, особенности водоснабжения бассейна, кол-во и состав сточных вод, поступающих в водоем. Механизм самоочищения: Пасичный (1994) приводит анализ механизмов: 1.самоочищение происходит в любой водной среде и в загрязненных водоемах, именуемых «сточными канавами»; 2. самоочистительная сп­особность связана с продукционно-деструкционными пр-ми,к. обеспечивают общий круговорот вещ-в в водоеме в пределах его трофической сети; 3. угнетение продукционно­го пр. и понижение самоочистительной способности происходят вследствие токсичнос­ти компонентов загрязнений (тяжелых металлов, пестицидов, биогенных элементов) при высокой концентрации. В самоочищение происходят одновременные процессы: 1.Расп­ределение вещ-в растворение, осаждение, эмульгирование, всплытие и концентрирован­ие вещ-в в поверхностной пленке и пене. 2-Использование веш-в организмами-характе- рен для соединений, поступающих в водоем с бытовыми сточными водами, и для пр­омышленных сточных вод 3. Абиогенное окисление-распад вещ-в в фотохимических р- циях и экзотермических хим. р-циях, идущих с низкой энергии активации. 4-Превращение вещ-в-стадия образования новых соединений из промежуточных продуктов рас­пада. В р-циях синтеза, конденсации и полимеризации участвуют ферменты и активные химические частицы. Оценку самоочищения дают по окислению органич. вещ-а в биохим­ических процессах и химическому потреблению кислорода-определение органич. углер­ода и бихроматной окисляемости.В природе синтезируются практически все вещ-ва, входящие в загрязнения (ацетон,фенолы, перекиси), кроме ксенобиотиков. Загрязнения делят­ся на органические и неорганическне-они имеют взвешенные и растворенные формы. Трансформация вещ-в в идет по трем направлениям: физическому (растворение), физико­химическому (коагуляция) и химическому (окисление, фотохимическое и биохимическое). Биологическая или биохимическая трансформация вещ-в состоит в упрощении структуры и обеднении энергией. Для неорганических вещ-в, наоборот-усложнение структуры из-за включения в состав живого вещ-ва. Могут происходить сильные концентрации (понятие коэффициента накопления). Органическое вещ-во-трансформируется только м/о и некот­орыми водными гетерогрофами и миксотрофами.

Взвешенное органич. вещ-во может использоваться всеми орг-ми, входящими в трофи­ческую цепь. Неорганич. вещ-ва, входящие в состав живого вещ-ва (металлы) при отмира­нии орг-в попадают в воду, поэтому эффект самоочищения только кажущийся (вторичное загрязнение).Но в пр.эволюции природы выработался механизм регулирования состава ок­ружающей среды (излишки вещ-в, поступивших в биосферу, выводятся с помощью орг- круговорота (каменный уголь, гуано на островах, железо-марганцевые конкреции)-по этому пути проходит механизм самоочищения от неорганич. загрязнений. Интенсивность самоочищения может быть рассчитана на единицу объема, единицу площади акватории и- ли единицу биомассы.Наиболее эффективен аэробный путь самоочишения-приводит к ра­спаду органич. вещ-ва до углекислоты и воды. 11ри анаэробном распаде трансформация идет не до конца, с образованием промежуточных продуктов распада, которые сами могут быть опасными загрязнителями (аммиак, фенол). Распределение вещ-в: Распределение органич. веш-в в водоеме связан с их природой (взвеси, коллоиды, растворы),растворимо­стью в воде, условиями поступления сточных вод в водоем и составом воды водоема. В коагуляции и осаждении участвуют орг-мы. Коагуляции лигносульфонатов и гумусоподо­бных вещ-в ускоряются в присутствии взвешенных частиц, детрита, остатков высшей во­дной растит-ти, минеральных частиц. Скорость взаимодействия вещ-в в потоке выше, чем при слабой турбулентности. Высоки скорости окисления вещ-в в пене идут с меньшими энергиями активации. Сорбция органич. веш-в лонными отложениями выводит излишки из толщи воды, способствуя захоронению и медленному окислению из-за низких значений ЕН в донных отложениях. В самоочищении водоема важна турбулентная диффузия загряз- нений-способствует перераспределению вещ-в в водоеме путем компенсационных пото­ков ко дну и поверхности. В водоеме протекают и биологические пр. перераспределения вещ-в. В них участвую! орг-мы, которые в ходе биохимич. пр-в (биологическое самоочи­щение) перерабатывают загрязняющие вещ-ва в соединения, захораниваемые в грунтах после смерти орг-в или выводимые из водоема (миграция жив., вылет насекомых). Дополнительно: Пр. самоочищения воды в водоёмах происходят последовательно и непрер­ывно, с постепенной сменой биоценозов.По загрязнённости различают полисапробные, мезосапробные и олигосапробные зоны. Полисапробные зоны (зоны сильного загрязне­ния) содержат большое кол-во легко разлагающихся органич. веш-в и почти полностью лишены кислорода. Микробный биоценоз подобных зон особенно обилен, но видовой состав ограничен анаэробными бактериями, грибами, актиномицетами. Кол-во бактерий в 1 мл воды в полисапробной зоне равно миллиону и выше. Мезосапробные зоны (зоны умеренного загрязнения) характеризуются доминированием окислительных и нитрификационных процессов. Качественный состав разнообразен: в основном, нитрифицирую­щие, облигатно аэробные бактерии, а также виды Клостридиум, Псевдомонас, Микобактериум, Стрептомицес, Кандида. Общее кол-во м/о: сотни тысяч в 1 мл. Олигосапробные зо­ны (зоны чистой воды) характеризуются окончившимся пр-м самоочищения, небольш­им содержанием органич.соединений и окончанием пр.минерализации. Вода отличается высокой степенью чистоты. Кол-во бактерий от 10 до 1000 в ]мл воды. Патогенные м/о, попадающие в водоемы, обильны в полисапробных зонах, постепенно отмирают в мезосапробных и практически не обнаруживаются в олигосапробных зонах.