21 Биологические помехи в водоснабжении

Эксплуатация водоемов часто осложняется теми или иными биологическими помехами. «Цветение» водоемов ухудшает их санитарное состояние, снижает качество воды, осложняет организацию водоснабжения.

Массовое развитие водорослей и цианей представляет собой один из основных факторов, влияющих на питьевые качества воды. Во время массового размножения фототрофного планктона вода приобретает различные запахи, привкусы, порой исключающие ее пригодность для питья. Метаболиты водорослей, цианей могут иметь токсическое значение для человека и животных. Мерой предупреждения массового развития фототрофного планктона может служить охрана водоемов от попадания биогенных элементов.

Те же отрицательные последствия, что и «цветение», имеет зарастание водоемов. Кроме того, оно часто ухудшает условия навигации, а в каналах снижает их пропускную способность, что вызывает необходимость применения природоохранных мер.

Серьезные помехи, особенно в навигации, создают организмы-обрастатели. Обрастание днища кораблей, судов не только замедляет их ход, но и сопровождается биокоррозией обшивки. Обрастание способно снизить эффективность работы гидроакустических приборов, помешать гидросамолету оторваться от воды. Поселяясь в различных водоводах и трубах, гидробионты закупоривают их и выводят из строя. Наиболее массовыми обрастателями являются усоногие рачки из рода Balanus, представители моллюсков – Mytilusedulis, Dreissenapolymorpha, полихет – Nereis и Hydroides.

Степень и характер обрастаний зависят от расположения субстрата, скорости течения воды, ее температуры и других факторов. С повышением скорости течения у поверхности обрастания видовой состав обитающих здесь организмов резко понижается. Значителен ущерб, причиняемый обрастателями, поселяющимися в различных водоводах. Они сужают просветы труб, разрушают их стенки, нарушают процессы теплообмена в холодильных установках, ухудшают качество питьевой воды в водопроводных магистралях.

Большой вред человеку приносят гидробионты, опасные в медицинском и паразитологическом отношениях. Борьбу с вредными, опасными для здоровья человека гидробионтами проводят физическими, химическими, биологическими средствами, основанными на биологических, экологических знаниях. Необходимость широкого экологического подхода определяется тем обстоятельством, что уничтожение отдельных нежелательных для человека организмов нарушает структуру биоценозов, поэтому необходимо учитывать реакцию экосистемы на то или иное воздействие. Для борьбы с организмами, опасными в медицинском и ветеринарном отношениях, в первую очередь с обитающими в водоемах личинками насекомых–кровососов, в основном применяют химические, физические, реже биологические методы. Весьма эффективное средство борьбы с кровососущими паразитами, в частности, с переносчиками возбудителя малярии – это заселение водоемов растительноядными рыбами, уничтожающими макрофиты, в зарослях которых происходит массовыйвыплод комаров.

22 Методы очистки вод

В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды. Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ.

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, а поверхностные загрязнения – нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60–75% нерастворимых примесей, а из промышленных – до 95%, многие из которых, как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение количества нерастворимых примесей до 95%.

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонкодисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества. Чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция. Широкое применение находит электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях – электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной промышленности. Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей самоочищения водоемов и водотоков. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: аэротенки, биофильтры, биологические пруды, поля орошения.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы окисления. В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем. Аэротенки – это огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало – активный ил из бактерий и микроскопических животных. Эти организмы бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение с потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Амебы, жгутиковые, инфузории, коловратки, поедая бактерии, не слипающиеся в хлопья, способствуют самоочищению воды.