4.1.2. Механізм забруднення природних вод.

Забруднення можна класифікувати, розділивши на біологічні, фізичні, та хімічні забруднення. Також класифікують фактори, що сприяють забрудненню:

1) біомікроорганічні і здатні до шумування органічні речовини;

2) токсичні хімічні сполуки, що різко впливають на хімічний склад води, сольовий склад і на рН середовища;

3)фактична спеціалізація фізичних забруднювачів, нагрівання, охолодження, радіоактивність.

Серед усіх забруднювачей води особливу небезпеку представляють органічні сполуки, їхній загальний зміст визначаються як БПК і ХПК.

БПК - кількість кисню яка необхідна деструкторам для повної мінералізації органіки за 2, 5, 7 доби.

ХПК – та кількість кисню, яка необхідна для повної мінералізації органіки в присутності сильних окислювачів (NaCr₂O₇, K₂Cr₂O₇, KMnО₄).

ХПК завжди більше БПК. Недоліки нормативів в тому, що вони цілком не можуть відобразити зміст органіки, особливо в присутності нітритів. У стічних водах великих європейських міст кількість розчинених і зважених часток, що викидаються вприбережні води, розраховані на душу населення приблизно як 190г/добу. З цієї кількості: 54г – органічні речовини, здатні до шумування і потребуючі 50г кисню, інші забруднення або залишаються, або самознищуються. Різні частки можуть відстоюватися.

Основна характеристика стічних вод – їхнє поступове перемішування, яке сприяє полігенності проточної води, як у природному, так і в забрудненому станах. Зони забруднення показані на Рис.4.1.

Рис. 4.1. Зони забруднення.

1. Олігосапробна зона – зона чистої води, де практично відсутні органічні речовини, кількість бактерій 1000 – 10000.

2. Зона деградації – чиста вода змішується з полютантами.

3. Зона максимального забруднення – зона активного розмноження мікроорганізмів, спочатку аеробних мікроорганізмів, бактерій і грибів, а потім анаеробних мікроорганізмів, коли концентрація кисню менше 1 мг/л (середнє – 2 мг/л). І ті й інші розкладають органіку, яка уявляє необмежені харчові ресурси для зростання чисельності.

4. Зона відновлення – поступове очищення води і відновлення її первісних характеристик

Іноді першу і другу зони поєднують у полісапробну зону. Тут протікають гнильні процеси анаеробного типу, і вода крім промислових забруднень містить велику кількість фітопланктону, залишків рослин, зоопланктону, білкової тканини та інше. Але нижче за течією:

Мезосапробна зона – повна мінералізація органіки, а кількість бактерій підвищується до 100000 у літрі.

Олігосапробна зона – чиста вода.

Характерна риса проточної води – здатність до самоочищення, у результаті якого виникають такі ефекти як виникнення градієнтів концентрацій кисню, живильних елементів, біооб’єктів. Її можна порівняти із системою, що знаходиться в стані шумування і здатної до самовідновлення, а сам процес очищення: видалення розчинених чи зважених органічних речовин, полютантів та інших хімічних сполук. Отже, хімічний склад даних відкладень фактично впливає на водяний біоценоз.

4.1.3. Роль мікроорганізмів у процесах розкладання

У стічних водах забруднюючі органічні сполуки різко збільшують кількість мікроорганізмів, для яких ця органіка – живильне середовище. Розвиваються патогенні і сапрофітні організми, гетеротрофні бактерії і гриби, що розкладають органіку.

Ці організми входять у детритні харчові ланцюги, і чим більше різноманітність мікрофлори, тим більш повно здійснюється розкладання всього комплексу забруднення. Отже, щільність біологічної популяції зменшується вниз за течією в напрямку зниження концентрації живильних речовин.

Крива БПК по зонах відповідає кривої зміни чисельності бактерій. Крім того, у водах, забруднених органікою, завжди існують дрібні організми, гетеротрофи, мікрохижакі, що харчуються і цими бактеріями, і продуктами їхньої життєдіяльності, продуктами розкладання органіки. Саме наявність таких організмів у воді дозволяє довести процес до кінцевої стадії – повної мінералізації.