ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экология пресных поверхностных вод из "Рациональное использование водных ресурсов" Скорость движения воды водоема и отдельных его участков существенно влияет на температурный режим. В быстротекущих реках температура различных слоев воды более или менее одинакова. При замедленном течении вода хорошо прогревается на отмелях, но имеет более низкую температуру на глубине. Температура воды в реках быстро меняется со сменой сезонов года.. [c.30] В озерах сезонные колебания температуры испытывают верхние слои воды. Весной, прогреваясь до температуры 4°С, при которой плотность воды максимальна, верхние слои опускаются на дно, вытесняя более теплую воду к поверхности. Повышение температуры верхних слоев приводит к уменьшению ее плотности, в результате чего верхний слой остается на поверхности. Таким образом, возникает температурное расслоение воды по глубине, называемое стратификацией. В зимнее время наблюдается обратная стратификация. [c.30] Вода обогащается кислородом в результате фотосинтеза и атмосферной реаэрации. Кислородный режим в водоеме характеризует много факторов, определяющих скорости его растворения и потребления. Верхние слои воды более насыщены кислородом, поскольку именно здесь происходят фотосинтез и атмосферная реаэрация. [c.30] Воды открытых водоемов разнообразны но химическому составу и микронаселению. Микронаселение складывается из собственного (автохтонного) и микроорганизмов, поступивших в водоем с загрязнениями и приспособившихся к существованию в данном водоеме (аллохтонное население). [c.30] В сложных биологических сообществах, формирующихся в водоеме, различают два основных биоценоза планктон и бентос. [c.30] И Особое значение имеет загрязнение водоема патогенными микроорганизмами и яйцами гельминтов, представляющими опасность инфекций через воду. Вместе со взвесью патогенные организмы и особенно яйца гельминтов могут частично оседать на дно. Взмучивание отложений вновь приводит к попаданию их в водную среду. Снособ-иость водоема противостоять этому нарушению, освобождаться от вносимых загрязнений и восстанавливать свои природные свойства и составляет сущность самоочищения. [c.31] Ш Самоочищение — это сложный, комплекс взаимосвязанных химических, физико-химических и биохимических процессов. Смешение сточных вод с водой водоема, приводящее к разбавлению стока, способствует процессам самоочищения. [c.31] В Наряду с этим в водоеме протекают химические реакции гидролиза, нейтрализации, окисления. Например, гидролиз солей железа и алюминия приводит к образованию гидроксидов этих металлов, способных к осаждению. Нейтрализующая способность воды водоема используется при устранении загрязнений веществами кислого или щелочного характера. Щелочные соединения природной воды — бикарбонаты и карбонаты участвуют в нейтрализации кислот, тогда как нейтрализация щелочных компонентов стока происходит в результате взаимодействия их с растворенной в воде угольной кислотой. [c.31] Реакции химического окисления многообразны, и большинство из них связано с одновременно протекающими физико-химическими и биохимическими явлениями. Растворенный в воде кислород способен окислять многие органические соединеиия с образованием пероксида водорода и органических перекисей. Аналогичные продукты образуются при биохимическом окислении органических веществ, при этом большая часть пероксида водорода получается именно биохимическом путем. [c.31] Окисление органических веществ инициирует и ультрафиолетовое излучение. Фотохимические реакции в поверхностном слое воды увеличивают скорости окисления различных веществ в 2...10 раз. [c.31] физико-химическим факторам самоочищения относятся сорбция, коагуляция, растворение, эмульгирование веществ. Например, сорбция растворенных и коллоидных веществ взвешенными частицами приводит к увеличению их концентрации в микрозонах и повышению скорости химического или биохимического окисления веществ. Эмульгирование масел и нефтепродуктов увеличивает поверхность контакта в системе кислород — вещество -г клетка. Осаждение взвешенных частиц тоже представляет собой физикохимический процесс, так как сопровождается явлениями агломерации, коагуляции, сорбции. [c.31] Самоочищение от ионов тяжелых металлов происходит в результате ряда процессов соосаждения с гидроксидами трехвалеит-ных металлов, сорбции ионов органическими коллоидами и микроорганизмами, образования сложных металлоорганических комплексов с гуминовыми кислотами. Доля участия каждого из этих процессов в удалении тял елых металлов зависит от концентрации металлов, pH, окислительно-восстановительных условий. В ходе этих процессов вода освобождается от ионов тяжелых металлов, которые переходят в донные осадки и накапливаются там. Изменение окислитедьно-восстановительных процессов способствует переходу ионов металлов в водный слой, т. е. вторичному загрязнению воды. И В самоочищении водоема биохимическая деятельность гидробионтов доминирует. Практически все химические и физико-химические процессы самоочищения ускоряются благодаря участию обитателей водоема. Сложившиеся здесь сообщества живых организмов реагируют на воздействие химических загрязнений как одно целое, как система, способная справиться с внесенными извне загрязнениями путем включения их в биотический круговорот веществ в водоеме. [c.32] Способность водоема к самоочищению не безгранична. Как всякий сложный биохимический процесс биологическое самоочищение чувствительно к внешним воздействиям, в том числе перегрузкам, токсичным соединениям и т. д. При высокой концентрации органических веществ, поступающих в водоем, гидробионты не успевают их использовать, вследствие чего загрязнения накапливаются и состояние водоема резко ухудшается. Токсичные соединеиия, нарушающие целостность экологической системы водоема, также снижают его способность к самоочищению. Поглощение зоопланктоном сапрофитных бактерий, составляющих определенное звено в пищевой цепи, стимулирует жизнедеятельность этого звена и тем самым повышает роль бактерий в биотическом круговороте. [c.32] Н По способу добывания пищи среди зоопланктона различают седиментаторов, фильтраторов и хищников. [c.32] Фотосинтетическая деятельность фитопланктона обеспечивает водоем кислородом. Кроме того, некоторые представители фитопланктона непосредственно участвуют в самоочищении, усваивая простые органические соединения. [c.33] Процессы минерализации заметно усиливаются, если в водоеме присутствуют макрофиты. В зарослях макрофитов бентос, как правило, более богат разнообразными организмами-минерализаторами. Макрофиты стимулируют процессы аэробного биохимического разложения органики, выделяя в воду значительные количества кислорода. Кроме того, установлено, что в присутствии макрофитов интенсифицируется деятельность многих бактерий, в частности нефтеокисляющих.. [c.33] Органические вещества, как внесенные извне, так и образующиеся в результате отмирания - фито- и зоопланктона, частично оседают на дно. В донных отложениях процессы минерализации протекают так же интенсивно, как и в водном слое. В них участвуют бактерии, черви, моллюски, простейшие личинки насекомых. Гидробионты играют важную роль в освобождении воды от аллох-тониой патогенной микрофлоры. [c.33] Комплексное использование водных ресурсов объединяет физико-химические, биологические, инженерные и социальные аспекты народнохозяйственной деятельности. При рассмотрении любых водохозяйственных задач наряду с технологическими инженерными задачами решаются природосохраниые и социологические. В связи с этим в водохозяйственной системе водоснабжение и канализация представляют собой лишь составную часть из множества элементов, выполняюш,их разнообразные функции и связанных между собой. Связи эти сложны, поэтому такие системы отнесены к разряду сложных или больших систем. Особенность таких систем — большое число входящих в них элементов (10 ... 10 ) и тесная их взаимосвязь. Изучают и анализируют работу таких систем на основе методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного и технического характера. Для этого проводятся анализ и описание принципов построения и работы как элементов системы, так и самой системы в целом. При этом учитывается взаимосвязь отдельных элементов водохозяйственной системы (как структурных частей сложной системы) с учетом роли каждого из элементов в решении поставленной перед системой цели. Анализ процессов функционирования водохозяйственных систем дает возможность оптимизировать структурные части системы в настоящее время и отдаленную перспективу. [c.34] Важнейшим средством регулирования речного стока является сооружение водохранилищ, позволяющих аккумулировать в них паводковый сток и перераспределять его во времени. В Советском Союзе созданы крупнейшие водохранилища комплексного назначения суммарно полезной емкостью около 550 км , которые в значительной степени способствуют успешному водообеспечению народно го хозяйства. [c.34] Вернуться к основной статье