Procesi samopročišćavanja prirodnih voda. Samočišćenje
Jedno od najvrjednijih svojstava prirodnih voda je njihova sposobnost samopročišćavanja. Samopročišćavanje vode je obnavljanje njihovih prirodnih svojstava u rijekama, jezerima i drugim vodnim tijelima, koje se prirodno odvija kao rezultat međusobno povezanih fizikalno-kemijskih, biokemijskih i drugih procesa (turbulentna difuzija, oksidacija, sorpcija, adsorpcija itd.). Sposobnost rijeka i jezera za samopročišćavanje usko je ovisna o mnogim drugim prirodnim čimbenicima, a posebice o fizičkim i zemljopisnim uvjetima, sunčevom zračenju, aktivnosti mikroorganizama u vodi, utjecaju vodene vegetacije i posebice o hidrometeorološkom režimu. Najintenzivnije samopročišćavanje vode u akumulacijama i potocima događa se u toploj sezoni, kada je biološka aktivnost u vodenim ekosustavima najveća. Brže teče na rijekama s brzim strujama i gustim šikarama trske, trske i trske duž njihovih obala, posebno u šumsko-stepskim i stepskim zonama zemlje. Potpuna promjena vode u rijekama traje u prosjeku 16 dana, u močvarama - 5 godina, u jezerima - 17 godina.
Smanjenje koncentracije anorganskih tvari koje onečišćuju vodna tijela događa se neutralizacijom kiselina i lužina zbog prirodnog puferiranja prirodnih voda, stvaranja teško topljivih spojeva, hidrolize, sorpcije i taloženja. Zbog kemijske i biokemijske oksidacije smanjuje se koncentracija organskih tvari i njihova toksičnost. Ove prirodne metode samopročišćavanja odražavaju se u prihvaćenim metodama pročišćavanja onečišćene vode u industriji i poljoprivredi.
Za održavanje potrebne prirodne kakvoće vode u akumulacijama i potocima od velikog je značaja širenje vodene vegetacije koja u njima djeluje kao svojevrsni biofilteri. Visoka sposobnost čišćenja vodenih biljaka naširoko se koristi u mnogim industrijskim poduzećima u našoj zemlji i inozemstvu. U tu svrhu stvaraju se različiti umjetni taložnici u koje se sadi jezerska i močvarna vegetacija koja učinkovito pročišćava onečišćene vode.
U posljednjih nekoliko godina, umjetna aeracija postala je široko rasprostranjena - jedan od učinkovitih načina pročišćavanja kontaminirane vode, kada je proces samopročišćavanja naglo smanjen zbog nedostatka kisika otopljenog u vodi. U tu svrhu u akumulacije i vodotoke ili na aeracijske stanice ugrađuju se posebni perlatori prije ispuštanja onečišćene vode.
Zaštita vodnih resursa od onečišćenja.
Zaštita vodnih resursa sastoji se od zabrane ispuštanja nepročišćene vode u akumulacije i vodotoke, stvaranja vodozaštitnih zona, poticanja procesa samopročišćavanja u vodnim tijelima, očuvanja i poboljšanja uvjeta za stvaranje površinskog i podzemnog otjecanja u slivovima.
Rijeke su prije nekoliko desetljeća zahvaljujući samopročišćavajućoj funkciji uspjele pročistiti svoje vode. Sada, u najnaseljenijim područjima zemlje, kao rezultat izgradnje novih gradova i industrijskih poduzeća, mjesta korištenja vode su tako gusto smještena da su često mjesta ispuštanja otpadnih voda i vodozahvati gotovo u blizini. Stoga se sve više pažnje posvećuje razvoju i primjeni učinkovitih metoda pročišćavanja i naknadne obrade otpadnih voda, pročišćavanja i neutralizacije vode iz slavine. U nekim poduzećima poslovi povezani s vodom igraju sve važniju ulogu. Troškovi vodoopskrbe, obrade i odlaganja otpadnih voda posebno su visoki u industriji celuloze i papira, rudarstvu i petrokemiji.
Sekvencijalno pročišćavanje otpadnih voda u suvremenim poduzećima uključuje primarno, mehaničko pročišćavanje (uklanjaju se tvari koje se lako talože i plutaju) i sekundarno, biološko (uklanjaju se biološki razgradive organske tvari). U ovom slučaju provodi se koagulacija - za taloženje suspendiranih i koloidnih tvari, kao i fosfora, adsorpcija - za uklanjanje otopljenih organskih tvari i elektroliza - za smanjenje sadržaja otopljenih tvari organskog i mineralnog podrijetla. Dezinfekcija otpadnih voda provodi se kloriranjem i ozonizacijom. Važan element procesa čišćenja je uklanjanje i dezinfekcija nastalog taloga. U nekim slučajevima, posljednji korak je destilacija vode.
Najnapredniji suvremeni uređaji za pročišćavanje osiguravaju da je otpadna voda oslobođena organskih onečišćenja za samo 85-90%, a samo u nekim slučajevima za 95%. Stoga ih je i nakon čišćenja potrebno razrijediti 6-12 puta, a često i više, čistom vodom kako bi se održalo normalno funkcioniranje vodenih ekosustava. Činjenica je da je prirodna sposobnost samopročišćavanja akumulacija i vodotoka vrlo beznačajna. Samopročišćavanje se događa samo ako je ispuštena voda prošla potpuno pročišćavanje, au vodnom tijelu je razrijeđena vodom u omjeru 1:12-15. Ukoliko otpadne vode u velikim količinama, a još više nepročišćene, dospijevaju u akumulacije i vodotoke, postupno se gubi stabilna prirodna ravnoteža vodenih ekosustava i narušava njihovo normalno funkcioniranje.
Nedavno su razvijene i implementirane sve učinkovitije metode pročišćavanja i naknadne obrade otpadnih voda nakon biološke obrade koristeći najnovije metode pročišćavanja otpadnih voda: radijacijske, elektrokemijske, sorpcijske, magnetske, itd. Poboljšanje tehnologije pročišćavanja otpadnih voda, daljnje povećanje stupnja pročišćavanja najvažniji su poslovi u područjima zaštite voda od onečišćenja.
Naknadnu obradu pročišćenih otpadnih voda na poljoprivrednim navodnjavanim poljima (AIF) trebalo bi mnogo više koristiti. Kod naknadne obrade otpadnih voda u ZPO-u ne troše se sredstva na njihovu industrijsku naknadnu obradu, stvara se mogućnost dobivanja dodatnih poljoprivrednih proizvoda, značajno se štedi voda, jer se smanjuje unos svježe vode za navodnjavanje i nema potrebe trošiti vodu za razrjeđivanje otpadnih voda. Kada se komunalna otpadna voda koristi u postrojenju za obradu otpada, biljke apsorbiraju hranjive tvari i mikroelemente koje ona sadrži brže i potpunije od umjetnih mineralnih gnojiva.
Važne zadaće također uključuju sprječavanje onečišćenja vodenih tijela pesticidima i otrovnim kemikalijama. Za to je potrebno ubrzati provođenje protuerozijskih mjera, stvoriti pesticide koji bi se razgradili unutar 1-3 tjedna bez zadržavanja toksičnih ostataka u usjevu. Dok se ovi problemi ne riješe, potrebno je ograničiti poljoprivredno korištenje obalnog područja uz vodotoke ili u njima ne koristiti pesticide. Stvaranje vodozaštitnih zona također zahtijeva veću pozornost.
U zaštiti izvorišta voda od onečišćenja važno je uvođenje naknade za ispuštanje otpadnih voda, izrada cjelovitih regionalnih shema potrošnje vode, odvodnje i pročišćavanja otpadnih voda te automatizacija nadzora kakvoće vode na izvorištima. Valja napomenuti da složene regionalne sheme omogućuju prelazak na ponovnu uporabu i ponovnu uporabu vode, rad zajedničkih uređaja za pročišćavanje otpadnih voda u regiji, kao i automatizaciju procesa upravljanja radom vodoopskrbnih i kanalizacijskih sustava.
U sprječavanju onečišćenja prirodnih voda velika je uloga zaštite hidrosfere, budući da negativna svojstva hidrosfere ne samo da modificiraju vodeni ekosustav i depresivno djeluju na njegove hidrobiološke resurse, već uništavaju i kopnene ekosustave, njegove biološke sustave, kao i litosfera.
Valja naglasiti da je jedna od radikalnih mjera borbe protiv onečišćenja prevladavanje uvriježene tradicije da se vodna tijela smatraju prijemnicima otpadnih voda. Gdje je to moguće, ili crpljenje vode ili ispuštanje otpadnih voda treba eliminirati u istim vodotocima i vodnim tijelima.
Zaštita atmosferskog zraka i tla.
Posebno zaštićena prirodna područja. Zaštita flore i faune.
Učinkovit oblik zaštita prirodnih ekosustava, kao i biotske zajednice posebno zaštićena prirodna područja. Oni omogućuju očuvanje standarda (uzoraka) netaknutih biogeocenoza, ne samo na nekim egzotičnim, rijetkim mjestima, već iu svim tipičnim prirodnim zonama Zemlje.
DO posebno zaštićena prirodna područja(SPNA) odnose se na površine kopna ili vodenih površina koje su zbog svog ekološkog i drugog značaja odlukama Vlade potpuno ili djelomično povučene iz gospodarske namjene.
Zakonom o zaštićenim prirodnim područjima, donesenim u veljači 1995., utvrđene su sljedeće kategorije ovih područja: a) državni prirodni rezervati, uklj. biosfera; b) nacionalni parkovi; c) prirodni parkovi; d) državni prirodni rezervati; e) spomenici prirode; f) dendrološki parkovi i botanički vrtovi.
rezerva- to je zakonom posebno zaštićeni prostor (teritorij ili akvatorij), koji je u potpunosti izvučen iz normalne gospodarske uporabe radi očuvanja prirodnog kompleksa u prirodnom stanju. U prirodnim rezervatima dopuštene su samo znanstvene, sigurnosne i kontrolne djelatnosti.
Danas u Rusiji postoji 95 prirodnih rezervata ukupne površine 310 tisuća četvornih metara. km, što je oko 1,5% cjelokupnog teritorija Rusije. Kako bi se neutralizirao tehnogeni utjecaj susjednih teritorija, osobito u područjima s razvijenom industrijom, oko prirodnih rezervata stvaraju se zaštitne zone.
Rezervati biosfere (BR) obavljaju četiri funkcije: očuvanje genetske raznolikosti našeg planeta; provođenje znanstvenih istraživanja; praćenje pozadinskog stanja biosfere (ekološki monitoring); obrazovanje za okoliš i međunarodnu suradnju.
Očito je da su funkcije rezervata šire od funkcija bilo koje druge vrste zaštićenih prirodnih područja. Oni služe kao svojevrsni međunarodni standardi, ekološki standardi.
Sada je na Zemlji stvorena jedinstvena globalna mreža od više od 300 rezervata biosfere (u Rusiji ih ima 11). Svi oni rade prema dogovorenom UNESCO-vom programu, provode stalna promatranja promjena u prirodnom okolišu pod utjecajem antropogenih aktivnosti.
Nacionalni park- veliki teritorij (od nekoliko tisuća do nekoliko milijuna hektara), koji uključuje i potpuno zaštićena područja i zone namijenjene određenim vrstama gospodarskih aktivnosti.
Ciljevi stvaranja nacionalnih parkova su: 1) ekološki (očuvanje prirodnih ekosustava); 2) znanstveni (razvoj i provedba metoda za očuvanje prirodnog kompleksa u uvjetima masovnog dolaska posjetitelja) i 3) rekreacijski (regulirani turizam i rekreacija ljudi).
U Rusiji postoje 33 nacionalna parka s ukupnom površinom od oko 66,5 tisuća četvornih metara. km.
Park prirode- područje posebne ekološke i estetske vrijednosti koje se koristi za organizirani odmor stanovništva.
rezerva je prirodni kompleks koji je namijenjen očuvanju jedne ili više vrsta životinja ili biljaka uz ograničeno korištenje drugih. Postoje krajobrazni, šumski, ihtiološki (ribe), ornitološki (ptice) i druge vrste rezervata. Obično, nakon što se obnovi gustoća naseljenosti zaštićenih vrsta životinja ili biljaka, rezervat se zatvara i dopušta se jedna ili druga vrsta gospodarske aktivnosti. U Rusiji sada postoji više od 1600 državnih prirodnih rezervata s ukupnom površinom od preko 600 tisuća četvornih metara. km.
Spomenik prirode- pojedinačni prirodni objekti koji su jedinstveni i neponovljivi i imaju znanstveno, estetsko, kulturno ili obrazovno značenje. To mogu biti vrlo stara stabla koja su bila “svjedoci” nekih povijesnih događaja, špilje, stijene, vodopadi itd. Takvih u Rusiji ima oko 8 tisuća, dok je na području gdje se spomenik nalazi svaka aktivnost koja bi ih mogla uništiti je zabranjeno .
Dendrološki parkovi i botanički vrtovi su zbirke drveća i grmlja koje je čovjek stvorio u svrhu očuvanja biološke raznolikosti i obogaćivanja flore, te u interesu znanstvenog, studijskog i kulturno-prosvjetnog rada. Često obavljaju radove vezane uz uvođenje i aklimatizaciju novih biljaka.
Za kršenje režima posebno zaštićenih prirodnih područja, rusko zakonodavstvo uspostavlja upravnu i kaznenu odgovornost. Istodobno, znanstvenici i stručnjaci snažno preporučuju značajno povećanje površine posebno zaštićenih područja. Tako, na primjer, u SAD-u područje potonjeg je više od 7% teritorija zemlje.
Rješenje ekoloških problema, a time i perspektiva održivog razvoja civilizacije, u velikoj je mjeri vezano uz kompetentno korištenje obnovljivih resursa i raznih funkcija ekosustava, te njihovo upravljanje. Ovaj smjer je najvažniji put za prilično dugotrajno i relativno održivo korištenje prirodnih resursa u kombinaciji s očuvanjem i održavanjem stabilnosti biosfere, a posljedično i čovjekova okoliša.
Svaka biološka vrsta je jedinstvena. Sadrži podatke o razvoju flore i faune od velikog znanstvenog i primijenjenog značaja. Budući da su sve mogućnosti dugoročnog korištenja određenog organizma često nepredvidive, cijeli genski fond našeg planeta (s možda iznimkom nekih patogenih organizama opasnih po čovjeka) podliježe strogoj zaštiti. Potreba za zaštitom genskog fonda sa stajališta koncepta održivog razvoja ("koevolucija") nije diktirana toliko ekonomskim koliko moralnim i etičkim razlozima. Čovječanstvo neće preživjeti samo.
Vrijedno je podsjetiti se na jedan od ekoloških zakona B. Commonera: "Priroda zna najbolje!" Mogućnosti korištenja genskog fonda životinja, koje su prije bile nepredviđene, sada pokazuje bionika, zahvaljujući kojoj postoje brojna poboljšanja u inženjerskim nacrtima temeljenim na proučavanju strukture i funkcija organa divljih životinja. Utvrđeno je da neki beskralježnjaci (mekušci, spužve) imaju sposobnost nakupljanja velikih količina radioaktivnih elemenata i pesticida. Kao rezultat toga, mogu biti bioindikatori onečišćenja okoliša i pomoći ljudima u rješavanju ovog važnog problema.
Zaštita biljnog genofonda. Kao sastavni dio opće problematike zaštite okoliša, zaštita biljnog genofonda je skup mjera za očuvanje cjelokupne specijske raznolikosti biljaka - nositelja nasljedne baštine proizvodnih ili znanstveno ili praktično vrijednih svojstava.
Poznato je da se pod utjecajem prirodne selekcije i kroz spolno razmnožavanje jedinki, najkorisnija svojstva za vrstu nakupljaju u genskom fondu svake vrste ili populacije; sadržani su u kombinacijama gena. Stoga su zadaci korištenja prirodne flore od velike važnosti. Naši moderni žitarice, voće, povrće, bobičasto voće, stočna hrana, industrijski, ukrasni usjevi, čija je središta podrijetla uspostavio naš izvanredni sunarodnjak N.I. Vavilov, vuku svoje podrijetlo ili od divljih predaka, ili su kreacije znanosti, ali temeljene na prirodnim strukturama gena. Korištenjem nasljednih svojstava divljih biljaka dobivene su potpuno nove vrste korisnih biljaka. Selekcijom hibrida stvoreni su višegodišnji hibridi pšenice i žitno-krmni hibridi. Prema izračunima znanstvenika, oko 600 vrsta divljih biljaka može se koristiti u selekciji poljoprivrednih kultura iz flore Rusije.
Zaštita biljnog genofonda provodi se stvaranjem prirodnih rezervata, prirodnih parkova i botaničkih vrtova; formiranje banke genofonda lokalnih i unesenih vrsta; proučavanje biologije, ekoloških potreba i konkurentske sposobnosti biljaka; ekološka procjena biljnog staništa, predviđanje njegovih promjena u budućnosti. Zahvaljujući rezervatima, sačuvana su stabla bora Pitsunda i Eldar, pistacije, tise, šimšira, rododendrona, ginsenga itd.
Zaštita genofonda životinja. Promjena životnih uvjeta koja se javlja pod utjecajem ljudske aktivnosti, popraćena izravnim progonom i istrebljenjem životinja, dovodi do osiromašenja njihovog sastava vrsta i smanjenja broja mnogih vrsta. Godine 1600 Na planeti je bilo oko 4230 vrsta sisavaca, do danas je nestalo 36 vrsta, a 120 vrsta je u opasnosti od izumiranja. Od 8684 vrste ptica, 94 su nestale, a 187 je ugroženo. Ništa bolja situacija nije ni s podvrstama: od 1600. godine nestale su 64 podvrste sisavaca i 164 podvrste ptica, u opasnosti su 223 podvrste sisavaca i 287 podvrsta ptica.
Zaštita genskog fonda čovječanstva. U tu svrhu stvoreni su razni znanstveni pravci kao što su:
1) ekotoksikologija- dio toksikologije (znanost o otrovima) koji proučava sastav sastojaka, karakteristike distribucije, biološko djelovanje, aktivaciju, deaktivaciju štetnih tvari u okolišu;
2) medicinsko genetsko savjetovanje u posebnim medicinskim ustanovama za utvrđivanje prirode i posljedica djelovanja ekotoksikanata na ljudski genetski aparat radi rađanja zdravog potomstva;
3) skrining- selekcija i ispitivanje mutagenosti i karcinogenosti čimbenika okoliša (prirodni okoliš oko čovjeka).
Patologija okoliša- doktrina ljudskih bolesti, u čijoj pojavi i razvoju vodeću ulogu imaju nepovoljni čimbenici okoliša u kombinaciji s drugim patogenim čimbenicima.
Temeljni pravci zaštite okoliša.
Standardizacija kvalitete okoliša. Zaštita atmosfere, hidrosfere, litosfere, biotičkih zajednica. Eko-zaštitna oprema i tehnologije.
Samopročišćavanje vode u akumulacijama skup je međusobno povezanih hidrodinamičkih, fizikalno-kemijskih, mikrobioloških i hidrobioloških procesa koji dovode do uspostavljanja izvornog stanja vodnog tijela.
Među fizičkim čimbenicima, razrjeđivanje, otapanje i miješanje ulaznih kontaminanata od najveće su važnosti. Dobro miješanje i smanjene koncentracije lebdećih čestica osigurava brz tok rijeka. Samopročišćavanje akumulacija pospješuje taloženje netopljivih sedimenata na dno, kao i taloženje onečišćenih voda. U zonama s umjerenom klimom, rijeka se čisti nakon 200-300 km od mjesta onečišćenja, a na krajnjem sjeveru - nakon 2 tisuće km.
Dezinfekcija vode događa se pod utjecajem ultraljubičastog zračenja sunca. Dezinfekcijski učinak postiže se izravnim destruktivnim djelovanjem ultraljubičastih zraka na proteinske koloide i enzime protoplazme mikrobnih stanica, kao i spore organizama i virusa.
Među kemijskim čimbenicima samopročišćavanja rezervoara treba istaknuti oksidaciju organskih i anorganskih tvari. Samopročišćavanje akumulacije često se procjenjuje u odnosu na lako oksidirajuću organsku tvar ili prema ukupnom sadržaju organske tvari.
Sanitarni režim rezervoara karakterizira prvenstveno količina kisika otopljenog u njemu. Trebao bi biti najmanje 4 mg po 1 litri vode u bilo koje doba godine za rezervoare prvog i drugog tipa. Prva vrsta uključuje rezervoare koji se koriste za opskrbu poduzeća pitkom vodom, druga vrsta uključuje one koje se koriste za kupanje, sportske događaje i one koje se nalaze unutar naseljenih mjesta.
Biološki čimbenici samopročišćavanja akumulacije uključuju alge, plijesan i kvasac. Međutim, fitoplankton nema uvijek pozitivan učinak na procese samopročišćavanja: u nekim slučajevima, masovni razvoj plavo-zelenih algi u umjetnim rezervoarima može se smatrati procesom samozagađenja.
Predstavnici životinjskog svijeta također mogu pridonijeti samopročišćavanju vodenih tijela od bakterija i virusa. Tako kamenica i neke druge amebe apsorbiraju crijevne i druge viruse. Svaki mekušac dnevno filtrira više od 30 litara vode.
Čistoća vodenih površina nezamisliva je bez zaštite njihove vegetacije. Samo na temelju dubokog poznavanja ekologije svake akumulacije i učinkovite kontrole nad razvojem različitih živih organizama koji ga nastanjuju mogu se postići pozitivni rezultati, osigurati prozirnost i visoka biološka produktivnost rijeka, jezera i akumulacija.
Drugi čimbenici također nepovoljno utječu na procese samopročišćavanja vodenih tijela. Kemijsko onečišćenje vodenih tijela industrijskim otpadnim vodama, hranjivim tvarima (dušik, fosfor itd.) inhibira prirodne oksidativne procese i ubija mikroorganizme. Isto vrijedi i za ispuštanje termalnih otpadnih voda termoelektranama.
Višefazni proces, ponekad dugotrajan, je samopročišćavanje ulja. U prirodnim uvjetima, kompleks fizičkih procesa samopročišćavanja vode iz nafte sastoji se od niza komponenti: isparavanje; taloženje grudica, posebno onih preopterećenih talogom i prašinom; sljepljivanje grudica suspendiranih u vodenom stupcu; plutanje grudica koje tvore film s inkluzijama vode i zraka; smanjenje koncentracije suspendiranog i otopljenog ulja uslijed taloženja, plutanja i miješanja s čistom vodom. Intenzitet ovih procesa ovisi o svojstvima pojedine vrste nafte (gustoća, viskoznost, koeficijent toplinskog rastezanja), prisutnosti koloida, suspendiranih i prenosivih čestica planktona i dr. u vodi, temperaturi zraka i sunčevoj svjetlosti.
Između komponenti vodenog ekosustava tijekom njegova funkcioniranja postoji kontinuirana izmjena tvari i energije. Ova je izmjena cikličke prirode s različitim stupnjevima zatvorenosti, praćena transformacijom tvari pod utjecajem fizičkih, kemijskih i bioloških čimbenika. Tijekom transformacije može doći do postupne razgradnje složenih tvari u jednostavne, a jednostavne tvari mogu se sintetizirati u složene. Ovisno o intenzitetu vanjskog utjecaja na vodni ekosustav i prirodi procesa, ili se vodeni ekosustav vraća u pozadinska stanja (samopročišćavanje) ili se vodeni ekosustav prelazi u drugo stabilno stanje, koje će karakterizirati različite kvantitativni i kvalitativni pokazatelji biotičkih i abiotičkih komponenti. Ako vanjski utjecaj premašuje samoregulacijske mogućnosti vodenog ekosustava, može doći do njegovog uništenja. Samopročišćavanje vodenih ekosustava posljedica je sposobnosti samoregulacije. Opskrba tvarima iz vanjskih izvora je utjecaj koji je vodeni ekosustav sposoban podnijeti unutar određenih granica putem unutarsustavnih mehanizama. U ekološkom smislu, samopročišćavanje je posljedica procesa uključivanja tvari koje ulaze u vodno tijelo u biokemijske cikluse uz sudjelovanje biote i čimbenika nežive prirode. Ciklus bilo kojeg elementa sastoji se od dva glavna fonda - rezervnog fonda, kojeg čini velika masa komponenti koje se sporo mijenjaju, i fonda za razmjenu (cirkulaciju), koji karakterizira brza izmjena između organizama i njihovog staništa. Svi biokemijski ciklusi mogu se podijeliti u dvije glavne vrste - s rezervnim fondom u atmosferi (na primjer, dušik) i s rezervnim fondom u zemljinoj kori (na primjer, fosfor).
Samopročišćavanje prirodnih voda provodi se uključivanjem tvari koje dolaze iz vanjskih izvora u procese transformacije koji se kontinuirano odvijaju, zbog čega se primljene tvari vraćaju u njihov rezervni fond.
118 Ekologija grada
Pretvorba tvari rezultat je različitih procesa koji se istovremeno odvijaju, među kojima se mogu razlikovati fizikalni, kemijski i biološki mehanizmi. Veličina doprinosa svakog mehanizma ovisi o svojstvima nečistoće i karakteristikama pojedinog ekosustava.
Fizikalni mehanizmi samočišćenja.Izmjena plinova na granici atmosfera-voda. Zahvaljujući ovom procesu tvari koje imaju rezervni fond u atmosferi ulaze u vodno tijelo, a te se tvari vraćaju iz vodnog tijela u rezervni fond. Jedan od važnih posebnih slučajeva izmjene plinova je proces reaeracija atmosfere, zbog čega značajan dio kisika ulazi u vodeno tijelo. Intenzitet i smjer izmjene plinova određeni su odstupanjem koncentracije plina u vodi od koncentracije zasićenja C\ Vrijednost koncentracije zasićenja ovisi o prirodi tvari i fizikalnim uvjetima u vodnom tijelu - temperaturi i tlaku. Pri koncentracijama većim od C plin isparava u atmosferu, a pri koncentracijama manjim od Cs, plin apsorbira vodena masa.
sorpcija- apsorpcija nečistoća suspendiranim tvarima, pridnenim sedimentima i površinama vodenih organizama. Najenergičnije se sorbiraju koloidne čestice i organske tvari u nedisociranom molekularnom stanju. Proces se temelji na fenomenu adsorpcije. Brzina nakupljanja tvari po jedinici mase sorbensa proporcionalna je njezinoj nezasićenosti za danu tvar i koncentraciji tvari u vodi te obrnuto proporcionalna sadržaju tvari u sorbensu. Primjeri reguliranih tvari koje podliježu sorpciji su teški metali i površinski aktivne tvari.
Sedimentacija i resuspenzija. Vodena tijela uvijek sadrže određenu količinu suspendiranih tvari anorganskog i organskog podrijetla. Taloženje karakterizira sposobnost suspendiranih čestica da padnu na dno pod utjecajem gravitacije. Proces prijelaza čestica iz pridnenih sedimenata u suspendirano stanje naziva se resuspenzija. Nastaje pod utjecajem vertikalne komponente brzine turbulentnog strujanja.
Kemijski mehanizmi samočišćenja.Fotoliza- transformacija molekula tvari pod utjecajem svjetlosti koju apsorbiraju. Posebni slučajevi fotolize su fotokemijska disocijacija – raspadanje čestica na više jednostavnijih i fotoionizacija – pretvaranje molekula u ione. Od ukupne količine sunčevog zračenja, oko 1% se koristi u fotosintezi, od 5% do 30% reflektira se od površine vode. Glavnina sunčeve energije pretvara se u toplinu i sudjeluje u fotokemijskim reakcijama. Najučinkovitiji dio sunčeve svjetlosti je ultraljubičasto zračenje. Ultraljubičasto zračenje se apsorbira u sloju vode debljine oko 10 cm, ali zbog turbulentnog miješanja može prodrijeti u dublje slojeve vodenih tijela. Količina tvari koja se podvrgava fotolizi ovisi o vrsti tvari i njezinoj koncentraciji u vodi. Od tvari koje ulaze u vodena tijela, humusne tvari su osjetljive na relativno brzu fotokemijsku razgradnju.
119
Hidroliza- reakcija ionske izmjene između raznih tvari i vode. Hidroliza je jedan od vodećih čimbenika u kemijskoj transformaciji tvari u vodenim tijelima. Kvantitativna karakteristika ovog procesa je stupanj hidrolize, koji se podrazumijeva kao omjer hidroliziranog dijela molekula prema ukupnoj koncentraciji soli. Za većinu soli iznosi nekoliko postotaka i raste s povećanjem razrjeđenja i temperature vode. Organske tvari također su podložne hidrolizi. U ovom slučaju hidrolitičko cijepanje najčešće se događa vezom ugljikovog atoma s drugim atomima.
Biokemijsko samopročišćavanje posljedica je pretvorbe tvari koju provode hidrobionti. U pravilu, biokemijski mehanizmi daju glavni doprinos procesu samopročišćavanja, a tek kada su vodeni organizmi potlačeni (na primjer, pod utjecajem toksikanata) fizikalno-kemijski procesi počinju igrati značajniju ulogu. Biokemijska transformacija tvari nastaje kao rezultat njihovog uključivanja u trofičke mreže i provodi se tijekom procesa proizvodnje i uništavanja.
Primarna proizvodnja ima posebno važnu ulogu, budući da određuje većinu procesa unutar ležišta. Glavni mehanizam novog stvaranja organske tvari je fotosinteza. U većini vodenih ekosustava fitoplankton je ključni primarni proizvođač. Tijekom procesa fotosinteze sunčeva energija se izravno pretvara u biomasu. Nusprodukt ove reakcije je slobodni kisik proizveden fotolizom vode. Zajedno s fotosintezom, biljke prolaze procese disanja koji troše kisik.
Autotrofna proizvodnja i heterotrofna destrukcija dva su najvažnija aspekta transformacije tvari i energije u vodenim ekosustavima. Priroda i intenzitet proizvodno-destruktivnih procesa i, posljedično, mehanizam biokemijskog samopročišćavanja određeni su strukturom pojedinog ekosustava. Stoga se mogu značajno razlikovati u različitim vodnim tijelima. Štoviše, unutar iste vodene površine postoje različite životne zone (ekološke zone), koje se razlikuju po zajednicama organizama koji ih nastanjuju. Te su razlike uzrokovane promjenama životnih uvjeta tijekom prijelaza s površine na dubinu te s obalnih područja na otvorene dijelove.
U vodotocima, zbog intenzivnog miješanja i malih dubina, vertikalna zonalnost nije izražena. Na temelju presjeka toka razlikuje se ripalna - obalna zona i medijalna - otvorena zona koja odgovara jezgri rijeke. Ripal karakteriziraju male brzine protoka, šikare makrofita i visoke vrijednosti kvantitativnog razvoja hidrobionata. U medijalu je brzina kretanja vode veća, kvantitativni razvoj hidrobionata je manji. Prema uzdužnom profilu razlikuju se zone potoka i zone pukotina. U zoni potoka koji karakterizira spori tok, stanovništvo je kvantitativno bogatije, ali kvalitativno siromašnije. Za puške je tipična suprotna slika.
120 Ekologija grada
Složeni okolišni uvjeti utječu na procese samopročišćavanja vodotoka. Spore struje karakteriziraju povoljni uvjeti za fotosintezu, intenzivne procese transformacije tvari i procese taloženja. Zone s velikim brzinama karakteriziraju intenzivni procesi miješanja, izmjene plinova i razgradnje tvari.
U akumulacijama se ekološka zonalnost očituje jasnije nego u vodotocima. U vodnim tijelima, duž horizontalnog profila, razlikuju se litoralna zona - zona obalnih plitkih voda i pelagijska zona (limnička zona) - zona otvorenih voda. U dubokim akumulacijama razlikuju se tri zone vertikalno u pelagičnoj vodenoj masi - epilimnion, metalimnion i hipolimnion. Metalimnion ili termoklin je zona koja razdvaja epilimnion i hipolimnion. Karakterizira ga nagli pad temperature vode (1 stupanj po 1 m dubine). Iznad metalimniona nalazi se epilimnion. Epilimnion karakterizira prevlast proizvodnih procesa. S povećanjem dubine, kako se fotosintetski aktivno zračenje (PAR) smanjuje, intenzitet fotosinteze opada. Dubina na kojoj proizvodnja postaje jednaka destrukciji naziva se kompenzacijski horizont. Iznad nje je trofogena zona, gdje prevladavaju proizvodni procesi, a ispod nje je trofolitička zona, u kojoj prevladavaju procesi disanja i razgradnje. Trofogena zona nalazi se u epilimnionu, a trofolitska zona, u pravilu, pokriva metalimnion i hipolimnion.
U zoni dna akumulacija, osim litoralne zone, postoji i profundalna zona - dubokovodni dio koji se približno podudara s dijelom dna akumulacije ispunjenim hipolimnionskim vodama.
Dakle, u rezervoarima je moguće razlikovati zone s prevlašću fotosintetskih proizvoda i zone u kojima se odvijaju samo procesi uništavanja tvari. U hipolimnionu, osobito zimi i ljeti, često se promatraju anaerobni uvjeti, što smanjuje intenzitet procesa samopročišćavanja. Naprotiv, u litoralnoj zoni temperaturni i kisikov režimi pogodni su za intenzivne procese samopročišćavanja.
eutrofikacija, koji se shvaća kao hiperprodukcija organske tvari u vodnom tijelu pod utjecajem vanjskih (alohtonih) i unutarvodnih (autohtonih) čimbenika, jedan je od ozbiljnih ekoloških problema s kojima se suočavaju gotovo sve razvijene zemlje. Gotovo svako vodno tijelo podložno je eutrofikaciji, no ona je najizraženija u vodnim tijelima. Eutrofikacija vodnih tijela prirodan je proces, njegov se razvoj procjenjuje na geološkoj vremenskoj skali. Kao rezultat antropogenog unosa nutrijenata u vodna tijela, došlo je do naglog ubrzanja eutrofikacije. Rezultat ovog procesa, koji se naziva antropogena eutrofikacija, je smanjenje vremenske skale eutrofikacije od tisuća godina do desetljeća. Procesi eutrofikacije posebno se intenzivno odvijaju u urbaniziranim područjima, što ih je učinilo jednim od najkarakterističnijih obilježja urbanih vodnih tijela.
Odjeljak 3. Vodeni okoliš grada
Trofičnost vodnog tijela odgovara razini unosa organske tvari ili razini njezine proizvodnje po jedinici vremena i stoga je izraz kombiniranog djelovanja organske tvari nastale tijekom fotosinteze i dobavljene izvana. Prema stupnju trofičnosti razlikuju se dva ekstremna tipa vodnih tijela - oligotrofna i eutrofna. Glavne razlike između ove dvije vrste vodnih tijela navedene su u stol 3.14.
Tablica 3.14. Obilježja oligotrofnih i eutrofnih rezervoara
| Stanje rezervoara | ||
| Hapaktvpistika | ||
| oligotrofni | eutrofna | |
| Fizikalno-kemijske karakteristike | ||
| Koncentracija otopljenog kisika | visoko | Niska |
| u hipolimnionu | ||
| Koncentracija hranjivih tvari | Niska | visoko |
| Koncentracija suspendiranih krutih tvari | Niska | visoko |
| Prodor svjetlosti | dobro | Loše |
| Dubina | Velik | Mali |
| Biološke karakteristike | ||
| Produktivnost | Niska | visoko |
| Raznolikost vodenih vrsta | Mali | Velik |
| fitoplankton: | ||
| biomasa | Mali | Velik |
| dnevne migracije | Intenzivno | ograničeno |
| cvjetati | Rijetko | Često |
| karakteristične grupe | dijatomeje, | Zelena, plava |
| zelene alge | zelene alge |
Glavni mehanizam prirodnog procesa eutrofikacije je zamuljivanje vodenih tijela. Antropogena eutrofikacija nastaje zbog ulaska prekomjernih količina hranjivih tvari u vodu kao rezultat gospodarske aktivnosti. Visok sadržaj hranjivih tvari potiče autotrofnu hiperprodukciju organske tvari. Rezultat ovog procesa je cvjetanje vode zbog pretjeranog razvoja flore algi. Među biogenim elementima koji ulaze u vodu najveći utjecaj na procese eutrofikacije imaju dušik i fosfor, budući da njihov sadržaj i omjer reguliraju brzinu primarne produkcije. Preostali biogeni elementi u pravilu su sadržani u vodi u dovoljnim količinama i ne utječu na procese eutrofikacije. Za jezera je limitirajući element najčešće fosfor, a za vodotoke dušik.
Vodeno tijelo se pripisuje određenoj trofičkoj razini na temelju unosa organske tvari. Budući da je navedeno
Ekologija grada
U praksi je ovaj parametar teško kontrolirati; druge karakteristike vodenog ekosustava, koje su usko povezane s trofičkim stanjem akumulacije, koriste se kao pokazatelji trofičke razine. Ove karakteristike se nazivaju indikatorske karakteristike. Najčešće se u suvremenoj praksi kao pokazatelji koriste dovedene količine hranjivih tvari, koncentracije hranjivih tvari u vodenom tijelu, brzina iscrpljivanja kisika u hipolimnionu, prozirnost vode i biomasa fitoplanktona. Fitoplankton je glavni primarni proizvođač u većini vodenih ekosustava. Stoga je ekološko stanje većine vodenih tijela određeno fitoplanktonom i ovisi o nizu fizikalnih, kemijskih i bioloških čimbenika okoliša.
Fizički čimbenici eutrofikacije.Osvjetljenje. Ovisnost primarne proizvodnje o osvjetljenju prikazana je u riža. 3.18. Prodiranje svjetlosti u vodeni stupac određeno je brojnim čimbenicima. Upadnu svjetlost apsorbira sama voda i obojene tvari otopljene u njoj, a raspršuju je suspendirane tvari u vodi. Dubina na kojoj osvjetljenje iznosi 5% od osvjetljenja na površini naziva se eufotički horizont. Iznad eufotičkog horizonta nalazi se eufotička zona. Promjena primarne proizvodnje s dubinom ovisi o promjenama u osvjetljenju. U ljetnim mjesecima maksimalna produktivnost može se pomaknuti u dubinu. To se objašnjava prekomjernim osvjetljenjem površine, što dovodi do potiskivanja fitoplanktona, zbog čega se u dubljim slojevima stvaraju najbolji uvjeti za njegovo postojanje.
Temperatura utječe na fizičke i biološke procese eutrofikacije. Određuje stupanj zasićenosti vode kisikom, temperaturni profil utječe na intenzitet vertikalne turbulencije i time utječe na prijenos hranjivih tvari iz područja dna u epilimnion. Temperatura također utječe na količinu primarne proizvodnje (Slika 3.19). Optimalna temperatura varira ovisno o vrsti organizma, ali u većini slučajeva je u rasponu od 20-25°C.
Ekološko stanje vodnih tijela uvelike je vezano uz procese samopročišćavanja - prirodni rezervat za vraćanje izvornih svojstava i sastava vode.
Glavni procesi samopročišćavanja dovode do:
- transformacija (transformacija) onečišćujućih tvari u neškodljive ili manje štetne tvari kao rezultat kemijske i osobito biokemijske oksidacije;
- relativno pročišćavanje - prijelaz onečišćujućih tvari iz vodenog stupca u donje sedimente, koji u budućnosti mogu poslužiti kao izvor sekundarnog onečišćenja vode;
- uklanjanje onečišćujućih tvari izvan vodnog tijela kao rezultat isparavanja, ispuštanja plinova iz vodenog stupca ili uklanjanja pjene vjetrom.
Transformacija onečišćujućih tvari ima najveću ulogu u procesu samopročišćavanja vode. Obuhvaća nekonzervativne onečišćivače čije se koncentracije mijenjaju kao rezultat kemijskih, biokemijskih i fizikalnih procesa u vodnim tijelima. Nekonzervativi uglavnom uključuju organske i biogene tvari. Intenzitet oksidacije transformiranog polutanta ovisi prije svega o svojstvima te tvari, temperaturi vode i uvjetima opskrbe vode kisikom.
Temperaturni uvjeti mogu se ocijeniti prosječnom temperaturom vode za tri ljetna mjeseca, što dovoljno odražava uvjete za cijelo toplo razdoblje (temperatura vode na ruskim rijekama u zimskim mjesecima ostaje gotovo ista, blizu 0 ° C). Prema ovom pokazatelju rijeke i akumulacije dijele se u tri skupine: s temperaturom ispod 15°C, od 15 do 20°C i iznad 20°C.
Uvjeti za opskrbu kisikom određeni su uglavnom intenzitetom miješanja vode i trajanjem, koje je u prilično bliskoj korelaciji s ljetom.
Intenzitet miješanja vode u rijekama procjenjuje se približno, ovisno o prirodi terena kroz koji teku, a za jezera i akumulacije - koeficijentom plitkoće g, ovisno o površini vodene površine i prosječnoj dubini vode. rezervoar. Prema ovim kriterijima procjene, rijeke i akumulacije podijeljene su u 4 skupine: s jakim, značajnim, umjerenim i slabim miješanjem. Na temelju kombinacije temperature i uvjeta miješanja razlikuju se 4 kategorije uvjeta za transformaciju onečišćujućih tvari u površinskim vodama: povoljni, prosječni, nepovoljni i izrazito nepovoljni. Procjena samopročišćavanja vode na temelju ovih pokazatelja nije prihvatljiva ni za najveće transzonalne rijeke (Volga, Jenisej, Lena itd.), Ni za male rijeke (s površinom sliva manjom od 500–1000 km2), jer temperatura vode i uvjeti miješanja u njima jako se razlikuju od pozadinskih vrijednosti.
Važnu ulogu u samopročišćavanju vode ima i fizikalni proces razrjeđivanja sadržaja onečišćujućih tvari čija koncentracija u riječnoj vodi opada s povećanjem protoka vode u rijeci. Uloga razrjeđivanja nije samo smanjiti koncentraciju onečišćujućih tvari, već i smanjiti vjerojatnost trovanja (toksikoze) vodenih organizama odgovornih za biokemijsku razgradnju onečišćujućih tvari. Pokazatelj uvjeta za razrjeđivanje onečišćujućih tvari je prosječni godišnji protok vode za rijeku, odnosno ukupni protok vode pritoka koji se u nju ulijevaju za akumulaciju. Prema ovom pokazatelju sve rijeke i akumulacije podijeljene su u 6 skupina (s protokom vode od manje od 100 do više od 10 000 m3/s). Na temelju kombinacije dva najvažnija uvjeta - transformacije onečišćujućih tvari i potrošnje vode - moguće je približno procijeniti uvjete samopročišćavanja površinskih voda od onečišćujućih tvari i objediniti ih u 5 kategorija: od „najpovoljnijeg” do „iznimno nepovoljni”. Uvjeti samopročišćavanja uzimajući u obzir razrjeđivanje za transzonalne rijeke izračunati su pojedinačno za pojedinačne dionice svake rijeke. Gornji tokovi srednjih i velikih rijeka, karakterizirani slabom sposobnošću razrjeđivanja, klasificirani su kao rijeke s "izuzetno nepovoljnim" uvjetima samopročišćavanja.
Postoje određeni prostorni obrasci u uvjetima za transformaciju onečišćujućih tvari u ruskim površinskim vodama. Dakle, vodna tijela s "izuzetno nepovoljnim" uvjetima nalaze se u niskim područjima tundre i šumske tundre. Sva dubokovodna jezera (Ladoga, Onega, Baikal itd.) i akumulacije s posebno sporom izmjenom vode pripadaju istoj skupini. Teritori s "povoljnim" uvjetima transformacije ograničeni su na Srednjorusko i Volško gorje, podnožje Sjevernog Kavkaza.
Uzimajući u obzir razrjeđivanje onečišćenja, većinu srednjih i gotovo sve male rijeke u Rusiji karakteriziraju "izuzetno nepovoljni" uvjeti samopročišćavanja. „Najpovoljnije” uvjete za samopročišćavanje karakteriziraju dijelovi rijeka Ob, Jenisej, Lena i Amur, koji spadaju u najvišu kategoriju vodnosti (više od 10 000 m3/s) s temperaturom vode u prosječnom rasponu ( 15–20°C), kao i donji tok Volge s temperaturom iznad 20°C. Sljedeći rezervoari imaju istu kategoriju uvjeta: Volgogradskoye, Tsimlyanskoye, Nizhnekamskoye.
Analiza teritorijalnih razlika u uvjetima samopročišćavanja rijeka i akumulacija omogućuje približno procjenu stupnja opasnosti od njihovog onečišćenja od priljeva onečišćujućih tvari. To pak može poslužiti kao osnova za utvrđivanje razine ograničenja ispuštanja otpadnih voda u gradovima i izradu preporuka o veličini smanjenja disperziranog unosa onečišćujućih tvari u površinske vode.
Negativni prirodni čimbenici uključuju prisutnost strmih padina i poplavljenih područja koja su nestabilna na dodatna opterećenja uzrokovana čovjekom. Negativnim tehnogenim čimbenicima treba smatrati visoku nered u određenim područjima, utjecaj zagađenih i nedovoljno pročišćenih otpadnih voda iz stambenih područja, industrijskih zona i poduzeća, što utječe na kvalitetu vodnih tijela. Posljedično, stanje akumulacija ne zadovoljava uvjete za kulturne i društvene sadržaje. Osim toga, prekomjerno onečišćenje zraka uz autoceste tipično je za gotovo cijelo područje.
II. Vodna tijela, kao prirodni i prirodno-tehnogeni elementi krajobrazno-geokemijskih sustava, u većini su slučajeva konačna karika u akumulaciji otjecanja većine mobilnih tehnogenih tvari. U krajobrazno-geokemijskim sustavima tvari se s viših razina na niže hipsometrijske razine prenose površinskim i podzemnim otjecanjem, i obrnuto (s nižih na više razine) atmosferskim strujanjima i samo u nekim slučajevima strujanjima žive tvari (npr. masovni bijeg iz rezervoara insekata nakon završetka stadija razvoja ličinke koji se odvija u vodi, itd.).
Elementi krajobraza koji predstavljaju početne, najvisoko smještene poveznice (zauzimaju npr. lokalne površine sliva) geokemijski su autonomni i unos onečišćujućih tvari u njih je ograničen, s izuzetkom njihovog ulaska iz atmosfere. Elementi krajobraza koji tvore niže stupnjeve geokemijskog sustava (smješteni na padinama i u depresijama reljefa) geokemijski su subordinirani ili heteronomni elementi koji uz unos onečišćujućih tvari iz atmosfere primaju i dio onečišćujućih tvari koje dolaze s površinskim i podzemnim vodama. iz viših dijelova krajolika -geokemijska kaskada. S tim u vezi, onečišćujuće tvari nastale u slivnom području, zbog migracije u prirodnom okolišu, prije ili kasnije ulaze u vodna tijela uglavnom površinskim i podzemnim otjecanjem, postupno se nakupljajući u njima.
5 Osnovni procesi samopročišćavanja vode u vodnom tijelu
Samopročišćavanje vode u akumulacijama skup je međusobno povezanih hidrodinamičkih, fizikalno-kemijskih, mikrobioloških i hidrobioloških procesa koji dovode do uspostavljanja izvornog stanja vodnog tijela.
Među fizičkim čimbenicima, razrjeđivanje, otapanje i miješanje ulaznih kontaminanata od najveće su važnosti. Dobro miješanje i smanjene koncentracije lebdećih čestica osigurava brz tok rijeka. Samopročišćavanje akumulacija pospješuje taloženje netopljivih sedimenata na dno, kao i taloženje onečišćenih voda. U zonama s umjerenom klimom rijeka se čisti nakon 200-300 km od mjesta onečišćenja, a na krajnjem sjeveru - nakon 2 tisuće km.
Dezinfekcija vode događa se pod utjecajem ultraljubičastog zračenja sunca. Dezinfekcijski učinak postiže se izravnim destruktivnim djelovanjem ultraljubičastih zraka na proteinske koloide i enzime protoplazme mikrobnih stanica, kao i spore organizama i virusa.
Među kemijskim čimbenicima samopročišćavanja rezervoara treba istaknuti oksidaciju organskih i anorganskih tvari. Samopročišćavanje akumulacije često se procjenjuje u odnosu na lako oksidirajuću organsku tvar ili prema ukupnom sadržaju organske tvari.
Sanitarni režim rezervoara karakterizira prvenstveno količina kisika otopljenog u njemu. Trebao bi biti najmanje 4 mg po 1 litri vode u bilo koje doba godine za rezervoare prvog i drugog tipa. Prva vrsta uključuje rezervoare koji se koriste za opskrbu poduzeća pitkom vodom, druga vrsta uključuje one koje se koriste za kupanje, sportske događaje i one koje se nalaze unutar naseljenih mjesta.
Biološki čimbenici samopročišćavanja akumulacije uključuju alge, plijesan i kvasac. Međutim, fitoplankton nema uvijek pozitivan učinak na procese samopročišćavanja: u nekim slučajevima, masovni razvoj plavo-zelenih algi u umjetnim rezervoarima može se smatrati procesom samozagađenja.
Predstavnici životinjskog svijeta također mogu pridonijeti samopročišćavanju vodenih tijela od bakterija i virusa. Tako kamenica i neke druge amebe apsorbiraju crijevne i druge viruse. Svaki mekušac dnevno filtrira više od 30 litara vode.
Čistoća vodenih površina nezamisliva je bez zaštite njihove vegetacije. Samo na temelju dubokog poznavanja ekologije svake akumulacije i učinkovite kontrole nad razvojem različitih živih organizama koji ga nastanjuju mogu se postići pozitivni rezultati, osigurati prozirnost i visoka biološka produktivnost rijeka, jezera i akumulacija.
Drugi čimbenici također nepovoljno utječu na procese samopročišćavanja vodenih tijela. Kemijsko onečišćenje vodenih tijela industrijskim otpadnim vodama, hranjivim tvarima (dušik, fosfor itd.) inhibira prirodne oksidativne procese i ubija mikroorganizme. Isto vrijedi i za ispuštanje termalnih otpadnih voda termoelektranama.
Višefazni proces, ponekad dugotrajan, je samopročišćavanje ulja. U prirodnim uvjetima, kompleks fizičkih procesa samopročišćavanja vode iz nafte sastoji se od niza komponenti: isparavanje; taloženje grudica, posebno onih preopterećenih talogom i prašinom; sljepljivanje grudica suspendiranih u vodenom stupcu; plutanje grudica koje tvore film s inkluzijama vode i zraka; smanjenje koncentracije suspendiranog i otopljenog ulja uslijed taloženja, plutanja i miješanja s čistom vodom. Intenzitet ovih procesa ovisi o svojstvima pojedine vrste nafte (gustoća, viskoznost, koeficijent toplinskog rastezanja), prisutnosti koloida, suspendiranih i prenosivih čestica planktona i dr. u vodi, temperaturi zraka i sunčevoj svjetlosti.
6 Mjere za intenziviranje procesa samopročišćavanja vodnog tijela
Samopročišćavanje vode neizostavna je karika u kruženju vode u prirodi. Zagađenje bilo koje vrste tijekom samopročišćavanja vodnih tijela na kraju se koncentrira u obliku otpadnih proizvoda i mrtvih tijela mikroorganizama, biljaka i životinja koje se njima hrane, a koji se nakupljaju u masi mulja na dnu. Vodna tijela u kojima se prirodni okoliš više ne može nositi s pristiglim zagađivačima degradiraju se, a to se događa uglavnom zbog promjena u sastavu biote i poremećaja u hranidbenim lancima, prvenstveno mikrobne populacije vodenog tijela. Procesi samopročišćavanja u takvim vodnim tijelima su minimalni ili potpuno prestaju.
Takve promjene moguće je zaustaviti samo svrhovitim djelovanjem na čimbenike koji pridonose smanjenju nastajanja otpada i smanjenju emisija onečišćenja.
Ovaj se zadatak može riješiti samo provedbom sustava organizacijskih mjera i inženjersko-melioracijskih radova usmjerenih na obnovu prirodnog okoliša vodnih tijela.
Prilikom obnove vodnih tijela provođenje sustava organizacijskih mjera i inženjersko-melioracijskih radova preporučljivo je započeti s uređenjem slivnog područja, a zatim provesti čišćenje vodnog tijela, nakon čega slijedi uređenje obalnog i poplavnog područja. područja.
Osnovni cilj kontinuiranih mjera zaštite okoliša i inženjersko-melioracijskih radova na slivnom području je smanjenje nastanka otpada i sprječavanje neovlaštenog ispuštanja onečišćujućih tvari na topografiju slivnog područja, za što se provode sljedeće aktivnosti: sustav regulacije nastanka otpada; organizacija nadzora zaštite okoliša u sustavu gospodarenja otpadom iz proizvodnje i potrošnje; provođenje popisa objekata i lokacija otpada iz proizvodnje i potrošnje; rekultivacija poremećenih zemljišta i njihovo poboljšanje; pooštravanje naknada za neovlašteno ispuštanje onečišćujućih tvari na teren; uvođenje niskootpadnih i bezotpadnih tehnologija i sustava opskrbe reciklažnom vodom.
Mjere zaštite okoliša i radovi koji se izvode u obalnim i poplavnim područjima su radovi na ravnanju površine, ravnanju ili terasiranju padina; izgradnja hidrotehničkih i rekreacijskih objekata, učvršćivanje obala i obnova stabilnog travnatog pokrova i vegetacije drveća i grmlja, čime se naknadno sprječavaju erozijski procesi. Radovi na uređenju krajobraza provode se kako bi se obnovio prirodni kompleks vodnog tijela i prenio najveći dio površinskog otjecanja u podzemni horizont u svrhu njegovog pročišćavanja, koristeći stijene obalnog područja i poplavna zemljišta kao hidrokemijsku barijeru.
Obale mnogih vodenih tijela zatrpane su otpadom, a vode su onečišćene kemikalijama, teškim metalima, naftnim derivatima, plutajućim otpadom, a neke od njih su eutrofikirane i zamuljene. Nemoguće je stabilizirati ili aktivirati procese samopročišćavanja u takvim vodnim tijelima bez posebnih inženjerskih i melioracijskih zahvata.
Cilj izvođenja inženjersko-melioracijskih mjera i radova zaštite okoliša je stvaranje uvjeta u vodnim tijelima koji osiguravaju učinkovito funkcioniranje različitih građevina za pročišćavanje vode, te izvođenje radova na uklanjanju ili smanjenju negativnog utjecaja izvora distribucije onečišćujućih tvari podrijetlom izvan kanala i riječnog korita.
