A természetes vizek öntisztulási folyamatai. Öntisztító

A természetes vizek egyik legértékesebb tulajdonsága az öntisztulási képességük. A víz öntisztulása a természetes tulajdonságaik helyreállítása folyókban, tavakban és más víztestekben, amelyek egymással összefüggő fizikai-kémiai, biokémiai és egyéb folyamatok (turbulens diffúzió, oxidáció, szorpció, adszorpció stb.) eredményeként a természetben fordulnak elő. A folyók és tavak öntisztulási képessége szorosan függ számos más természeti tényezőtől, különösen a fizikai és földrajzi feltételektől, a napsugárzástól, a vízben lévő mikroorganizmusok aktivitásától, a vízi növényzet és különösen a hidrometeorológiai rezsimtől. A tározókban és patakokban a víz legintenzívebb öntisztulása a meleg évszakban történik, amikor a vízi ökoszisztémák biológiai aktivitása a legnagyobb. A gyors sodrású folyókon gyorsabban folyik, és partjaik mentén sűrű nádas-, nádas- és gyékénybozótokkal, különösen az ország erdőssztyepp- és sztyeppövezeteiben. A teljes vízcsere a folyókban átlagosan 16 napig tart, a mocsarakban - 5 év, a tavakban - 17 év.

A víztesteket szennyező szervetlen anyagok koncentrációjának csökkentése a savak és lúgok semlegesítésével, a természetes vizek természetes pufferolásával, nehezen oldódó vegyületek képződésével, hidrolízissel, szorpcióval és kicsapódással valósul meg. A szerves anyagok koncentrációja és toxicitása csökken a kémiai és biokémiai oxidáció következtében. Ezeket a természetes öntisztulási módszereket tükrözik az iparban és a mezőgazdaságban elfogadott szennyezett víz tisztítási módszerek.

A tározókban és patakokban a megkívánt természetes vízminőség fenntartásához nagy jelentősége van a bennük egyfajta bioszűrőként működő vízi növényzet terjedésének. A vízinövények magas tisztítóképességét számos ipari vállalkozásban széles körben alkalmazzák hazánkban és külföldön egyaránt. Erre a célra különféle mesterséges ülepítő tartályokat hoznak létre, amelyekbe tavi és mocsári növényzetet telepítenek, amely hatékonyan tisztítja a szennyezett vizeket.

Az elmúlt években széles körben elterjedt a mesterséges levegőztetés – a szennyezett víz tisztításának egyik hatékony módja, amikor az öntisztulási folyamat a vízben oldott oxigénhiány miatt jelentősen lelassul. Ebből a célból speciális levegőztetőket helyeznek el a tározókban és vízfolyásokban vagy a levegőztető állomásokon a szennyezett víz elvezetése előtt.

A vízkészletek védelme a szennyezéstől.

A vízkészletek védelme a kezeletlen víz tározókba, vízfolyásokba engedésének tilalmából, vízvédelmi övezetek kialakításából, a víztestek öntisztulási folyamatainak elősegítéséből, a vízgyűjtőkön a felszíni és felszín alatti lefolyás kialakulásának feltételeinek megőrzéséből és javításából áll.

Néhány évtizeddel ezelőtt a folyóknak öntisztító funkciójuknak köszönhetően sikerült megtisztítaniuk vizeiket. Mára az ország legnépesebb területein az új városok és ipari vállalkozások építése következtében olyan sűrűn helyezkednek el a vízfelhasználó helyek, hogy gyakran szinte a közelben vannak a szennyvízleadó helyek, vízbevételek. Ezért egyre nagyobb figyelmet fordítanak a szennyvíz tisztítására és utókezelésére, a csapvíz tisztítására és semlegesítésére szolgáló hatékony módszerek kidolgozására és megvalósítására. Egyes vállalkozásoknál a vízzel kapcsolatos tevékenységek egyre fontosabb szerepet töltenek be. A vízellátás, -kezelés és szennyvízelvezetés költségei különösen magasak a cellulóz- és papíriparban, a bányászatban és a petrolkémiai iparban.

A szekvenciális szennyvíztisztítás a modern vállalkozásoknál elsődleges, mechanikai (könnyen ülepedő és lebegő anyagok eltávolítása) és másodlagos, biológiai (a biológiailag lebomló szerves anyagok eltávolítása) kezelést foglalja magában. Ebben az esetben koagulációt végeznek - a szuszpendált és kolloid anyagok, valamint a foszfor kicsapására, adszorpcióra - az oldott szerves anyagok eltávolítására és az elektrolízisre - a szerves és ásványi eredetű oldott anyagok tartalmának csökkentésére. A szennyvíz fertőtlenítése klórozással és ózonozással történik. A tisztítási folyamat fontos eleme a keletkező üledék eltávolítása, fertőtlenítése. Egyes esetekben az utolsó lépés a víz lepárlása.

A legfejlettebb korszerű tisztítóberendezések biztosítják, hogy a szennyvíz csak 85-90%-ban, és csak néhány esetben 95%-ban mentesüljön a szerves szennyeződésektől. Ezért a vízi ökoszisztémák normál működésének fenntartásához még tisztítás után is 6-12-szeres, de gyakran többször is fel kell hígítani őket tiszta vízzel. Az tény, hogy a tározók és vízfolyások természetes öntisztító képessége nagyon elenyésző. Az öntisztulás csak akkor következik be, ha a kibocsátott víz teljes tisztításon ment keresztül, és a víztestben 1:12-15 arányban vízzel hígították. Ha a szennyvíz nagy mennyiségben, és még inkább kezeletlenül kerül a tározókba, vízfolyásokba, a vízi ökoszisztémák stabil természetes egyensúlya fokozatosan elveszik, normál működésük megzavarodik.

Az utóbbi időben a szennyvíz biológiai tisztítása utáni tisztítására és utókezelésére egyre hatékonyabb módszereket dolgoznak ki és valósítanak meg a legújabb szennyvíztisztítási módszerekkel: sugárzásos, elektrokémiai, szorpciós, mágneses stb. Szennyvíztisztítási technológia fejlesztése, fok további emelése a víztisztítás a legfontosabb feladatok a szennyezéstől való vízvédelem területén.

Sokkal szélesebb körben kellene alkalmazni a tisztított szennyvíz utókezelését a mezőgazdasági öntözött területeken (AIF). A ZPO-nál a szennyvíz utókezelése során nem költenek pénzeszközöket az ipari utókezelésükre, lehetőség nyílik további mezőgazdasági termékek beszerzésére, jelentősen megtakarítható a víz, mivel csökken az öntözéshez szükséges édesvíz bevitele, és nincs szükség vizet költeni szennyvíz hígítására. A kommunális szennyvíz hulladékkezelő létesítményben történő felhasználása esetén a benne lévő tápanyagokat és mikroelemeket a növények gyorsabban és teljesebben szívják fel, mint a mesterséges ásványi műtrágyákat.

Fontos feladatok közé tartozik a víztestek növényvédő szerekkel és mérgező vegyszerekkel történő szennyezésének megelőzése is. Ehhez fel kell gyorsítani az erózió elleni intézkedések végrehajtását, olyan növényvédő szereket kell létrehozni, amelyek 1-3 héten belül lebomlanak anélkül, hogy a termésben megmaradnának a mérgező maradványok. Amíg ezek a kérdések meg nem oldódnak, korlátozni kell a vízfolyások menti parti övezetek mezőgazdasági felhasználását, vagy nem kell azokon növényvédőszert használni. A vízvédelmi övezetek kialakítása is nagyobb odafigyelést igényel.

A vízforrások szennyezés elleni védelmében fontos a szennyvízkibocsátás díjának bevezetése, átfogó regionális vízfogyasztási, vízelvezetési és szennyvízkezelési rendszerek létrehozása, valamint a vízforrások vízminőségének ellenőrzésének automatizálása. Megjegyzendő, hogy a komplex regionális konstrukciók lehetővé teszik a víz újra- és újrahasználatára való áttérést, a régióban közös szennyvíztisztító telepek üzemeltetését, valamint a vízellátó és csatornarendszerek üzemeltetésének irányítási folyamatainak automatizálását.

A természetes vizek szennyezésének megelőzésében nagy szerepe van a hidroszféra védelmének, hiszen a hidroszféra által megszerzett negatív tulajdonságok nemcsak a vízi ökoszisztémát módosítják, hidrobiológiai erőforrásait lenyomják, hanem a szárazföldi ökoszisztémákat, biológiai rendszereit is tönkreteszik, valamint a litoszféra.

Hangsúlyozni kell, hogy a szennyezés leküzdésének egyik radikális intézkedése a víztestek szennyvíz befogadóként való tekintetének rögzült hagyományának leküzdése. Ahol lehetséges, a vízkivételt vagy a szennyvízkibocsátást meg kell szüntetni ugyanazokban a vízfolyásokban és víztestekben.

A légköri levegő és a talaj védelme.

Kiemelten védett természeti területek. A növény- és állatvilág védelme.

Hatékony forma a természetes ökoszisztémák védelme, valamint a biotikus közösségek is fokozottan védett természeti területek. Lehetővé teszik az érintetlen biogeocenózisok standardjainak (mintáinak) megőrzését, nemcsak egyes egzotikus, ritka helyeken, hanem a Föld összes jellemző természetes zónájában is.

NAK NEK fokozottan védett természeti területek(SPNA) olyan szárazföldi vagy vízfelületi területeket jelent, amelyeket környezetvédelmi és egyéb jelentőségük miatt a kormány határozataival részben vagy egészben kivonnak a gazdasági hasznosításból.

A védett természeti területekről szóló, 1995 februárjában elfogadott törvény e területek következő kategóriáit állapította meg: a) állami természeti rezervátumok, beleértve a természetvédelmi területeket. bioszféra; b) nemzeti parkok; c) természeti parkok; d) állami természeti rezervátumok; e) természeti emlékek; f) dendrológiai parkok és botanikus kertek.

lefoglal- ez a törvény által kiemelten védett tér (terület vagy vízterület), amelyet teljesen kivonnak a rendes gazdasági hasznosításból a természeti komplexum természetes állapotának megőrzése érdekében. A természetvédelmi területeken csak tudományos, biztonsági és ellenőrzési tevékenység engedélyezett.

Ma Oroszországban 95 természetvédelmi terület található, amelyek összterülete 310 ezer négyzetméter. km, ami Oroszország teljes területének mintegy 1,5%-a. A szomszédos területek technogén hatásának semlegesítésére, különösen a fejlett iparral rendelkező területeken, a természetvédelmi területek körül védőövezeteket alakítanak ki.

A bioszféra-rezervátumok (BR-ek) négy funkciót látnak el: bolygónk genetikai sokféleségének megőrzése; tudományos kutatások végzése; a bioszféra háttérállapotának monitorozása (ökológiai monitoring); környezeti nevelés és nemzetközi együttműködés.

Nyilvánvaló, hogy a természetvédelmi terület funkciói szélesebbek, mint bármely más típusú védett természeti területé. Egyfajta nemzetközi szabványként, környezetvédelmi szabványként szolgálnak.

A Földön mára több mint 300 bioszféra-rezervátumból álló egyetlen globális hálózat jött létre (Oroszországban 11 van). Valamennyien az UNESCO által elfogadott program szerint dolgoznak, folyamatosan figyelik a természeti környezet antropogén tevékenység hatására bekövetkező változásait.

Nemzeti Park- hatalmas terület (több ezer hektártól több millió hektárig), amely teljesen védett területeket és bizonyos típusú gazdasági tevékenységekre szánt övezeteket egyaránt magában foglal.

A nemzeti parkok létrehozásának céljai: 1) környezeti (természetes ökoszisztémák megőrzése); 2) tudományos (a természeti komplexum megőrzésére szolgáló módszerek kidolgozása és végrehajtása a látogatók tömeges befogadása mellett) és 3) rekreációs (szabályozott turizmus és az emberek rekreációja).

Oroszországban 33 nemzeti park található, amelyek összterülete körülbelül 66,5 ezer négyzetméter. km.

Természeti Park- különleges ökológiai és esztétikai értékű terület, amelyet a lakosság szervezett rekreációjára használnak.

lefoglal egy természetes komplexum, amelyet egy vagy több állat- vagy növényfaj megőrzésére terveztek, mások korlátozott felhasználásával. Vannak táj-, erdei, ichtiológiai (hal), ornitológiai (madarak) és egyéb rezervátumok. Általában a védett állat- vagy növényfajok populációsűrűségének helyreállítása után a rezervátumot bezárják, és engedélyezik az egyik vagy másik típusú gazdasági tevékenységet. Oroszországban jelenleg több mint 1600 állami természetvédelmi terület található, amelyek összterülete meghaladja a 600 ezer négyzetmétert. km.

Természeti emlék- egyedi és reprodukálhatatlan természeti objektumok, amelyek tudományos, esztétikai, kulturális vagy oktatási jelentőséggel bírnak. Ezek lehetnek nagyon idős fák, amelyek „tanúi” voltak bizonyos történelmi eseményeknek, barlangok, sziklák, vízesések stb. Ezekből körülbelül 8 ezer van Oroszországban, míg az emlékmű helyén minden olyan tevékenység, amely elpusztíthatja őket. tilos.

A dendrológiai parkok és botanikus kertek fák és cserjék gyűjteményei, amelyeket ember hozott létre a biodiverzitás megőrzése és a növényvilág gazdagítása, valamint a tudomány, a tanulmányi és a kulturális és oktatási munka érdekében. Gyakran végeznek új növények betelepítésével és akklimatizálásával kapcsolatos munkákat.

A különlegesen védett természeti területek rendszerének megsértéséért az orosz jogszabályok közigazgatási és büntetőjogi felelősséget írnak elő. Ugyanakkor a tudósok és a szakértők határozottan javasolják a különösen védett területek területének jelentős növelését. Így például az USA-ban az utóbbi területe az ország területének több mint 7% -a.

A környezeti problémák megoldása, és ebből következően a civilizáció fenntartható fejlődésének kilátásai nagymértékben összefüggenek a megújuló erőforrások és az ökoszisztémák különböző funkcióinak szakszerű felhasználásával, kezelésével. Ez az irány a legfontosabb módja a természeti erőforrások meglehetősen hosszú távú és viszonylag fenntartható felhasználásának, a bioszféra, és ebből következően az emberi környezet stabilitásának megőrzésével és fenntartásával kombinálva.

Minden biológiai faj egyedi. Tájékoztatást tartalmaz a növény- és állatvilág alakulásáról, ami nagy tudományos és alkalmazott jelentőségű. Mivel egy adott szervezet hosszú távú felhasználásának minden lehetősége gyakran kiszámíthatatlan, bolygónk teljes génállománya (talán néhány emberre veszélyes patogén organizmus kivételével) szigorú védelem alá esik. A génállomány védelmének szükségességét a fenntartható fejlődés („koevolúció”) koncepciója szempontjából nem annyira gazdasági, mint inkább erkölcsi és etikai megfontolások diktálják. Az emberiség nem éli túl egyedül.

Érdemes felidézni B. Commoner egyik környezetvédelmi törvényét: „A természet tudja a legjobban!” Az állatok génállományának – korábban előre nem látott – felhasználási lehetőségeit most a bionika mutatja be, melynek köszönhetően a vadon élő állatok szerveinek felépítésének és funkcióinak vizsgálatán alapuló mérnöki tervezésben számos fejlesztés történt. Megállapítást nyert, hogy egyes gerinctelenek (puhatestűek, szivacsok) nagy mennyiségű radioaktív elemet és növényvédő szert képesek felhalmozni. Ennek eredményeként a környezetszennyezés bioindikátorai lehetnek, és segíthetnek az embereknek megoldani ezt a fontos problémát.

A növényi génállomány védelme. Az általános környezetvédelmi probléma szerves részeként a növényi génállomány védelme olyan intézkedések összessége, amelyek a produktív vagy tudományos vagy gyakorlati szempontból értékes tulajdonságok öröklött örökségét hordozó növények teljes fajdiverzitásának megőrzését szolgálják.

Ismeretes, hogy a természetes szelekció hatására és az egyedek ivaros szaporodása révén a faj számára legkedvezőbb tulajdonságok halmozódnak fel az egyes fajok vagy populációk génállományában; génkombinációkban találhatók. Ezért nagy jelentőséggel bírnak a természetes flóra felhasználásának feladatai. Modern gabona-, gyümölcs-, zöldség-, bogyós-, takarmány-, ipari-, dísznövényeink, melyek származási központjait kiemelkedő honfitársunk, N.I. Vavilov, vagy vad ősöktől származnak, vagy a tudomány alkotásai, de természetes génstruktúrákon alapulnak. A vadon élő növények örökletes tulajdonságainak felhasználásával teljesen új típusú hasznos növényeket sikerült előállítani. Hibridszelekcióval évelő búza és szemes-takarmány hibrideket hoztak létre. A tudósok számításai szerint mintegy 600 vadon élő növényfajt lehet felhasználni az oroszországi növényvilág mezőgazdasági kultúráinak kiválasztásához.

A növényi génállomány védelmét természetvédelmi területek, természeti parkok, botanikus kertek kialakításával valósítják meg; helyi és betelepített fajok génállománybank kialakítása; a növények biológiájának, környezeti igényeinek és versenyképességének tanulmányozása; a növény élőhelyének ökológiai értékelése, változásainak előrejelzése a jövőben. A rezervátumoknak köszönhetően megmaradtak a Pitsunda és Eldar fenyők, pisztácia, tiszafa, puszpáng, rododendron, ginzeng stb.

Az állatok génállományának védelme. Az emberi tevékenység hatására bekövetkező életkörülmények változása, amelyet az állatok közvetlen üldözése és kiirtása kísér, fajösszetételük kimerüléséhez és számos faj számának csökkenéséhez vezet. 1600-ban Körülbelül 4230 emlősfaj élt a bolygón; eddig 36 faj tűnt el, és 120 fajt a kihalás fenyeget. A 8684 madárfajból 94 eltűnt, 187 pedig veszélyeztetett. Az alfajokkal sem jobb a helyzet: 1600 óta az emlősök 64 alfaja és a madárfajok 164 alfaja tűnt el, az emlősök 223 alfaja és a madárfajok 287 alfaja van veszélyben.

Az emberiség génállományának védelme. Erre a célra különféle tudományos irányokat hoztak létre, mint például:

1) ökotoxikológia- a toxikológia (mérgezés tudománya) szekciója, amely az összetevők összetételét, eloszlási jellemzőit, biológiai hatását, aktiválását, dezaktiválását vizsgálja a környezetben;

2) orvosi genetikai tanácsadás speciális egészségügyi intézményekben az ökotoxikus anyagok emberi genetikai apparátusra gyakorolt ​​hatásának természetének és következményeinek meghatározása érdekében, egészséges utódok születése érdekében;

3) szűrés- környezeti tényezők (az embert körülvevő természetes környezet) mutagén és rákkeltő hatásának kiválasztása és vizsgálata.

Környezeti patológia- az emberi betegségek doktrínája, amelyek előfordulásában és kialakulásában a vezető szerepet a kedvezőtlen környezeti tényezők játsszák más patogén tényezőkkel kombinálva.

A környezetvédelem alapvető irányai.

A környezetminőség szabványosítása. A légkör, hidroszféra, litoszféra, biotikus közösségek védelme. Környezetvédelmi berendezések és technológiák.

A tározókban a víz öntisztulása egymással összefüggő hidrodinamikai, fizikai-kémiai, mikrobiológiai és hidrobiológiai folyamatok összessége, amelyek a víztest eredeti állapotának helyreállításához vezetnek.

A fizikai tényezők közül kiemelt jelentőségű a beérkező szennyeződések hígítása, feloldása, keveredése. A jó keveredést és a lebegő részecskék csökkentett koncentrációját a folyók gyors áramlása biztosítja. A tározók öntisztulását elősegíti az oldhatatlan üledékek leülepedése a fenékre, valamint a szennyezett vizek leülepedése. A mérsékelt éghajlatú övezetekben a folyó a szennyezés helyétől 200-300 km-re, a Távol-Északon pedig 2 ezer km-re megtisztítja magát.

A víz fertőtlenítése a nap ultraibolya sugárzásának hatására történik. A fertőtlenítő hatást az ultraibolya sugárzásnak a fehérjekolloidokra és a mikrobiális sejtek protoplazmájának enzimjeire, valamint a spóra szervezetekre és vírusokra gyakorolt ​​közvetlen pusztító hatása éri el.

A tározók öntisztulásának kémiai tényezői között meg kell jegyezni a szerves és szervetlen anyagok oxidációját. A tározó öntisztulását gyakran a könnyen oxidálódó szervesanyaghoz vagy az összes szervesanyag-tartalomhoz viszonyítva értékelik.

A tározó egészségügyi rendszerét elsősorban a benne oldott oxigén mennyisége jellemzi. Az első és második típusú tározók esetében az év bármely szakában legalább 4 mg-nak kell lennie 1 liter vízben. Az első típusba a vállalkozások ivóvízellátására szolgáló tározók, a másodikba az úszásra, sportrendezvényekre és a lakott területen elhelyezkedők tartoznak.

A tározó öntisztulásának biológiai tényezői közé tartoznak az algák, a penészgombák és az élesztőgombák. A fitoplankton azonban nem mindig hat pozitívan az öntisztulási folyamatokra: bizonyos esetekben a kékalgák tömeges kifejlődése a mesterséges tározókban önszennyezési folyamatnak tekinthető.

Az állatvilág képviselői is hozzájárulhatnak a víztestek öntisztulásához a baktériumoktól és vírusoktól. Így az osztriga és néhány más amőba adszorbeálja a bélrendszert és más vírusokat. Minden puhatestű naponta több mint 30 liter vizet szűr meg.

A víztestek tisztasága elképzelhetetlen növényzetük védelme nélkül. Csak az egyes tározók ökológiájának mélyreható ismerete és a benne lakó különféle élőlények fejlődésének hatékony ellenőrzése alapján lehet pozitív eredményeket elérni, biztosítani a folyók, tavak és tározók átláthatóságát és magas biológiai termelékenységét.

Más tényezők is hátrányosan befolyásolják a víztestek öntisztulási folyamatait. A víztestek kémiai szennyezése ipari szennyvízzel, tápanyagokkal (nitrogén, foszfor stb.) gátolja a természetes oxidációs folyamatokat és elpusztítja a mikroorganizmusokat. Ugyanez vonatkozik a termikus szennyvíz hőerőművek általi kibocsátására is.

Az olaj öntisztulása egy többlépcsős folyamat, amely néha hosszú ideig tart. Természetes körülmények között a víz olajból történő öntisztításának fizikai folyamatainak komplexuma számos összetevőből áll: párolgás; csomók leülepedése, különösen az üledékkel és porral túlterhelteknél; a vízoszlopban lebegő csomók összetapadása; csomók lebegése, amelyek filmet képeznek víz és levegő zárványaival; a szuszpendált és oldott olaj koncentrációjának csökkentése az ülepedés, lebegtetés és tiszta vízzel való keveredés következtében. Ezeknek a folyamatoknak az intenzitása az adott olajfajtától függ (sűrűség, viszkozitás, hőtágulási együttható), a vízben található kolloidok, lebegő és szállítható plankton részecskék stb. jelenlététől, a levegő hőmérsékletétől és a napsugárzástól.

A vízi ökoszisztéma működése során folyamatos anyag- és energiacsere zajlik a komponensek között. Ez a csere ciklikus jellegű, változó záródási fokokkal, amelyet az anyag fizikai, kémiai és biológiai tényezők hatására bekövetkező átalakulása kísér. Az átalakulás során az összetett anyagok egyszerű anyagokká történő fokozatos bomlása következhet be, és az egyszerű anyagok összetettekké szintetizálódhatnak. A vízi ökoszisztémára gyakorolt ​​külső hatás intenzitásától és a folyamatok természetétől függően vagy a vízi ökoszisztéma visszaáll háttérállapotba (öntisztulás), vagy a vízi ökoszisztéma egy másik stabil állapotba kerül, amelyet más-más jellemzők jellemeznek. biotikus és abiotikus komponensek mennyiségi és minőségi mutatói. Ha a külső hatás meghaladja a vízi ökoszisztéma önszabályozó képességeit, akkor annak pusztulása következhet be. A vízi ökoszisztémák öntisztulása az önszabályozási képesség következménye. A külső forrásokból származó anyagellátás olyan hatás, amelyet a vízi ökoszisztéma bizonyos határokon belül képes ellenállni a rendszeren belüli mechanizmusokon keresztül. Ökológiai értelemben az öntisztulás a víztestbe kerülő anyagok biokémiai körforgásokba való bekapcsolódási folyamatainak következménye a biota és az élettelen természeti tényezők részvételével. Bármely elem ciklusa két fő alapból áll - egy tartalék alapból, amelyet lassan változó komponensek nagy tömege alkot, és egy csere (keringési) alapból, amelyet az élőlények és élőhelyük közötti gyors csere jellemez. Minden biokémiai ciklus két fő típusra osztható - tartalék alappal a légkörben (például nitrogén) és tartalék alappal a földkéregben (például foszfor).

A természetes vizek öntisztulása a külső forrásból érkező anyagok folyamatos átalakulási folyamatokba való bevonásával valósul meg, melynek eredményeként a beérkezett anyagok visszakerülnek tartalékalapjukba.

118 A város ökológiája

Az anyagok átalakulása különböző, egyidejűleg működő folyamatok eredménye, amelyek között fizikai, kémiai és biológiai mechanizmusok különböztethetők meg. Az egyes mechanizmusok hozzájárulásának nagysága a szennyeződés tulajdonságaitól és egy adott ökoszisztéma jellemzőitől függ.

Az öntisztulás fizikai mechanizmusai.Gázcsere a légkör-víz határfelületen. Ennek a folyamatnak köszönhetően a légkörben tartalék alappal rendelkező anyagok kerülnek a víztestbe, és ezek az anyagok a víztestből visszakerülnek a tartalék alapba. A gázcsere egyik fontos speciális esete a folyamat légköri levegőztetés, ami miatt az oxigén jelentős része a víztestbe kerül. A gázcsere intenzitását és irányát a vízben lévő gázkoncentrációnak a telítési koncentrációtól való eltérése határozza meg C\ A telítési koncentráció értéke az anyag természetétől és a víztestben uralkodó fizikai feltételektől - hőmérséklettől és nyomástól - függ. C-nál nagyobb koncentrációban a gáz a légkörbe párolog, kisebb koncentrációknál Cs, a gázt a víztömeg elnyeli.

Szorpció- szennyeződések felszívódása lebegő anyagokkal, fenéküledékekkel és vízi élőlények felszínével. A kolloid részecskék és a nem disszociált molekulaállapotú szerves anyagok a legenergetikusabban szorbeálódnak. A folyamat az adszorpció jelenségén alapul. Egy anyag akkumulációs sebessége a szorbens egységnyi tömegére vonatkoztatva arányos az adott anyagra vonatkozó telítetlenségével és az anyag vízben való koncentrációjával, és fordítottan arányos a szorbensben lévő anyagtartalommal. A szorpciónak kitett szabályozott anyagok példái a nehézfémek és a felületaktív anyagok.

Ülepítés és reszuszpendáció. A víztestek mindig tartalmaznak bizonyos mennyiségű szervetlen és szerves eredetű szuszpendált anyagot. Az ülepedést az jellemzi, hogy a lebegő részecskék a gravitáció hatására a fenékre zuhannak. A részecskék fenéküledékekből lebegő állapotba való átalakulásának folyamatát reszuszpendációnak nevezzük. A turbulens áramlási sebesség függőleges komponensének hatására következik be.

Az öntisztulás kémiai mechanizmusai.Fotolízis- egy anyag molekuláinak átalakulása az általuk elnyelt fény hatására. A fotolízis speciális esetei a fotokémiai disszociáció - a részecskék több egyszerűbbre való szétesése és a fotoionizáció - a molekulák ionokká történő átalakulása. A napsugárzás teljes mennyiségének körülbelül 1%-a hasznosul a fotoszintézisben, 5-30%-a visszaverődik a vízfelületről. A napenergia nagy része hővé alakul, és részt vesz a fotokémiai reakciókban. A napfény leghatékonyabb része az ultraibolya sugárzás. Az ultraibolya sugárzás egy körülbelül 10 cm vastag vízrétegben nyelődik el, de turbulens keveredés következtében a víztestek mélyebb rétegeibe is behatol. A fotolízisnek alávetett anyag mennyisége az anyag típusától és vízben való koncentrációjától függ. A víztestekbe kerülő anyagok közül a humuszanyagok viszonylag gyors fotokémiai bomlásra érzékenyek.

119

Hidrolízis- ioncsere reakció különböző anyagok és víz között. A hidrolízis a víztestekben lévő anyagok kémiai átalakulásának egyik vezető tényezője. Ennek a folyamatnak kvantitatív jellemzője a hidrolízis mértéke, amelyen a molekulák hidrolizált részének a teljes sókoncentrációhoz viszonyított arányát értjük. A legtöbb só esetében ez néhány százalék, és a hígítás és a víz hőmérsékletének növekedésével növekszik. A szerves anyagok is hidrolízisnek vannak kitéve. Ebben az esetben a hidrolitikus hasítás leggyakrabban egy szénatom és más atomok kötésén keresztül történik.

Biokémiai öntisztulás az anyagok hidrobionok által végrehajtott átalakulásának következménye. Általában a biokémiai mechanizmusok járulnak hozzá főként az öntisztulás folyamatához, és csak akkor, ha a vízi szervezeteket elnyomják (például mérgező anyagok hatása alatt), a fizikai-kémiai folyamatok jelentősebb szerepet játszanak. Az anyagok biokémiai átalakulása a trofikus hálózatokba való beépülésük eredményeként következik be, és a termelési és megsemmisítési folyamatok során megy végbe.

Az elsődleges termelés különösen fontos szerepet játszik, mivel ez határozza meg a tározón belüli folyamatok többségét. A szerves anyagok új képződésének fő mechanizmusa a fotoszintézis. A legtöbb vízi ökoszisztémában a fitoplankton a legfontosabb elsődleges termelő. A fotoszintézis folyamata során a napenergia közvetlenül biomasszává alakul. A reakció mellékterméke a víz fotolízise során keletkező szabad oxigén. A fotoszintézissel együtt a növények légzési folyamatokon mennek keresztül, amelyek oxigént fogyasztanak.

Az autotróf termelés és a heterotróf pusztulás a vízi ökoszisztémákban az anyag és az energia átalakulásának két legfontosabb aspektusa. A termelésromboló folyamatok jellegét és intenzitását, és ebből következően a biokémiai öntisztulás mechanizmusát az adott ökoszisztéma szerkezete határozza meg. Ezért a különböző víztestekben jelentősen eltérhetnek. Sőt, ugyanazon a víztesten belül különböző életzónák (ökológiai zónák) vannak, amelyek az őket lakó élőlények közösségeiben különböznek egymástól. Ezek a különbségek az életkörülmények változásaiból adódnak a felszínről a mélységbe, illetve a part menti övezetekből a nyílt területekre való átmenet során.

A vízfolyásokban az intenzív keveredés és a sekély mélységek miatt a függőleges övezetesség nem fejeződik ki. Az áramlási keresztmetszet alapján megkülönböztetünk ripal - parti zónát és mediális - a folyó magjának megfelelő nyílt zónát. A ripalt alacsony áramlási sebesség, makrofiták sűrűsége és a hidrobionok mennyiségi fejlődésének magas értéke jellemzi. A mediálisban a víz mozgási sebessége nagyobb, a hidrobionok mennyiségi fejlődése kisebb. A hosszanti szelvény szerint megkülönböztetik az elérési zónákat és a hasadási zónákat. A lassú áramlással jellemezhető zónában a lakosság mennyiségileg gazdagabb, de minőségileg szegényebb. Az ellenkező kép jellemző a riffekre.

120 A város ökológiája

A komplex környezeti feltételek befolyásolják a vízfolyások öntisztulási folyamatait. A lassú áramlatokat kedvező feltételek jellemzik a fotoszintézishez, az anyagok intenzív átalakulási folyamataihoz és az ülepedési folyamatokhoz. A nagy sebességű zónákat intenzív keveredési, gázcsere- és anyagmegsemmisítési folyamatok jellemzik.

A tározókban az ökológiai zónázás jobban megnyilvánul, mint a vízfolyásokban. A víztestekben a vízszintes szelvény mentén megkülönböztetik a part menti zónát - a part menti sekély vizek zónáját és a nyílt vízi zónát (limnikus zóna). A mély tározókban függőlegesen három zónát különböztetnek meg a nyílt tengeri víztömegben - epilimnion, metalimnion és hypolimnion. A metalimnion vagy termoklin az epilimnion és a hipolimnion közötti zóna. Jellemzője a vízhőmérséklet éles csökkenése (1 fok 1 m mélységben). A metalimnion felett van az epilimnion. Az epilimnionra a termelési folyamatok túlsúlya jellemző. A mélység növekedésével, ahogy a fotoszintetikusan aktív sugárzás (PAR) csökken, a fotoszintézis intenzitása csökken. Azt a mélységet, amelynél a termelés egyenlővé válik a pusztítással, kompenzációs horizontnak nevezzük. Felette van a trofogén zóna, ahol a termelési folyamatok dominálnak, alatta pedig a trofolitikus zóna, ahol a légzési és bomlási folyamatok dominálnak. A trofogén zóna az epilimnionban található, a trofolitikus zóna pedig általában a metalimniont és a hypolimniont fedi le.

A tározók alsó zónájában a part menti zónán kívül található egy mélyvízi zóna - egy mélyvízi rész, amely megközelítőleg egybeesik a tározó medrének hipolimnioni vizekkel teli részével.

Így a tározókban meg lehet különböztetni azokat a zónákat, ahol túlsúlyban vannak a fotoszintetikus termékek, és azokat a zónákat, ahol csak az anyagok pusztulási folyamatai fordulnak elő. A hypolimnionban, különösen télen és nyáron, gyakran megfigyelhetők anaerob körülmények, amelyek csökkentik az öntisztulási folyamatok intenzitását. Ezzel szemben a part menti zónában a hőmérsékleti és oxigénviszonyok kedvezőek az intenzív öntisztulási folyamatokhoz.

Eutrofizáció, amely alatt a szerves anyagok túltermelését értjük egy víztestben külső (allokton) és víztesten belüli (autochton) tényezők hatására, szinte minden fejlett ország egyik súlyos környezeti problémája. Szinte minden víztest ki van téve az eutrofizációnak, de ez a víztestekben a legkifejezettebb. A víztestek eutrofizációja természetes folyamat, fejlődését földtani időskálán értékelik. A tápanyagoknak a víztestekbe történő antropogén bevitele következtében az eutrofizáció erőteljesen felgyorsult. Ennek az antropogén eutrofizációnak nevezett folyamat eredménye az eutrofizáció időbeli lefutása több ezer évről évtizedekre. Az eutrofizációs folyamatok különösen intenzíven mennek végbe az urbanizált területeken, ami a városi víztestek egyik legjellemzőbb jellemzőjévé tette őket.

3. szakasz A város vízi környezete

A víztest trofitása a szervesanyag-bevitel mértékének vagy az egységnyi idő alatti termelésének szintjének felel meg, és így a fotoszintézis során keletkező és kívülről szállított szerves anyagok együttes hatásának kifejezése. A trofitás szintje szerint a víztestek két szélsőséges típusát különböztetjük meg - oligotróf és eutróf. A két víztesttípus közötti fő különbségek az alábbiakban találhatók asztal 3.14.

3.14. táblázat. Az oligotróf és eutróf tározók jellemzői

	A tározó állapota
Hapaktvpistics
	oligotróf	eutróf
Fizikai-kémiai jellemzők
Oldott oxigén koncentrációja	Magas	Alacsony
a hypolimnionban
A tápanyagok koncentrációja	Alacsony	Magas
Lebegő szilárd anyagok koncentrációja	Alacsony	Magas
Fény behatolás	jó	Rossz
Mélység	Nagy	Kicsi
Biológiai jellemzők
Termelékenység	Alacsony	Magas
A vízi fajok sokfélesége	Kicsi	Nagy
Fitoplankton:
biomassza	Kicsi	Nagy
napi vándorlások	Intenzív	Korlátozott
virágzás	Ritka	Gyakori
jellemző csoportok	kovamoszat,	Zöldes-kék
	zöld alga	zöld alga

A természetes eutrofizációs folyamat fő mechanizmusa a víztestek feliszapolódása. Az antropogén eutrofizáció a gazdasági tevékenység eredményeként túlzott mennyiségű tápanyag vízbe kerülése miatt következik be. A magas tápanyagtartalom serkenti a szerves anyagok autotróf hipertermelődését. Ennek a folyamatnak az eredménye a vízvirágzás az algaflóra túlzott fejlődése miatt. A vízbe kerülő biogén elemek közül a nitrogénnek és a foszfornak van a legnagyobb hatása az eutrofizációs folyamatokra, mivel ezek tartalmuk és arányuk szabályozza az elsődleges termelés mértékét. A fennmaradó biogén elemek általában elegendő mennyiségben vannak a vízben, és nem befolyásolják az eutrofizációs folyamatokat. A tavak esetében a korlátozó elem leggyakrabban a foszfor, a vízfolyásoknál pedig a nitrogén.

Egy víztestet a szervesanyag-bevitel alapján egy bizonyos trofikus szinthez rendelnek. Mivel a megadott

A város ökológiája

A gyakorlatban ezt a paramétert nehéz ellenőrizni, a vízi ökoszisztéma egyéb jellemzőit, amelyek szorosan összefüggenek a tározó trofikus állapotával, a trofikus szint indikátoraként használják. Ezeket a jellemzőket indikátorjellemzőknek nevezzük. A modern gyakorlatban leggyakrabban a szállított tápanyagok mennyiségét, a tápanyag-koncentrációkat a víztestben, a hipolimnion oxigénhiányának mértékét, a víz átlátszóságát és a fitoplankton biomasszáját használják indikátorként. A legtöbb vízi ökoszisztémában a fitoplankton a fő elsődleges termelője. Ezért a legtöbb víztest ökológiai állapotát a fitoplankton határozza meg, és számos fizikai, kémiai és biológiai környezeti tényezőtől függ.

Az eutrofizáció fizikai tényezői.Megvilágítás. Az elsődleges termelés megvilágítástól való függése az alábbi ábrán látható rizs. 3.18. A fény vízoszlopba való behatolását számos tényező határozza meg. A beeső fényt maga a víz és a benne oldott színes anyagok elnyelik, és a vízben lebegő anyagok szétszórják. Azt a mélységet, amelynél a megvilágítás a felszíni megvilágítás 5%-a, eufotikus horizontnak nevezzük. Az eufotikus horizont felett van az eufotikus zóna. Az elsődleges termelés mélységgel való változása a megvilágítás változásaitól függ. A nyári hónapokban a maximális termelékenység mélyebben eltolódhat. Ez a felszín túlzott megvilágításával magyarázható, ami a fitoplankton elnyomásához vezet, aminek eredményeként a mélyebb rétegekben teremtődnek meg a legjobb feltételek a létezéséhez.

Hőfok befolyásolja az eutrofizáció fizikai és biológiai folyamatait. Meghatározza a víz oxigéntelítettségének mértékét, a hőmérsékleti profil befolyásolja a függőleges turbulencia intenzitását, és így befolyásolja a tápanyagok átvitelét a fenékről az epilimnionba. A hőmérséklet az elsődleges termelés mennyiségét is befolyásolja (3.19. ábra). Az optimális hőmérséklet a szervezet típusától függően változik, de a legtöbb esetben 20-25°C között van.

A víztestek ökológiai állapota nagymértékben összefügg az öntisztulási folyamatokkal - ez a természeti rezervátum a víz eredeti tulajdonságainak és összetételének helyreállítására.
Az öntisztulás fő folyamatai a következőkhöz vezetnek:

• szennyező anyagok kémiai és különösen biokémiai oxidáció eredményeként ártalmatlan vagy kevésbé káros anyagokká történő átalakulása (átalakítása);
• relatív tisztítás - a szennyező anyagok átmenete a vízoszlopból a fenéküledékekbe, amelyek a jövőben másodlagos vízszennyezés forrásaként szolgálhatnak;
• a párolgás következtében a víztesten kívüli szennyező anyagok eltávolítása, a vízoszlopból gázok kibocsátása vagy a hab szél eltávolítása.

A víz öntisztulási folyamatában a szennyező anyagok átalakulása játssza a legnagyobb szerepet. Olyan nem konzervatív szennyező anyagokra terjed ki, amelyek koncentrációja a víztestekben végbemenő kémiai, biokémiai és fizikai folyamatok következtében változik. A nem konzervatívok közé főleg szerves és biogén anyagok tartoznak. Az átalakult szennyezőanyag oxidációjának intenzitása mindenekelőtt ennek az anyagnak a tulajdonságaitól, a víz hőmérsékletétől és a víztest oxigénellátásának feltételeitől függ.

A hőmérsékleti viszonyokat három nyári hónap átlagos vízhőmérséklete alapján lehet értékelni, ami kellően tükrözi a teljes meleg időszak viszonyait (az orosz folyók vízhőmérséklete a téli hónapokban szinte változatlan, 0°C közelében marad). E mutató szerint a folyók és víztározók három csoportba sorolhatók: 15°C alatti, 15-20°C és 20°C feletti hőmérsékletűek.

Az oxigénellátás feltételeit elsősorban a vízkeveredés intenzitása és időtartama határozza meg, ami meglehetősen szoros összefüggésben van a nyárral.

A folyókban a víz keveredésének intenzitását hozzávetőlegesen a terep jellegétől függően becsülik, amelyen átfolynak, tavak és tározók esetében pedig a g sekélységi együtthatóval, a vízfelület területétől és a víz átlagos mélységétől függően. a tározó. Ezen értékelési szempontok szerint a folyók és tározók 4 csoportba sorolhatók: erős, jelentős, közepes és gyenge keveredésű. A hőmérsékleti és keveredési viszonyok kombinációja alapján a felszíni vizek szennyezőanyag-átalakulásának 4 kategóriáját különböztetjük meg: kedvező, átlagos, kedvezőtlen és rendkívül kedvezőtlen. A víz öntisztulásnak ezen mutatók alapján történő értékelése elfogadhatatlan sem a legnagyobb transzonális folyók (Volga, Jenisej, Lena stb.), sem a kis folyók (500-1000 km2-nél kisebb medenceterületű) esetében. a víz hőmérséklete és a keveredés körülményei bennük nagyon eltérnek a háttérértékektől.

A víz öntisztulásában fontos szerepet játszik a szennyezőanyag-tartalom hígításának fizikai folyamata is, amelyek koncentrációja a folyóvízben a folyó vízhozamának növekedésével csökken. A hígítás szerepe nemcsak a szennyező anyagok koncentrációjának csökkentése, hanem a szennyező anyagok biokémiai lebontásáért felelős vízi élőlények mérgezésének (toxikózisának) a valószínűsége is. A szennyező anyagok hígulási feltételeinek mutatója egy folyó esetében az átlagos évi vízhozam, egy tározó esetében pedig a belefolyó mellékfolyók összes vízhozama. E mutató szerint az összes folyót és tározót 6 csoportra osztják (100-nál kisebb és 10 000 m3/s-nál nagyobb vízhozamokkal). A két legfontosabb feltétel - a szennyező anyagok átalakulása és a vízfogyasztás - kombinációja alapján megközelítőleg felmérhető a felszíni vizek szennyező anyagoktól való öntisztulási feltételei, és 5 kategóriába sorolhatók: a „legkedvezőbbtől” a „rendkívüliig” kedvezőtlen". A transzzonális folyók hígítását figyelembe vevő öntisztulási feltételeket az egyes folyószakaszokra egyedileg számítottuk ki. A gyenge hígítóképességgel jellemezhető közepes és nagy folyók felső folyása a „rendkívül kedvezőtlen” öntisztulási feltételekkel rendelkező folyók közé sorolható.
Az orosz felszíni vizekben a szennyező anyagok átalakulásának körülményei között vannak bizonyos térbeli minták. Így a „rendkívül kedvezőtlen” adottságú víztestek alacsonyan fekvő tundra és erdő-tundra területeken helyezkednek el. Valamennyi mélytengeri tava (Ladoga, Onega, Bajkál stb.) és a különösen lassú vízcserével rendelkező tározó ugyanabba a csoportba tartozik. A „kedvező” átalakulási feltételekkel rendelkező területek pedig a Közép-Oroszország és a Volga-felvidékre, az Észak-Kaukázus előhegységére korlátozódnak.

Figyelembe véve a szennyezés hígulását, Oroszország legtöbb közepes méretű és szinte valamennyi kis folyóját „rendkívül kedvezőtlen” öntisztulási viszonyok jellemzik. Az öntisztulás „legkedvezőbb” feltételeit az Ob, a Jenisze, a Lena és az Amur folyók szakaszai jellemzik, amelyek a legmagasabb víztartalom-kategóriába (több mint 10 000 m3/s) esnek, átlagos vízhőmérséklet mellett ( 15–20°C), valamint a Volga alsó folyása 20°C feletti hőmérséklettel. A következő tározók azonos kategóriájú feltételekkel rendelkeznek: Volgogradskoye, Tsimlyanskoye, Nizhnekamskoye.

A folyók és tározók öntisztulási körülményei közötti területi különbségek elemzése lehetővé teszi a szennyező anyagok beáramlása miatti szennyeződésük veszélyének közelítő értékelését. Ez pedig alapul szolgálhat a városi szennyvízkibocsátásra vonatkozó korlátozások szintjének megállapításához, és ajánlások kidolgozásához a felszíni vizekbe jutó szennyezőanyagok diszpergált mennyiségének csökkentésére.

A negatív természeti tényezők közé tartozik a meredek lejtők és az elöntött területek jelenléte, amelyek instabilok az ember által okozott további terhelésre. Negatív technogén tényezőknek kell tekinteni bizonyos területeken a nagy zűrzavart, a szennyezett és nem megfelelően tisztított szennyvíz hatását a lakóterületekről, ipari övezetekből és vállalkozásokból, amelyek befolyásolják a víztestek minőségét. Ebből következően a tározók állapota nem felel meg a kulturális és közösségi létesítményekkel szemben támasztott követelményeknek. Emellett szinte az egész területre jellemző a túlzott légszennyezettség az autópályák mentén.

II. A víztestek, mint a tájgeokémiai rendszerek természetes és természeti-technogén elemei, a legtöbb esetben a mobil technogén anyagok nagy részének lefolyási felhalmozódásának végső láncszemei. A tájgeokémiai rendszerekben az anyagok magasabb szintről az alacsonyabb hipszometrikus szintre a felszíni és a földalatti lefolyással, és fordítva (alacsony szintről a magasabb szintre) a légköri áramlásokkal és csak bizonyos esetekben élőanyag-áramlásokkal (például a rovarok tározóiból való tömeges menekülés a vízben zajló lárvafejlődési szakasz befejeződése után stb.).

A kezdeti, legmagasabban elhelyezkedő láncszemeket képviselő tájelemek (pl. helyi vízgyűjtő felületeket foglalnak el) geokémiailag autonómak, a szennyező anyagok bejutása a légkörből való bejutásuk kivételével korlátozott. A geokémiai rendszer alsó szakaszait képező (a domborzat lejtőin és mélyedéseiben található) tájelemek geokémiailag alárendelt vagy heteronóm elemek, amelyek a légkörből érkező szennyező anyagokkal együtt befogadják a felszíni és talajvízzel érkező szennyező anyagok egy részét. a táj magasabban fekvő részeiből -geokémiai kaszkád. Ennek kapcsán a vízgyűjtőn a természeti környezetben történő vándorlás következtében keletkező szennyező anyagok előbb-utóbb elsősorban felszíni és felszín alatti vizek lefolyásával kerülnek a víztestekbe, fokozatosan felhalmozódva.

5 A víz öntisztulási folyamatai a víztestben

A tározókban a víz öntisztulása egymással összefüggő hidrodinamikai, fizikai-kémiai, mikrobiológiai és hidrobiológiai folyamatok összessége, amelyek a víztest eredeti állapotának helyreállításához vezetnek.

A fizikai tényezők közül kiemelt jelentőségű a beérkező szennyeződések hígítása, feloldása, keveredése. A jó keveredést és a lebegő részecskék csökkentett koncentrációját a folyók gyors áramlása biztosítja. A tározók öntisztulását elősegíti az oldhatatlan üledékek leülepedése a fenékre, valamint a szennyezett vizek leülepedése. A mérsékelt éghajlatú övezetekben a folyó a szennyezés helyétől 200-300 km-re, a Távol-Északon pedig 2000 km-re megtisztul.

A víz fertőtlenítése a nap ultraibolya sugárzásának hatására történik. A fertőtlenítő hatást az ultraibolya sugárzásnak a fehérjekolloidokra és a mikrobiális sejtek protoplazmájának enzimjeire, valamint a spóra szervezetekre és vírusokra gyakorolt ​​közvetlen pusztító hatása éri el.

A tározók öntisztulásának kémiai tényezői között meg kell jegyezni a szerves és szervetlen anyagok oxidációját. A tározó öntisztulását gyakran a könnyen oxidálódó szervesanyaghoz vagy az összes szervesanyag-tartalomhoz viszonyítva értékelik.

A tározó egészségügyi rendszerét elsősorban a benne oldott oxigén mennyisége jellemzi. Az első és második típusú tározók esetében az év bármely szakában legalább 4 mg-nak kell lennie 1 liter vízben. Az első típusba a vállalkozások ivóvízellátására szolgáló tározók, a másodikba az úszásra, sportrendezvényekre és a lakott területen elhelyezkedők tartoznak.

A tározó öntisztulásának biológiai tényezői közé tartoznak az algák, a penészgombák és az élesztőgombák. A fitoplankton azonban nem mindig hat pozitívan az öntisztulási folyamatokra: bizonyos esetekben a kékalgák tömeges kifejlődése a mesterséges tározókban önszennyezési folyamatnak tekinthető.

Az állatvilág képviselői is hozzájárulhatnak a víztestek öntisztulásához a baktériumoktól és vírusoktól. Így az osztriga és néhány más amőba adszorbeálja a bélrendszert és más vírusokat. Minden puhatestű naponta több mint 30 liter vizet szűr meg.

A víztestek tisztasága elképzelhetetlen növényzetük védelme nélkül. Csak az egyes tározók ökológiájának mélyreható ismerete és a benne lakó különféle élőlények fejlődésének hatékony ellenőrzése alapján lehet pozitív eredményeket elérni, biztosítani a folyók, tavak és tározók átláthatóságát és magas biológiai termelékenységét.

Más tényezők is hátrányosan befolyásolják a víztestek öntisztulási folyamatait. A víztestek kémiai szennyezése ipari szennyvízzel, tápanyagokkal (nitrogén, foszfor stb.) gátolja a természetes oxidációs folyamatokat és elpusztítja a mikroorganizmusokat. Ugyanez vonatkozik a termikus szennyvíz hőerőművek általi kibocsátására is.

Az olaj öntisztulása egy többlépcsős folyamat, amely néha hosszú ideig tart. Természetes körülmények között a víz olajból történő öntisztításának fizikai folyamatainak komplexuma számos összetevőből áll: párolgás; csomók leülepedése, különösen az üledékkel és porral túlterhelteknél; a vízoszlopban lebegő csomók összetapadása; csomók lebegése, amelyek filmet képeznek víz és levegő zárványaival; a szuszpendált és oldott olaj koncentrációjának csökkentése az ülepedés, lebegtetés és tiszta vízzel való keveredés következtében. Ezeknek a folyamatoknak az intenzitása az adott olajfajtától függ (sűrűség, viszkozitás, hőtágulási együttható), a vízben található kolloidok, lebegő és szállítható plankton részecskék stb. jelenlététől, a levegő hőmérsékletétől és a napsugárzástól.

6 Intézkedések a víztest öntisztulási folyamatainak fokozására

A víz öntisztulása a természetben a víz körforgásának nélkülözhetetlen láncszeme. Bármilyen típusú szennyezés a víztestek öntisztulása során végül kiderül, hogy salakanyagok és az azokkal táplálkozó mikroorganizmusok, növények és állatok elhalt testei formájában koncentrálódnak, amelyek felhalmozódnak az alján lévő iszaptömegben. Azok a víztestek, amelyekben a természeti környezet már nem tud megbirkózni a beáramló szennyező anyagokkal, degradálódnak, ami elsősorban a bióta összetételének megváltozása és a táplálékláncok, elsősorban a víztest mikrobapopulációjának zavarai miatt következik be. Az ilyen víztestekben az öntisztulási folyamatok minimálisak vagy teljesen leállnak.

Az ilyen változásokat csak olyan tényezők céltudatos befolyásolásával lehet megállítani, amelyek hozzájárulnak a hulladékkeletkezés és a szennyezőanyag-kibocsátás csökkentéséhez.

Ez a feladat csak a víztestek természeti környezetének helyreállítását célzó szervezési intézkedésrendszer, valamint mérnöki és rekultivációs munkák megvalósításával oldható meg.

A víztestek helyreállításakor a vízgyűjtő terület rendezésével célszerű elkezdeni a szervezési intézkedések rendszerének és a mérnöki, meliorációs munkának a megvalósítását, majd a víztest tisztítását, majd a part- és hullámtér fejlesztését. területeken.

A vízgyűjtő területén folyamatban lévő környezetvédelmi intézkedések, mérnöki és rekultivációs munkák fő célja a hulladékképződés csökkentése, valamint a szennyező anyagok jogosulatlan vízgyűjtő domborzati területére történő kibocsátásának megakadályozása, amely érdekében az alábbi tevékenységeket végzik: a hulladékkeletkezés szabályozására szolgáló rendszer; környezeti ellenőrzés megszervezése a termelési és fogyasztási hulladékgazdálkodás rendszerében; a termelési és fogyasztási hulladékok létesítményeinek és helyszíneinek leltározása; a felbolygatott területek helyreállítása és javítása; a szennyező anyagok jogosulatlan terepre történő kibocsátásának díjainak szigorítása; hulladékszegény és hulladékmentes technológiák és újrahasznosító vízellátó rendszerek bevezetése.

A part menti és ártéri területeken végzett környezetvédelmi intézkedések és munkák magukban foglalják a felszín kiegyenlítését, a rézsűk kiegyenlítését vagy teraszozását; vízépítési és rekreációs építmények építése, partok megerősítése és stabil gyepborítás, valamint fa- és cserjenövényzet helyreállítása, amelyek ezt követően megakadályozzák az eróziós folyamatokat. Tereprendezési munkákat végeznek a víztest természetes komplexumának helyreállítására és a felszíni lefolyás nagy részének a felszín alatti horizontba történő átvezetésére annak tisztítása céljából, a part menti övezet és az ártéri területek kőzeteinek felhasználásával hidrokémiai gátként.

Számos víztest partja szennyezett, a vizek vegyszerekkel, nehézfémekkel, kőolajtermékekkel, lebegő törmelékkel szennyezettek, egy részük eutrofizálódott, feliszapolódott. Az ilyen víztestekben az öntisztulási folyamatok stabilizálása, aktiválása speciális mérnöki és rekultivációs beavatkozás nélkül lehetetlen.

A mérnöki és rekultivációs intézkedések, valamint a környezetvédelmi munkálatok célja a víztestekben olyan feltételek megteremtése, amelyek biztosítják a különböző víztisztító műtárgyak hatékony működését, valamint a szennyezőanyag-eloszlási források negatív hatásainak megszüntetésére vagy csökkentésére irányuló munkák elvégzése. csatornán kívüli és mederbeli eredet egyaránt.