Procesy samočistenia prírodných vôd. Samočistenie

Jednou z najcennejších vlastností prírodných vôd je ich schopnosť samočistenia. Samočistenie vody je obnovenie ich prirodzených vlastností v riekach, jazerách a iných vodných útvaroch, ktoré sa prirodzene vyskytujú v dôsledku vzájomne súvisiacich fyzikálno-chemických, biochemických a iných procesov (turbulentná difúzia, oxidácia, sorpcia, adsorpcia atď.). Schopnosť samočistenia riek a jazier úzko závisí od mnohých ďalších prírodných faktorov, najmä od fyzikálnych a geografických podmienok, slnečného žiarenia, aktivity mikroorganizmov vo vode, vplyvu vodnej vegetácie a najmä hydrometeorologického režimu. K najintenzívnejšiemu samočisteniu vody v nádržiach a tokoch dochádza v teplom období, kedy je biologická aktivita vo vodných ekosystémoch najväčšia. Rýchlejšie tečie na riekach s rýchlymi prúdmi a hustými húštinami tŕstia, tŕstia a orobinca pozdĺž ich brehov, najmä v lesostepných a stepných zónach krajiny. Úplná výmena vody v riekach trvá v priemere 16 dní, v močiaroch - 5 rokov, v jazerách - 17 rokov.

K zníženiu koncentrácie anorganických látok znečisťujúcich vodné útvary dochádza neutralizáciou kyselín a zásad v dôsledku prirodzeného pufrovania prírodných vôd, tvorby ťažko rozpustných zlúčenín, hydrolýzy, sorpcie a zrážania. Chemickou a biochemickou oxidáciou sa znižuje koncentrácia organických látok a ich toxicita. Tieto prirodzené metódy samočistenia sa odrážajú v akceptovaných metódach čistenia kontaminovanej vody v priemysle a poľnohospodárstve.

Pre udržanie požadovanej prirodzenej kvality vody v nádržiach a tokoch má veľký význam šírenie vodnej vegetácie, ktorá v nich funguje ako akýsi biofilter. Vysoká čistiaca schopnosť vodných rastlín je široko využívaná v mnohých priemyselných podnikoch u nás aj v zahraničí. Na tento účel sú vytvorené rôzne umelé usadzovacie nádrže, v ktorých je vysadená jazerná a močiarna vegetácia, ktorá účinne čistí znečistené vody.

V posledných rokoch sa rozšírilo umelé prevzdušňovanie - jeden z účinných spôsobov čistenia kontaminovanej vody, keď sa samočistiaci proces výrazne znižuje v dôsledku nedostatku kyslíka rozpusteného vo vode. Na tento účel sú v nádržiach a vodných tokoch alebo na prevzdušňovacích staniciach pred vypúšťaním kontaminovanej vody inštalované špeciálne prevzdušňovače.

Ochrana vodných zdrojov pred znečistením.

Ochrana vodných zdrojov spočíva v zákaze vypúšťania neupravených vôd do nádrží a vodných tokov, vo vytváraní ochranných pásiem vôd, v podpore samočistiacich procesov vo vodných útvaroch, v zachovávaní a zlepšovaní podmienok pre tvorbu povrchového a podzemného odtoku v povodiach.

Pred niekoľkými desaťročiami sa riekam podarilo vďaka svojej samočistiacej funkcii prečistiť svoje vody. Teraz sa v najľudnatejších oblastiach krajiny v dôsledku výstavby nových miest a priemyselných podnikov nachádzajú miesta na využívanie vody tak husto, že miesta na vypúšťanie odpadových vôd a odbery vody sú často takmer v blízkosti. Preto sa stále viac pozornosti venuje vývoju a implementácii efektívnych metód čistenia a dočistenia odpadových vôd, čistenia a neutralizácie vodovodnej vody. V niektorých podnikoch zohrávajú operácie súvisiace s vodou čoraz dôležitejšiu úlohu. Náklady na zásobovanie vodou, čistenie a likvidáciu odpadových vôd sú obzvlášť vysoké v celulózovom a papierenskom, ťažobnom a petrochemickom priemysle.

Sekvenčné čistenie odpadových vôd v moderných podnikoch zahŕňa primárne, mechanické čistenie (ľahko sa odstraňujú usadzujúce sa a plávajúce látky) a sekundárne, biologické (odstraňujú sa biologicky rozložiteľné organické látky). V tomto prípade sa vykonáva koagulácia - na vyzrážanie suspendovaných a koloidných látok, ako aj fosforu, adsorpcia - na odstránenie rozpustených organických látok a elektrolýza - na zníženie obsahu rozpustených látok organického a minerálneho pôvodu. Dezinfekcia odpadových vôd sa vykonáva chlórovaním a ozonizáciou. Dôležitým prvkom čistiaceho procesu je odstránenie a dezinfekcia vzniknutého sedimentu. V niektorých prípadoch je posledným krokom destilácia vody.

Najmodernejšie moderné čistiarne zabezpečujú, že odpadová voda je zbavená organických nečistôt len ​​na 85-90% a len v niektorých prípadoch na 95%. Preto je aj po vyčistení potrebné riediť ich 6-12-krát a často aj viackrát čistou vodou, aby sa zachovalo normálne fungovanie vodných ekosystémov. Faktom je, že prirodzená samočistiaca schopnosť nádrží a vodných tokov je veľmi nepatrná. K samočisteniu dochádza iba vtedy, ak vypúšťaná voda prešla úplným čistením a vo vodnom útvare bola zriedená vodou v pomere 1:12-15. Ak sa odpadové vody dostávajú do nádrží a vodných tokov vo veľkých objemoch a ešte viac neupravené, postupne sa stráca stabilná prirodzená rovnováha vodných ekosystémov a narúša sa ich normálne fungovanie.

V poslednej dobe sa vyvíjajú a realizujú čoraz efektívnejšie spôsoby čistenia a dočistenia odpadových vôd po ich biologickom čistení s využitím najnovších metód čistenia odpadových vôd: radiačné, elektrochemické, sorpčné, magnetické a pod.. Zlepšenie technológie čistenia odpadových vôd, ďalšie zvyšovanie stupňa čistenie sú najdôležitejšie úlohy v oblasti ochrany vôd pred znečistením.

Dodatočná úprava vyčistených odpadových vôd na poľnohospodárskych zavlažovaných poliach (AIF) by sa mala využívať oveľa širšie. Pri dočistení odpadových vôd na ZPO sa nevynakladajú finančné prostriedky na ich priemyselné dočistenie, vytvára sa možnosť získať ďalšie poľnohospodárske produkty, výrazne sa šetrí voda, keďže sa znižuje príjem sladkej vody na zavlažovanie a odpadá potreba míňať vodu na riedenie odpadových vôd. Keď sa komunálna odpadová voda používa v zariadení na spracovanie odpadu, živiny a mikroprvky, ktoré obsahuje, sú absorbované rastlinami rýchlejšie a úplnejšie ako umelé minerálne hnojivá.

Medzi dôležité úlohy patrí aj predchádzanie znečisťovaniu vodných plôch pesticídmi a toxickými chemikáliami. K tomu je potrebné urýchliť realizáciu protieróznych opatrení, vytvárať pesticídy, ktoré by sa rozložili do 1-3 týždňov bez zachovania toxických zvyškov v poraste. Kým sa tieto problémy nevyriešia, je potrebné obmedziť poľnohospodárske využívanie pobrežných zón pozdĺž vodných tokov alebo v nich nepoužívať pesticídy. Väčšiu pozornosť si vyžaduje aj vytváranie pásiem ochrany vôd.

Pri ochrane vodných zdrojov pred znečistením je dôležité zavedenie poplatkov za vypúšťanie odpadových vôd, vytváranie komplexných regionálnych schém spotreby vody, odvádzania vody a čistenia odpadových vôd a automatizácia kontroly kvality vody vo vodných zdrojoch. Je potrebné poznamenať, že komplexné regionálne schémy umožňujú prejsť na opätovné použitie a opätovné použitie vody, prevádzku zariadení na čistenie odpadových vôd spoločných pre región, ako aj automatizáciu procesov riadenia prevádzky vodovodných a kanalizačných systémov.

Pri prevencii znečisťovania prírodných vôd zohráva ochrana hydrosféry veľkú úlohu, pretože negatívne vlastnosti, ktoré hydrosféra nadobudla, nielenže modifikujú vodný ekosystém a majú deprimujúci vplyv na jeho hydrobiologické zdroje, ale ničia aj suchozemské ekosystémy, jeho biologické systémy, ako aj litosféra.

Je potrebné zdôrazniť, že jedným z radikálnych opatrení v boji proti znečisteniu je prekonať zakorenenú tradíciu považovať vodné útvary za zberače odpadových vôd. V tých istých vodných tokoch a vodných plochách by sa tam, kde je to možné, mal vylúčiť odber vody alebo vypúšťanie odpadových vôd.

Ochrana ovzdušia a pôdy.

Zvlášť chránené prírodné oblasti. Ochrana flóry a fauny.

Efektívna forma ochrana prírodných ekosystémov, ako aj biotické spoločenstvá sú osobitne chránené prírodné oblasti. Umožňujú zachovať štandardy (vzorky) nedotknutých biogeocenóz nielen na niektorých exotických, vzácnych miestach, ale aj vo všetkých typických prírodných zónach Zeme.

TO osobitne chránené prírodné oblasti(SPNA) označujú oblasti pôdy alebo vodnej plochy, ktoré sú vzhľadom na ich environmentálny a iný význam úplne alebo čiastočne vyňaté z hospodárskeho využitia na základe rozhodnutí vlády.

Zákon o chránených prírodných územiach, prijatý vo februári 1995, ustanovil tieto kategórie týchto území: a) štátne prírodné rezervácie vrátane. biosféra; b) národné parky; c) prírodné parky; d) štátne prírodné rezervácie; e) prírodné pamiatky; f) dendrologické parky a botanické záhrady.

Rezervovať- ide o zákonom osobitne chránený priestor (územie alebo vodná plocha), ktorý je úplne vyňatý z bežného hospodárskeho využívania s cieľom zachovať prírodný komplex v prirodzenom stave. V prírodných rezerváciách je povolená len vedecká, bezpečnostná a kontrolná činnosť.

Dnes je v Rusku 95 prírodných rezervácií s celkovou rozlohou 310 tisíc metrov štvorcových. km, čo je asi 1,5 % z celého územia Ruska. Na neutralizáciu technogénneho vplyvu priľahlých území, najmä v oblastiach s rozvinutým priemyslom, sa okolo prírodných rezervácií vytvárajú ochranné pásma.

Biosférické rezervácie (BR) plnia štyri funkcie: zachovávajú genetickú diverzitu našej planéty; vedenie vedeckého výskumu; monitorovanie pozaďového stavu biosféry (ekologický monitoring); environmentálna výchova a medzinárodná spolupráca.

Je zrejmé, že funkcie prírodnej rezervácie sú širšie ako funkcie akéhokoľvek iného typu chránených prírodných území. Slúžia ako akési medzinárodné normy, environmentálne normy.

Na Zemi bola teraz vytvorená jediná globálna sieť viac ako 300 biosférických rezervácií (v Rusku je ich 11). Všetci pracujú podľa dohodnutého programu UNESCO a neustále pozorujú zmeny v prírodnom prostredí pod vplyvom antropogénnych aktivít.

národný park- rozsiahle územie (od niekoľkých tisíc do niekoľkých miliónov hektárov), ktoré zahŕňa tak úplne chránené územia, ako aj zóny určené na určité druhy hospodárskych činností.

Ciele vytvárania národných parkov sú: 1) environmentálne (zachovanie prírodných ekosystémov); 2) vedecké (vývoj a implementácia metód na zachovanie prírodného komplexu v podmienkach hromadného vstupu návštevníkov) a 3) rekreačné (regulovaný cestovný ruch a rekreácia ľudí).

V Rusku je 33 národných parkov s celkovou rozlohou asi 66,5 tisíc metrov štvorcových. km.

Prírodný park- územie mimoriadnej ekologickej a estetickej hodnoty a využívané na organizovanú rekreáciu obyvateľstva.

Rezervovať je prírodný komplex, ktorý je určený na zachovanie jedného alebo viacerých druhov živočíchov alebo rastlín s obmedzeným využitím iných. Nachádzajú sa tu krajinné, lesné, ichtyologické (ryby), ornitologické (vtáctvo) a iné druhy rezervácií. Zvyčajne po obnovení hustoty populácie chránených druhov živočíchov alebo rastlín sa rezervácia uzavrie a povolí sa ten či onen druh hospodárskej činnosti. V Rusku je teraz viac ako 1 600 štátnych prírodných rezervácií s celkovou rozlohou viac ako 600 tisíc metrov štvorcových. km.

Prírodná pamiatka- jednotlivé prírodné objekty, ktoré sú jedinečné a nereprodukovateľné a majú vedecký, estetický, kultúrny alebo vzdelávací význam. Môžu to byť veľmi staré stromy, ktoré boli „svedkami“ nejakých historických udalostí, jaskyne, skaly, vodopády a pod. Je zakázané .

Dendrologické parky a botanické záhrady sú zbierky stromov a kríkov, ktoré človek vytvoril za účelom zachovania biodiverzity a obohatenia flóry, ako aj v záujme vedy, štúdia a kultúrno-výchovnej práce. Často vykonávajú práce súvisiace s introdukciou a aklimatizáciou nových rastlín.

Za porušenie režimu osobitne chránených prírodných oblastí ruská legislatíva stanovuje správnu a trestnoprávnu zodpovednosť. Vedci a odborníci zároveň dôrazne odporúčajú výrazne zvýšiť rozlohu osobitne chránených území. Napríklad v USA je plocha USA viac ako 7% územia krajiny.

Riešenie environmentálnych problémov a následne aj perspektív trvalo udržateľného rozvoja civilizácie do značnej miery súvisí s kompetentným využívaním obnoviteľných zdrojov a rôznych funkcií ekosystémov a ich manažmentom. Toto smerovanie je najdôležitejšou cestou pre pomerne dlhodobé a relatívne udržateľné využívanie prírodných zdrojov v kombinácii so zachovaním a udržaním stability biosféry, a tým aj životného prostredia človeka.

Každý biologický druh je jedinečný. Obsahuje informácie o vývoji flóry a fauny, ktoré majú veľký vedecký a aplikačný význam. Keďže všetky možnosti využitia daného organizmu v dlhodobom horizonte sú často nepredvídateľné, celý genofond našej planéty (snáď s výnimkou niektorých patogénnych organizmov nebezpečných pre človeka) podlieha prísnej ochrane. Potreba ochrany genofondu z hľadiska koncepcie trvalo udržateľného rozvoja („koevolúcia“) nie je diktovaná ani tak ekonomickými, ako skôr morálnymi a etickými úvahami. Ľudstvo neprežije samo.

Stojí za to pripomenúť si jeden z environmentálnych zákonov B. Commonera: "Príroda vie najlepšie!" Doteraz nepredvídané možnosti využitia genofondu zvierat dnes ukazuje bionika, vďaka ktorej dochádza k početným vylepšeniam inžinierskych návrhov založených na štúdiu štruktúry a funkcií orgánov voľne žijúcich zvierat. Zistilo sa, že niektoré bezstavovce (mäkkýše, huby) majú schopnosť akumulovať veľké množstvo rádioaktívnych prvkov a pesticídov. Vďaka tomu môžu byť bioindikátormi znečistenia životného prostredia a pomôcť ľuďom vyriešiť tento dôležitý problém.

Ochrana genofondu rastlín. Ochrana genofondu rastlín je ako integrálna súčasť všeobecného problému ochrany životného prostredia súhrn opatrení na zachovanie celej druhovej diverzity rastlín – nositeľov dedičného dedičstva produkčných alebo vedecky alebo prakticky cenných vlastností.

Je známe, že pod vplyvom prirodzeného výberu a prostredníctvom sexuálneho rozmnožovania jedincov sa v genofonde každého druhu alebo populácie akumulujú tie najvýhodnejšie vlastnosti pre daný druh; sú obsiahnuté v génových kombináciách. Preto sú úlohy využívania prírodnej flóry veľmi dôležité. Naše moderné obilniny, ovocie, zelenina, bobuľoviny, krmoviny, priemyselné, okrasné plodiny, ktorých centrá pôvodu založil náš vynikajúci krajan N.I. Vavilov, vystopovať ich pôvod buď od divokých predkov, alebo sú výtvormi vedy, ale založené na prirodzených génových štruktúrach. Využitím dedičných vlastností divo rastúcich rastlín sa získali úplne nové druhy úžitkových rastlín. Prostredníctvom hybridnej selekcie vznikli viacročné hybridy pšenice a obilno-krmovinové hybridy. Podľa výpočtov vedcov možno pri výbere poľnohospodárskych plodín z flóry Ruska použiť asi 600 druhov divých rastlín.

Ochrana genofondu rastlín sa uskutočňuje vytváraním prírodných rezervácií, prírodných parkov a botanických záhrad; vytvorenie banky genofondu miestnych a introdukovaných druhov; štúdium biológie, environmentálnych potrieb a konkurencieschopnosti rastlín; ekologické hodnotenie biotopu rastlín, prognózy jeho zmien v budúcnosti. Vďaka rezervám sa zachovali borovice Pitsunda a Eldar, pistácie, tis, buxus, rododendron, ženšen atď.

Ochrana genofondu zvierat. Zmena životných podmienok vyskytujúca sa pod vplyvom ľudskej činnosti, sprevádzaná priamym prenasledovaním a vyhladzovaním zvierat, vedie k vyčerpaniu ich druhovej skladby a zníženiu početnosti mnohých druhov. V roku 1600 Na planéte bolo približne 4 230 druhov cicavcov, k dnešnému dňu zmizlo 36 druhov a 120 druhom hrozí vyhynutie. Z 8 684 druhov vtákov 94 zmizlo a 187 je ohrozených. O nič lepšia situácia nie je ani s poddruhmi: od roku 1600 zmizlo 64 poddruhov cicavcov a 164 poddruhov vtákov, v ohrození je 223 poddruhov cicavcov a 287 poddruhov vtákov.

Ochrana genofondu ľudstva. Na tento účel boli vytvorené rôzne vedecké smery, ako napr.

1) ekotoxikológia- časť toxikológie (náuka o jedoch), ktorá študuje zloženie zložiek, charakteristiky distribúcie, biologické pôsobenie, aktiváciu, deaktiváciu škodlivých látok v životnom prostredí;

2) lekárske genetické poradenstvo v špeciálnych zdravotníckych zariadeniach zisťovať povahu a následky pôsobenia ekotoxikantov na genetický aparát človeka s cieľom porodiť zdravé potomstvo;

3) skríning- výber a testovanie mutagenity a karcinogenity environmentálnych faktorov (prírodné prostredie okolo ľudí).

Environmentálna patológia- náuka o ľudských chorobách, pri výskyte a rozvoji ktorých vedúcu úlohu zohrávajú nepriaznivé faktory prostredia v kombinácii s inými patogénnymi faktormi.

Základné smery ochrany životného prostredia.

Štandardizácia kvality životného prostredia. Ochrana atmosféry, hydrosféry, litosféry, biotických spoločenstiev. Ekologické ochranné zariadenia a technológie.

Samočistenie vody v nádržiach je súbor vzájomne prepojených hydrodynamických, fyzikálno-chemických, mikrobiologických a hydrobiologických procesov vedúcich k obnove pôvodného stavu vodného útvaru.

Spomedzi fyzikálnych faktorov má prvoradý význam riedenie, rozpúšťanie a miešanie prichádzajúcich kontaminantov. Dobré premiešanie a znížené koncentrácie suspendovaných častíc sú zabezpečené rýchlym tokom riek. Samočistenie nádrží je uľahčené usadzovaním nerozpustných sedimentov na dne, ako aj usadzovaním znečistených vôd. V zónach s miernym podnebím sa rieka čistí po 200 - 300 km od miesta znečistenia a na Ďalekom severe - po 2 000 km.

K dezinfekcii vody dochádza pod vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka. Dezinfekčný účinok sa dosahuje priamym deštruktívnym účinkom ultrafialových lúčov na proteínové koloidy a enzýmy protoplazmy mikrobiálnych buniek, ako aj spórové organizmy a vírusy.

Medzi chemickými faktormi samočistenia nádrží je potrebné poznamenať oxidáciu organických a anorganických látok. Samočistenie nádrže sa často hodnotí vo vzťahu k ľahko oxidovateľnej organickej hmote alebo podľa celkového obsahu organickej hmoty.

Hygienický režim nádrže je charakterizovaný predovšetkým množstvom kyslíka rozpusteného v nej. Pre nádrže prvého a druhého typu by to malo byť najmenej 4 mg na 1 liter vody kedykoľvek počas roka. Prvý typ zahŕňa nádrže používané na zásobovanie podnikov pitnou vodou, druhý typ zahŕňa nádrže používané na plávanie, športové podujatia a nádrže nachádzajúce sa v obývaných oblastiach.

Biologické faktory samočistenia nádrže zahŕňajú riasy, plesne a kvasinky. Fytoplanktón však nemá vždy pozitívny vplyv na samočistiace procesy: v niektorých prípadoch možno masívny rozvoj modrozelených rias v umelých nádržiach považovať za proces samoznečistenia.

Zástupcovia živočíšneho sveta môžu tiež prispieť k samočisteniu vodných plôch od baktérií a vírusov. Hliva a niektoré ďalšie améby teda adsorbujú črevné a iné vírusy. Každý mäkkýš prefiltruje viac ako 30 litrov vody denne.

Čistota vodných plôch je nemysliteľná bez ochrany ich vegetácie. Len na základe hlbokých znalostí ekológie každej nádrže a efektívnej kontroly vývoja rôznych živých organizmov, ktoré ju obývajú, možno dosiahnuť pozitívne výsledky, zabezpečiť transparentnosť a vysokú biologickú produktivitu riek, jazier a nádrží.

Iné faktory nepriaznivo ovplyvňujú procesy samočistenia vodných plôch. Chemické znečistenie vodných plôch priemyselnými odpadovými vodami, živinami (dusík, fosfor atď.) inhibuje prirodzené oxidačné procesy a zabíja mikroorganizmy. To isté platí pre vypúšťanie tepelných odpadových vôd tepelnými elektrárňami.

Viacstupňovým procesom, ktorý niekedy trvá dlhší čas, je samočistenie oleja. V prírodných podmienkach sa komplex fyzikálnych procesov samočistenia vody z ropy skladá z množstva zložiek: odparovanie; usadzovanie hrudiek, najmä tých, ktoré sú preťažené sedimentom a prachom; zlepovanie hrudiek zavesených vo vodnom stĺpci; plávajúce hrudky tvoriace film s inklúziami vody a vzduchu; zníženie koncentrácií suspendovaného a rozpusteného oleja v dôsledku usadzovania, plávania a miešania s čistou vodou. Intenzita týchto procesov závisí od vlastností konkrétneho typu oleja (hustota, viskozita, koeficient tepelnej rozťažnosti), prítomnosti koloidov, suspendovaných a transportovateľných častíc planktónu atď. vo vode, teplote vzduchu a slnečnom osvetlení.

Medzi zložkami vodného ekosystému počas jeho fungovania prebieha nepretržitá výmena hmoty a energie. Táto výmena má cyklický charakter s rôznym stupňom uzavretia, sprevádzaná premenou hmoty pod vplyvom fyzikálnych, chemických a biologických faktorov. Pri premene môže dochádzať k postupnému rozkladu zložitých látok na jednoduché a jednoduché látky sa môžu syntetizovať na zložité. V závislosti od intenzity vonkajšieho vplyvu na vodný ekosystém a charakteru procesov sa buď vodný ekosystém vráti do pozaďových stavov (samočistenie), alebo sa vodný ekosystém presunie do iného stabilného stavu, ktorý sa bude vyznačovať rôznymi kvantitatívne a kvalitatívne ukazovatele biotických a abiotických zložiek. Ak vonkajší vplyv prekročí samoregulačné schopnosti vodného ekosystému, môže dôjsť k jeho zničeniu. Samočistenie vodných ekosystémov je dôsledkom schopnosti samoregulácie. Prísun látok z vonkajších zdrojov je vplyvom, ktorý je vodný ekosystém schopný v určitých medziach odolať vnútrosystémovými mechanizmami. V ekologickom zmysle je samočistenie dôsledkom procesov zaraďovania látok vstupujúcich do vodného útvaru do biochemických cyklov za účasti bioty a faktorov neživej prírody. Cyklus akéhokoľvek prvku je zložený z dvoch hlavných fondov - rezervného fondu, ktorý tvorí veľká masa pomaly sa meniacich komponentov, a výmenného (obehového) fondu, ktorý sa vyznačuje rýchlou výmenou medzi organizmami a ich biotopom. Všetky biochemické cykly možno rozdeliť do dvoch hlavných typov – s rezervným fondom v atmosfére (napríklad dusík) a s rezervným fondom v zemskej kôre (napríklad fosfor).

Samočistenie prírodných vôd sa uskutočňuje zapojením látok pochádzajúcich z externých zdrojov do nepretržite prebiehajúcich transformačných procesov, v dôsledku ktorých sa prijaté látky vracajú do ich rezervného fondu.

118 Ekológia mesta

Transformácia látok je výsledkom rôznych súčasne prebiehajúcich procesov, medzi ktorými možno rozlíšiť fyzikálne, chemické a biologické mechanizmy. Veľkosť príspevku každého mechanizmu závisí od vlastností nečistoty a vlastností konkrétneho ekosystému.

Fyzikálne mechanizmy samočistenia.Výmena plynu na rozhraní atmosféra-voda. Vďaka tomuto procesu sa do vodného útvaru dostávajú látky, ktoré majú rezervný fond v atmosfére a tieto látky sa z vodného útvaru vracajú späť do rezervného fondu. Jedným z dôležitých špeciálnych prípadov výmeny plynov je proces atmosférická reaerácia, vďaka čomu značná časť kyslíka vstupuje do vodného útvaru. Intenzitu a smer výmeny plynov určuje odchýlka koncentrácie plynu vo vode od koncentrácie nasýtenia C\ Hodnota koncentrácie nasýtenia závisí od charakteru látky a fyzikálnych podmienok vo vodnom útvare - teploty a tlaku. Pri koncentráciách vyšších ako C sa plyn vyparuje do atmosféry a pri koncentráciách menších ako Cs, plyn je absorbovaný vodnou hmotou.

Sorpcia- absorpcia nečistôt suspendovanými látkami, spodnými sedimentmi a povrchmi vodných organizmov. Najenergetickejšie sú sorbované koloidné častice a organické látky v nedisociovanom molekulárnom stave. Proces je založený na fenoméne adsorpcie. Rýchlosť akumulácie látky na jednotku hmotnosti sorbentu je úmerná jej nenasýtenosti pre danú látku a koncentrácii látky vo vode a nepriamo úmerná obsahu látky v sorbente. Príkladmi regulovaných látok podliehajúcich sorpcii sú ťažké kovy a povrchovo aktívne látky.

Sedimentácia a resuspenzia. Vodné plochy vždy obsahujú určité množstvo suspendovaných látok anorganického a organického pôvodu. Sedimentácia sa vyznačuje schopnosťou suspendovaných častíc padať na dno vplyvom gravitácie. Proces prechodu častíc z dnových sedimentov do suspendovaného stavu sa nazýva resuspenzia. Vyskytuje sa pod vplyvom vertikálnej zložky rýchlosti turbulentného prúdenia.

Chemické mechanizmy samočistenia.Fotolýza- premena molekúl látky pod vplyvom svetla nimi absorbovaného. Špeciálnymi prípadmi fotolýzy sú fotochemická disociácia – rozpad častíc na niekoľko jednoduchších a fotoionizácia – premena molekúl na ióny. Z celkového množstva slnečného žiarenia sa asi 1 % využíva pri fotosyntéze, od 5 % do 30 % sa odráža vodná hladina. Hlavná časť slnečnej energie sa premieňa na teplo a zúčastňuje sa fotochemických reakcií. Najúčinnejšou súčasťou slnečného žiarenia je ultrafialové žiarenie. Ultrafialové žiarenie je absorbované vo vrstve vody s hrúbkou asi 10 cm, ale vďaka turbulentnému miešaniu môže preniknúť do hlbších vrstiev vodných plôch. Množstvo látky podrobenej fotolýze závisí od typu látky a jej koncentrácie vo vode. Z látok vstupujúcich do vodných útvarov sú humínové látky náchylné na pomerne rýchly fotochemický rozklad.

119

Hydrolýza- iónovýmenná reakcia medzi rôznymi látkami a vodou. Hydrolýza je jedným z hlavných faktorov chemickej premeny látok vo vodných útvaroch. Kvantitatívnou charakteristikou tohto procesu je stupeň hydrolýzy, ktorý sa chápe ako pomer hydrolyzovanej časti molekúl k celkovej koncentrácii soli. Pre väčšinu solí je to niekoľko percent a zvyšuje sa so zvyšujúcim sa riedením a teplotou vody. Organické látky tiež podliehajú hydrolýze. V tomto prípade k hydrolytickému štiepeniu dochádza najčastejšie prostredníctvom väzby atómu uhlíka s inými atómami.

Biochemické samočistenie je dôsledkom premeny látok uskutočňovanej hydrobiontmi. K procesu samočistenia spravidla najviac prispievajú biochemické mechanizmy a až pri útlaku vodných organizmov (napríklad pod vplyvom toxických látok) začínajú zohrávať významnejšiu úlohu fyzikálno-chemické procesy. Biochemická transformácia látok nastáva v dôsledku ich začlenenia do trofických sietí a uskutočňuje sa počas procesov výroby a ničenia.

Primárna produkcia zohráva obzvlášť dôležitú úlohu, pretože určuje väčšinu procesov vo vnútri nádrže. Hlavným mechanizmom novotvorby organickej hmoty je fotosyntéza. Vo väčšine vodných ekosystémov je hlavným primárnym producentom fytoplanktón. Počas procesu fotosyntézy sa slnečná energia priamo premieňa na biomasu. Vedľajším produktom tejto reakcie je voľný kyslík produkovaný fotolýzou vody. Spolu s fotosyntézou rastliny podstupujú dýchacie procesy, ktoré spotrebúvajú kyslík.

Autotrofná produkcia a heterotrofná deštrukcia sú dva z najdôležitejších aspektov premeny hmoty a energie vo vodných ekosystémoch. Charakter a intenzita produkčno-deštruktívnych procesov a následne aj mechanizmus biochemického samočistenia sú dané štruktúrou konkrétneho ekosystému. Preto sa môžu v rôznych vodných útvaroch výrazne líšiť. Okrem toho v rámci toho istého vodného útvaru existujú rôzne zóny života (ekologické zóny), ktoré sa líšia v spoločenstvách organizmov, ktoré ich obývajú. Tieto rozdiely sú spôsobené zmenami životných podmienok pri prechode z povrchu do hĺbky a z pobrežných zón do otvorených častí.

Vo vodných tokoch v dôsledku intenzívneho miešania a malých hĺbok nie je vyjadrená vertikálna zonácia. Na základe prietokového prierezu sa rozlišuje ripál - pobrežná zóna a stredná - otvorená zóna zodpovedajúca jadru rieky. Ripal sa vyznačuje nízkymi rýchlosťami prúdenia, húštinami makrofytov a vysokými hodnotami kvantitatívneho vývoja hydrobiontov. V mediálnom je rýchlosť pohybu vody vyššia, kvantitatívny vývoj hydrobiontov nižší. Podľa pozdĺžneho profilu sa rozlišujú zóny dosahov a zóny riftov. V pásme tokov charakterizovaných pomalým tokom je obyvateľstvo kvantitatívne bohatšie, ale kvalitatívne chudobnejšie. Opačný obrázok je typický pre pušky.

120 Ekológia mesta

Zložité podmienky prostredia ovplyvňujú samočistiace procesy vo vodných tokoch. Pomalé prúdy sa vyznačujú priaznivými podmienkami pre fotosyntézu, intenzívnymi procesmi premeny látok a sedimentačnými procesmi. Zóny s vysokými rýchlosťami sa vyznačujú intenzívnymi procesmi miešania, výmeny plynov a deštrukcie látok.

V nádržiach sa ekologická zonácia prejavuje výraznejšie ako vo vodných tokoch. Vo vodných útvaroch sa pozdĺž horizontálneho profilu rozlišuje pobrežná zóna - zóna pobrežných plytkých vôd a pelagická zóna (limnická zóna) - zóna voľnej vody. V hlbokých nádržiach sa v pelagickej vodnej hmote vertikálne rozlišujú tri zóny - epilimnion, metalimnion a hypolimnion. Metalimnion alebo termoklin je zóna oddeľujúca epilimnion a hypolimnion. Vyznačuje sa prudkým poklesom teploty vody (1 stupeň na 1 m hĺbky). Nad metalimniónom je epilimnion. Pre epilimnion je charakteristická prevaha výrobných procesov. S rastúcou hĺbkou, ako klesá fotosynteticky aktívne žiarenie (PAR), intenzita fotosyntézy klesá. Hĺbka, v ktorej sa produkcia rovná deštrukcii, sa nazýva horizont kompenzácie. Nad ňou je trofogénna zóna, kde prevládajú výrobné procesy a pod ňou je trofolytická zóna, kde prevládajú dýchacie a rozkladné procesy. Trofogénna zóna sa nachádza v epilimnione a trofolitická zóna spravidla pokrýva metalimnion a hypolimnion.

V spodnej zóne nádrží sa okrem litorálnej zóny nachádza hlbinná zóna - hlbinná časť, ktorá sa približne zhoduje s časťou dna nádrže naplnenou hypolimniovými vodami.

V nádržiach je teda možné rozlíšiť zóny s prevahou produktov fotosyntézy a zóny, kde dochádza len k procesom deštrukcie látok. V hypolimnione sa najmä v zime a v lete často pozorujú anaeróbne podmienky, čo znižuje intenzitu samočistiacich procesov. Naopak, v pobrežnej zóne sú teplotné a kyslíkové režimy priaznivé pre intenzívne samočistiace procesy.

eutrofizácia, ktorý sa chápe ako hyperprodukcia organickej hmoty vo vodnom útvare pod vplyvom vonkajších (alochtónnych) a vnútrovodných (autochtónnych) faktorov, je jedným z vážnych environmentálnych problémov, ktorým čelia takmer všetky vyspelé krajiny. Takmer každý vodný útvar podlieha eutrofizácii, no najvýraznejšie je to vo vodných útvaroch. Eutrofizácia vodných útvarov je prirodzený proces, jej vývoj sa hodnotí v geologickom časovom meradle. V dôsledku antropogénneho prísunu živín do vodných útvarov došlo k prudkému zrýchleniu eutrofizácie. Výsledkom tohto procesu, nazývaného antropogénna eutrofizácia, je skrátenie časového rozsahu eutrofizácie z tisícok rokov na desaťročia. Procesy eutrofizácie prebiehajú obzvlášť intenzívne v urbanizovaných oblastiach, čo z nich robí jednu z najcharakteristickejších čŕt mestských vodných útvarov.

Sekcia 3. Vodné prostredie mesta

Trofiita vodného útvaru zodpovedá úrovni vstupu organickej hmoty alebo úrovni jej produkcie za jednotku času a je teda vyjadrením kombinovaného pôsobenia organickej hmoty, ktorá vzniká pri fotosyntéze a je dodávaná zvonku. Podľa úrovne trofiky sa rozlišujú dva extrémne typy vodných útvarov - oligotrofné a eutrofné. Hlavné rozdiely medzi týmito dvoma typmi vodných útvarov sú uvedené v tabuľky 3.14.

Tabuľka 3.14. Charakteristika oligotrofných a eutrofných rezervoárov

	Stav nádrže
Hapaktvpistika
	oligotrofné	eutrofické
Fyzikálno-chemické vlastnosti
Koncentrácia rozpusteného kyslíka	Vysoká	Nízka
v hypolimnione
Koncentrácia živín	Nízka	Vysoká
Koncentrácia nerozpustených látok	Nízka	Vysoká
Prienik svetla	dobre	Zlé
Hĺbka	Veľký	Malý
Biologické vlastnosti
Produktivita	Nízka	Vysoká
Rozmanitosť vodných druhov	Malý	Veľký
Fytoplanktón:
biomasa	Malý	Veľký
denné migrácie	Intenzívne	Obmedzené
kvitnúť	Zriedkavé	Časté
charakteristické skupiny	rozsievky,	Zelená, modrá
	zelené riasy	zelené riasy

Hlavným mechanizmom prirodzeného procesu eutrofizácie je zanášanie vodných plôch. Antropogénna eutrofizácia nastáva v dôsledku vstupu nadmerného množstva živín do vody v dôsledku hospodárskej činnosti. Vysoký obsah živín stimuluje autotrofnú hyperprodukciu organickej hmoty. Výsledkom tohto procesu je vodný kvet v dôsledku nadmerného rozvoja riasovej flóry. Spomedzi živín vstupujúcich do vody majú na procesy eutrofizácie najväčší vplyv dusík a fosfor, pretože ich obsah a pomer regulujú rýchlosť primárnej produkcie. Zvyšné biogénne prvky sú spravidla obsiahnuté vo vode v dostatočnom množstve a neovplyvňujú procesy eutrofizácie. Pre jazerá je limitujúcim prvkom najčastejšie fosfor a pre vodné toky dusík.

Vodnému útvaru je priradená určitá trofická úroveň na základe príjmu organickej hmoty. Vzhľadom k tomu, že uvedené

Ekológia mesta

V praxi je tento parameter ťažko kontrolovateľný, ako indikátory trofickej úrovne sa používajú iné charakteristiky vodného ekosystému, ktoré úzko súvisia s trofickým stavom nádrže. Tieto charakteristiky sa nazývajú indikátorové charakteristiky. V modernej praxi sa ako indikátory najčastejšie používajú množstvá dodávaných živín, koncentrácie živín vo vodnom útvare, miera vyčerpania kyslíka v hypolimnione, priehľadnosť vody a biomasa fytoplanktónu. Fytoplanktón sú hlavnými primárnymi producentmi vo väčšine vodných ekosystémov. Preto je ekologický stav väčšiny vodných útvarov determinovaný fytoplanktónom a závisí od množstva fyzikálnych, chemických a biologických faktorov prostredia.

Fyzikálne faktory eutrofizácie.Osvetlenie. Závislosť prvovýroby od osvetlenia je znázornená v ryža. 3.18. Prienik svetla do vodného stĺpca je určený množstvom faktorov. Dopadajúce svetlo je absorbované samotnou vodou a farebnými látkami rozpustenými v nej a je rozptýlené suspendovanými látkami vo vode. Hĺbka, v ktorej je osvetlenie 5% osvetlenia na povrchu, sa nazýva eufotický horizont. Nad eufotickým horizontom je eufotická zóna. Zmena primárnej produkcie s hĺbkou závisí od zmien osvetlenia. V letných mesiacoch sa môže maximálna produktivita posunúť do hĺbky. To sa vysvetľuje nadmerným osvetlením na povrchu, čo vedie k potlačeniu fytoplanktónu, v dôsledku čoho sa v hlbších vrstvách vytvárajú najlepšie podmienky pre jeho existenciu.

Teplota ovplyvňuje fyzikálne a biologické procesy eutrofizácie. Určuje stupeň nasýtenia vody kyslíkom, teplotný profil ovplyvňuje intenzitu vertikálnej turbulencie a tým ovplyvňuje prenos živín z oblastí dna do epilimnia. Teplota ovplyvňuje aj množstvo prvovýroby (obr. 3.19). Optimálna teplota sa líši v závislosti od typu organizmu, ale vo väčšine prípadov sa pohybuje v rozmedzí 20-25°C.

Ekologický stav vodných plôch do značnej miery súvisí s procesmi samočistenia – prírodnej rezervy na obnovenie pôvodných vlastností a zloženia vody.
Hlavné procesy samočistenia vedú k:

• premena (premena) škodlivín na neškodné alebo menej škodlivé látky v dôsledku chemickej a najmä biochemickej oxidácie;
• relatívne čistenie - prechod škodlivín z vodného stĺpca do spodných sedimentov, ktoré môžu v budúcnosti slúžiť ako zdroj sekundárneho znečistenia vôd;
• odstraňovanie škodlivín mimo vodného útvaru v dôsledku vyparovania, uvoľňovania plynov z vodného stĺpca alebo odstraňovanie peny vetrom.

Najväčšiu úlohu v procese samočistenia vody zohráva premena škodlivín. Zahŕňa nekonzervatívne znečisťujúce látky, ktorých koncentrácie sa menia v dôsledku chemických, biochemických a fyzikálnych procesov vo vodných útvaroch. Medzi nekonzervatívne patria najmä organické a biogénne látky. Intenzita oxidácie transformovanej škodliviny závisí predovšetkým od vlastností tejto látky, teploty vody a podmienok dodávky kyslíka do vodného útvaru.

Teplotné pomery možno hodnotiť priemernou teplotou vody za tri letné mesiace, ktorá dostatočne odráža podmienky za celé teplé obdobie (teplota vody na ruských riekach v zimných mesiacoch zostáva takmer rovnaká, blízka 0°C). Podľa tohto ukazovateľa sú rieky a nádrže rozdelené do troch skupín: s teplotou pod 15°C, od 15 do 20°C a nad 20°C.

Podmienky pre prísun kyslíka sú dané najmä intenzitou miešania vody a dobou trvania, ktorá má pomerne úzku koreláciu s letom.

Intenzita miešania vody v riekach sa odhaduje približne v závislosti od charakteru terénu, cez ktorý pretekajú, a pre jazerá a nádrže - koeficientom plytkosti g, v závislosti od plochy vodnej plochy a priemernej hĺbky nádrž. Podľa týchto hodnotiacich kritérií sú rieky a nádrže rozdelené do 4 skupín: so silným, významným, miernym a slabým premiešavaním. Na základe kombinácie teplotných a zmiešavacích podmienok sa rozlišujú 4 kategórie podmienok premeny znečisťujúcich látok v povrchových vodách: priaznivé, priemerné, nepriaznivé a mimoriadne nepriaznivé. Hodnotenie samočistenia vody na základe týchto ukazovateľov je neprijateľné ani pre najväčšie transzonálne rieky (Volga, Jenisej, Lena atď.), ani pre malé rieky (s plochou povodia menšou ako 500 – 1000 km2), keďže teplota vody a podmienky miešania v nich sú veľmi odlišné od hodnôt pozadia.

Významnú úlohu pri samočistení vody zohráva aj fyzikálny proces riedenia obsahu škodlivín, ktorých koncentrácia v riečnej vode so zvyšujúcim sa prietokom vody v rieke klesá. Úlohou riedenia je nielen zníženie koncentrácie škodlivín, ale aj zníženie pravdepodobnosti otravy (toxikózy) vodných organizmov zodpovedných za biochemickú degradáciu škodlivín. Ukazovateľom podmienok riedenia znečisťujúcich látok je priemerný ročný prietok vody pre rieku a celkový prietok vody z prítokov do nej pritekajúcich pre nádrž. Podľa tohto ukazovateľa sú všetky rieky a nádrže rozdelené do 6 skupín (s prietokom vody od menej ako 100 do viac ako 10 000 m3/s). Na základe kombinácie dvoch najdôležitejších podmienok - transformácie škodlivín a spotreby vody - je možné približne posúdiť podmienky samočistenia povrchových vôd od škodlivín a spojiť ich do 5 kategórií: od „najpriaznivejších“ po „extrémne“. nepriaznivé“. Podmienky samočistenia zohľadňujúce riedenie pre transzonálne rieky boli vypočítané individuálne pre jednotlivé úseky každej rieky. Horné toky stredných a veľkých riek, ktoré sa vyznačujú slabou schopnosťou riedenia, sú klasifikované ako rieky s „extrémne nepriaznivými“ podmienkami samočistenia.
V podmienkach premeny znečisťujúcich látok v ruských povrchových vodách existujú určité priestorové vzorce. Vodné útvary s „extrémne nepriaznivými“ podmienkami sa teda nachádzajú v nízko položených tundrových a leso-tundrových oblastiach. Všetky hlbokomorské jazerá (Ladoga, Onega, Bajkal atď.) a nádrže s obzvlášť pomalou výmenou vody patria do rovnakej skupiny. A územia s „priaznivými“ transformačnými podmienkami sa obmedzujú na Strednú ruskú a Volžskú pahorkatinu, na úpätí severného Kaukazu.

Ak vezmeme do úvahy riedenie znečistenia, väčšina stredne veľkých a takmer všetky malé rieky v Rusku sa vyznačujú „extrémne nepriaznivými“ podmienkami samočistenia. „Najpriaznivejšie“ podmienky na samočistenie charakterizujú úseky riek Ob, Jenisej, Lena a Amur, ktoré spadajú do najvyššej kategórie obsahu vody (viac ako 10 000 m3/s) s teplotou vody v priemernom rozmedzí ( 15–20 °C), ako aj na dolnom toku Volhy s teplotou nad 20 °C. Nasledujúce nádrže majú rovnakú kategóriu podmienok: Volgogradskoye, Tsimlyanskoye, Nizhnekamskoye.

Analýza územných rozdielov v podmienkach samočistenia riek a nádrží umožňuje približne posúdiť mieru nebezpečenstva ich znečistenia prílevom škodlivín. To zase môže slúžiť ako základ pre stanovenie úrovne obmedzení vypúšťania odpadových vôd v mestách a vypracovanie odporúčaní o veľkosti zníženia rozptýleného vstupu znečisťujúcich látok do povrchových vôd.

Medzi negatívne prírodné faktory patrí prítomnosť strmých svahov a zaplavených oblastí, ktoré sú nestabilné voči dodatočnej antropogénnej záťaži. Za negatívne technogénne faktory treba považovať vysoký neporiadok v určitých oblastiach, vplyv znečistených a nedostatočne čistených odpadových vôd z obytných oblastí, priemyselných zón a podnikov, ovplyvňujúcich kvalitu vodných útvarov. V dôsledku toho stav nádrží nezodpovedá požiadavkám na kultúrne a spoločenské zariadenia. Navyše pre takmer celé územie je typické nadmerné znečistenie ovzdušia pozdĺž diaľnic.

II. Vodné útvary, ktoré sú prírodnými a prírodno-technogénnymi prvkami krajinno-geochemických systémov, sú vo väčšine prípadov konečným článkom v odtokovej akumulácii väčšiny mobilných technogénnych látok. V krajinno-geochemických systémoch sú látky z vyšších hladín do nižších hypsometrických úrovní transportované povrchovým a podzemným odtokom a naopak (z nízkych do vyšších hladín) atmosférickým prúdením a len v niektorých prípadoch prúdením živej hmoty (napr. masívny únik z rezervoárov hmyzu po ukončení larválneho štádia vývoja prebiehajúceho vo vode a pod.).

Krajinné prvky predstavujúce počiatočné, najvyššie umiestnené väzby (zaberajúce napr. povrchy miestnych rozvodí) sú geochemicky autonómne a príjem škodlivín do nich je obmedzený, s výnimkou ich vstupu z atmosféry. Krajinné prvky, ktoré tvoria nižšie stupne geochemického systému (nachádzajú sa na svahoch a v depresiách reliéfu), sú geochemicky podriadené alebo heteronómne prvky, ktoré spolu so vstupom škodlivín z atmosféry prijímajú časť škodlivín, ktoré prichádzajú s povrchovými a podzemnými vodami. z vyššie položených častí krajiny -geochemická kaskáda. Z tohto hľadiska sa znečisťujúce látky, ktoré vznikajú v povodí migráciou v prírodnom prostredí, skôr či neskôr dostávajú do vodných útvarov prevažne s povrchovým a podzemným odtokom, pričom sa v nich postupne hromadia.

5 Základné procesy samočistenia vody vo vodnom útvare

Samočistenie vody v nádržiach je súbor vzájomne prepojených hydrodynamických, fyzikálno-chemických, mikrobiologických a hydrobiologických procesov vedúcich k obnove pôvodného stavu vodného útvaru.

Spomedzi fyzikálnych faktorov má prvoradý význam riedenie, rozpúšťanie a miešanie prichádzajúcich kontaminantov. Dobré premiešanie a znížené koncentrácie suspendovaných častíc sú zabezpečené rýchlym tokom riek. Samočistenie nádrží je uľahčené usadzovaním nerozpustných sedimentov na dne, ako aj usadzovaním znečistených vôd. V zónach s miernym podnebím sa rieka čistí po 200 - 300 km od miesta znečistenia a na Ďalekom severe - po 2 000 km.

K dezinfekcii vody dochádza pod vplyvom ultrafialového žiarenia zo slnka. Dezinfekčný účinok sa dosahuje priamym deštruktívnym účinkom ultrafialových lúčov na proteínové koloidy a enzýmy protoplazmy mikrobiálnych buniek, ako aj spórové organizmy a vírusy.

Medzi chemickými faktormi samočistenia nádrží je potrebné poznamenať oxidáciu organických a anorganických látok. Samočistenie nádrže sa často hodnotí vo vzťahu k ľahko oxidovateľnej organickej hmote alebo podľa celkového obsahu organickej hmoty.

Hygienický režim nádrže je charakterizovaný predovšetkým množstvom kyslíka rozpusteného v nej. Pre nádrže prvého a druhého typu by to malo byť najmenej 4 mg na 1 liter vody kedykoľvek počas roka. Prvý typ zahŕňa nádrže používané na zásobovanie podnikov pitnou vodou, druhý typ zahŕňa nádrže používané na plávanie, športové podujatia a nádrže nachádzajúce sa v obývaných oblastiach.

Biologické faktory samočistenia nádrže zahŕňajú riasy, plesne a kvasinky. Fytoplanktón však nemá vždy pozitívny vplyv na samočistiace procesy: v niektorých prípadoch možno masívny rozvoj modrozelených rias v umelých nádržiach považovať za proces samoznečistenia.

Zástupcovia živočíšneho sveta môžu tiež prispieť k samočisteniu vodných plôch od baktérií a vírusov. Hliva a niektoré ďalšie améby teda adsorbujú črevné a iné vírusy. Každý mäkkýš prefiltruje viac ako 30 litrov vody denne.

Čistota vodných plôch je nemysliteľná bez ochrany ich vegetácie. Len na základe hlbokých znalostí ekológie každej nádrže a efektívnej kontroly vývoja rôznych živých organizmov, ktoré ju obývajú, možno dosiahnuť pozitívne výsledky, zabezpečiť transparentnosť a vysokú biologickú produktivitu riek, jazier a nádrží.

Iné faktory nepriaznivo ovplyvňujú procesy samočistenia vodných plôch. Chemické znečistenie vodných plôch priemyselnými odpadovými vodami, živinami (dusík, fosfor atď.) inhibuje prirodzené oxidačné procesy a zabíja mikroorganizmy. To isté platí pre vypúšťanie tepelných odpadových vôd tepelnými elektrárňami.

Viacstupňovým procesom, ktorý niekedy trvá dlhší čas, je samočistenie oleja. V prírodných podmienkach sa komplex fyzikálnych procesov samočistenia vody z ropy skladá z množstva zložiek: odparovanie; usadzovanie hrudiek, najmä tých, ktoré sú preťažené sedimentom a prachom; zlepovanie hrudiek zavesených vo vodnom stĺpci; plávajúce hrudky tvoriace film s inklúziami vody a vzduchu; zníženie koncentrácií suspendovaného a rozpusteného oleja v dôsledku usadzovania, plávania a miešania s čistou vodou. Intenzita týchto procesov závisí od vlastností konkrétneho typu oleja (hustota, viskozita, koeficient tepelnej rozťažnosti), prítomnosti koloidov, suspendovaných a transportovateľných častíc planktónu atď. vo vode, teplote vzduchu a slnečnom osvetlení.

6 Opatrenia na zintenzívnenie procesov samočistenia vodného útvaru

Samočistenie vody je nepostrádateľným článkom kolobehu vody v prírode. Znečistenie akéhokoľvek typu počas samočistenia vodných útvarov sa v konečnom dôsledku koncentruje vo forme odpadových produktov a mŕtvych tiel mikroorganizmov, rastlín a živočíchov, ktoré sa nimi živia a ktoré sa hromadia v bahne na dne. Vodné útvary, v ktorých sa prírodné prostredie už nedokáže vysporiadať s prichádzajúcimi znečisťujúcimi látkami, sa znehodnocujú, a to najmä v dôsledku zmien v zložení bioty a narušením potravinových reťazcov, predovšetkým mikrobiálneho osídlenia vodného útvaru. Samočistiace procesy v takýchto vodných útvaroch sú minimálne alebo sa úplne zastavia.

Takéto zmeny je možné zastaviť len cieleným ovplyvňovaním faktorov, ktoré prispievajú k znižovaniu tvorby odpadov a znižovaniu emisií znečisťovania.

Túto úlohu je možné riešiť len zavedením systému organizačných opatrení a inžiniersko-rekultivačných prác zameraných na obnovu prirodzeného prostredia vodných plôch.

Pri obnove vodných útvarov je vhodné začať s realizáciou systému organizačných opatrení a inžinierskych a rekultivačných prác s usporiadaním povodia a potom vykonať čistenie vodného útvaru, po ktorom nasleduje rozvoj pobrežných a záplavových území. oblasti.

Hlavným cieľom opatrení na ochranu životného prostredia a inžiniersko-rekultivačných prác v povodí je zníženie tvorby odpadov a zamedzenie neoprávneného vypúšťania znečisťujúcich látok do topografie povodia, pre ktoré sa vykonávajú tieto činnosti: zavedenie systém regulácie tvorby odpadu; organizácia environmentálnej kontroly v systéme odpadového hospodárstva výroby a spotreby; vedenie inventarizácie zariadení a miest na odpad z výroby a spotreby; rekultivácia narušených pozemkov a ich zlepšenie; sprísnenie poplatkov za neoprávnené vypúšťanie znečisťujúcich látok do terénu; zavádzanie nízkoodpadových a bezodpadových technológií a systémov recyklácie vody.

Opatrenia na ochranu životného prostredia a práce vykonávané v pobrežných a záplavových oblastiach zahŕňajú práce na vyrovnávaní povrchu, vyrovnávaní alebo terasovaní svahov; výstavba vodohospodárskych a rekreačných stavieb, spevnenie brehov a obnova stabilného trávneho porastu a stromovej a krovinovej vegetácie, ktoré následne zabraňujú eróznym procesom. Terénne úpravy sa vykonávajú s cieľom obnoviť prirodzený komplex vodného útvaru a previesť väčšinu povrchového odtoku do podzemného horizontu za účelom jeho prečistenia, pričom sa ako hydrochemická bariéra využívajú horniny pobrežných oblastí a záplavových území.

Brehy mnohých vodných plôch sú posiate a vody sú znečistené chemikáliami, ťažkými kovmi, ropnými produktmi, plávajúcimi úlomkami a niektoré z nich sú eutrofizované a zanesené. Bez špeciálneho inžinierskeho a rekultivačného zásahu nie je možné v takýchto vodných útvaroch stabilizovať alebo aktivovať samočistiace procesy.

Cieľom vykonávania inžinierskych a rekultivačných opatrení a prác ochrany životného prostredia je vytvárať vo vodných útvaroch také podmienky, ktoré zabezpečia efektívne fungovanie rôznych zariadení na čistenie vôd, a vykonávať práce na elimináciu alebo zníženie negatívneho vplyvu zdrojov distribúcie znečisťujúcich látok. pôvod mimo kanála aj koryta rieky.