Factori de auto-curățare - studopediya

Principalele surse de poluare a apei sunt gospodărie, industriale și a efluenților agricoli. Menajere și a efluenților agricoli conțin un număr mare de diferite substanțe organice, detergenți, pesticide, îngrășăminte și produșii lor de degradare, în timp industriale - set mare de o varietate de compuși chimici, dintre care majoritatea sunt toxice.

Contaminarea multe vodoemovRumyniyaprevyshaet concentrație maximă admisibilă (CMA) în ulei mineral, în medie, 47-63%, 45-68% pe fenoli, substanțe organice ușor oxidabile (CBO 5) cu 20-23%, amoniac de azot cu 24%, etc. [6].

poluarea apei sunt împărțite în alohton - inserție din exterior, și autohtonă - poluarea proprie. Contaminarea Autohtonului apare ca rezultat al activității vitale a organismelor acvatice, inclusiv a vegetației acvatice în apropierea-shore. Dupa moarte miercuri intre metaboliții lor, nutrienți și produși de descompunere. Poluarea alothone - este ceea ce aduce în canalizare ape, scurgerile, de ploaie și de aer maselor.

O formă specială de poluare este eutrofizarea corpurilor de apă, adică îmbogățirea nutrienților, ceea ce duce la dezvoltarea intensivă a algelor și a plantelor de coastă. Este cel mai adesea apare în detrimentul de a intra în apele menajere și deșeuri agricole. Capacitatea vegetației acvatice în acumularea și utilizarea acestor materiale (în special cu fosfor și azot), ceea ce le face participanți activi în procesul de autoepurare a apelor naturale.

Contaminarea rezervoare duce la o schimbare a structurii comunității, compoziția lor specifică și cantitativă. Poluarea intensivă agricole și a deșeurilor menajere de apă duce la eutrofizare și overgrowing, și industriale - la perturbările și degradarea completă a biocenozelor.

Rezervoare au o caracteristică unică - capacitatea de a se curăța. Sub autoepurarea se referă la un set de expunere la factori chimici, fizici și biologici asupra ecosistemului din rezervor, în urma căruia calitatea apei ajunge la original (sau în apropierea) de stat. Purificarea biologică a corpurilor de apă în detrimentul activității de plante, animale, fungi, bacterii, și este strâns legată de procesele fizice și chimice.

Auto-curățare se realizează rezervoare sub anaerobe și condiții aerobe. Procesele anaerobe au loc distrugerea substanțelor organice cu care implică predominant bacterii, fungi și protozoare. În acest caz, în procesul de descompunere a materialului organic în mediul de acumulare a produselor intermediare (amoniac, hidrogen sulfurat, acizi grași cu greutate moleculară mică, etc.) Că prezența oxigenului sunt oxidate pe.

În condiții aerobe, distrugerea substratului organic se efectuează în prezența oxigenului la compuși simpli care sunt implicate ulterior în circulație biotic. Acest proces a implicat aproape întreaga populație de rezervoare. Un rol important în procesele de autoepurare a apei poluate joacă plante acvatice de coastă.

In ultimii ani, macrofitele oțel folosit cu succes în tratarea apei practică a nutrienților, fenoli, hidrocarburi aromatice, oligoelemente, petrol, săruri de metale grele ale diferitelor ape uzate naturale minerale și, reziduurile animale decontaminant diverse forme de agenți patogeni.

Rolul plantelor acvatice de coastă în autoepurarea corpurilor de apă, în general, pot fi rezumate după cum urmează:

1. O funcție de curățare mecanică când întârziată plantelor arbuștilor ponderate și substanțe organice slab solubil;

2. Mineralizarea și funcția de oxidare;

3. Detoxifierea de poluanți organici.

Funcția de curățare manuală. Împreună cu canalele de scurgere în apele curgătoare intră într-un număr mare de substanțe organice și minerale slab solubile în suspensie. vegetației acvatice de coastă, împreună cu animalele - alimentatoare de filtrare (midii, zooplancton) acționează ca un filtru mecanic. Rolul-filtru animale în acest proces este destul de mare.

Bivalvele - locuitori permanenți de rezervoare - sunt asistente medicale râuri. Trecând prin apa, particulele în suspensie sunt îndepărtate prin filtrare. Cele mai mici animale și plante, precum și reziduurile organice intră în sistemul digestiv, materialul necomestibile depus pe stratul de mucus care acoperă suprafața bivalv manta. Mucusul ca mișcări de poluare la capătul mantalei și este eliberat în apă. Noduli sunt concentrat sale complexe pentru microorganisme alimentare. Ei au finalizat circuitul de purificare biologică a apei. [7]

Eficiența acțiunii barierei de filtrare se determină densitatea de fitocenoze (adică, numărul de lăstari per unitate de suprafață), prezența rădăcinilor plantelor de apă și de gradul lor de dezvoltare, forma și mărimea frunzelor și suprafața totală a plantelor. Aceasta conduce la o reducere a vitezei de curgere în zona tufiș și Stabilindu particulelor în suspensie.

Stabilindu suspensie promovează mucus pe suprafețele plantelor. Studiile au arătat mai suprafața plantelor și mucilaginized lor, mai eficiente de curățare a apei de particule în suspensie. Plantele sunt în măsură să recicleze și să implice o anumită cantitate de metabolism ale acestora au depus pe suprafața șlamuri organice și minerale, inclusiv compuși toxici.

De mare importanță este prezența unor plante acvatice rădăcini. Suprafața totală a rădăcinii în funcție de numărul de lăstari poate fi de 10-15 ori mai mare decât suprafața ocupată de plante. Rolul apei în rădăcinile de purificare a apei din particulele dizolvate și suspendate este extrem de mare. Astfel, în laborator experimente stuf și papură întârziată a apei înapoi la 90% solide în suspensie conținute în apele uzate de animale.

Pe plantele sunt bine reținute nu numai particule în suspensie, dar, de asemenea, grăsime emulsie organică și ulei de film. Acestea, împreună cu suspensii organice de particule minerale și formează agregate mai mari, care ulterior sunt rupte deja organisme bentonice. De exemplu, extinderea uleiului în prezența plantelor are loc în 3-5 ori mai intensă decât fără microflora oxidanti a fost demonstrat în ultimii ani, este prezent în aproape toate corpurile de apă naturale. În vara, cu o scădere a nivelului apei în râuri și rezervoare este parte a vegetației ripariene pe uscat. Scurgerea intra în această macrofite, parțial prinse de acestea, se infiltreze parțial în sol, și trece la scurgere subterană râu. Astfel, practic, toate suspendate și mulți contaminanți dizolvați sunt reținute de sol și de rădăcini de plante de coastă. rădăcinile plantelor, absorbit în principal materii organice și compuși biogene (azot, fosfor, potasiu, etc.).

În bucșa are loc și prelucrarea pastei depozitate pe plante. Componentele organice minerale utilizate în procesul de metabolism al plantelor în sine și ancrasare lor.

fitofiltratsii Influențată crește transparența apei, reducând salinitatea. Rolul principal în acest proces de coastă (stuf, papura, stuful, Mannik și colab.) Și plante submerse (Potamogeton, elodea, brădișuri, coada soricelului apă euroasiatică și colab.).

Mineralizarea compușilor organici complecși are loc în prezența oxigenului. În cazul în care foarte murdare, stocurile de oxigen dizolvat consumat rapid, provocând auto-curățare a apei încetinește. plante acvatice de coastă au un efect benefic asupra regimului de oxigen al rezervorului și accelerează astfel procesul de auto-purificare. Unii cercetători cred că plantele iaz mai bogate, mai mare capacitatea sa de a mineralizare. Acest lucru se întâmplă nu numai prin plantele dedicate de oxigen, dar, de asemenea, datorită faptului că macrofite prezența lor creează condiții favorabile pentru viața de bacterii, coloana de locuitori perifiton și în partea de jos.

macrofitele mari (cum ar fi stuf, stuf papura, pondweed, brădișuri și colab.), umbrind suprafața apei și de absorbție biogene și alți compuși minerali sunt antagonist puternic al cianobacterii și alte alge, inhiba dezvoltarea lor și că ele elimină dăunătoare pentru organismele acvatice „floare“ rezervore .

In timpul metabolismului plantelor acvatice superioare emit un mediu fiziologic substanțe active, cum ar fi antibioticele și producția volatile. Acest lucru reduce numărul de microorganisme patogene. Se arată că în macrofitele coli-titru este semnificativ mai mică decât în ​​zonele deschise ale lacului. În plus, plantele produc diferiți metaboliți din mediu, acizi organici, polifenoli, care au un efect favorabil asupra vieții bacteriilor heterotrofe și a altor organisme. tulpini plante sunt suprafețe enorme pentru dezvoltarea diferitelor microorganisme care realizează un rol activ în degradarea materiei organice și de purificare a apei.

Cum, atunci, ar trebui să îndeplinească cerințele de plante acvatice de coastă? Acestea trebuie să fie rezistente la efluenții puternic contaminate au un sistem radicular puternic capabil să absoarbă și procesul mulți contaminanți să crească bine în apa poluată pentru a forma înalt și tufărișuri, pentru a produce o biomasă mare capabilă să acumuleze multe substanțe minerale și toxice, să fie ușor reînnoite atunci când cosit .

Mulți experți cred că este aproape de-shore vegetație acvatică este principalul factor în formarea și reglementarea calității apei a corpurilor de apă naturale, deoarece plantele absorb cantități mari de nu numai biogene, balast, dar, de asemenea, substanțe toxice de origine minerale și organice. În plus, instalațiile de aer în apă sunt în măsură să crească și să se dezvolte într-o lipsă sau chiar absența completă a oxigenului din Nămolurile prin aerenhimnomu structura rădăcinilor și a altor organe.

În plus, plante acvatice, in special inalte, are un efecte mecanice, fizice și chimice asupra mediului acvatic în care se dezvoltă.

Un număr de oligoelemente prezente în rezervoare la concentrații scăzute, joacă un rol pozitiv în viața plantelor (afectează creșterea lor, respirație, metabolism, nutriție, reproducere, etc.). Prin creșterea concentrației acestor substanțe, ele devin toxice pentru aproape toate organismele acvatice.

plante acvatice de coastă recuperate din apă și sol nu numai nutritive de care au nevoie, dar, de asemenea compuși ai metalelor grele, surfactanți sintetici și altele. absorbția mineralelor de către plante se caracterizează prin specificitate de specie și pot ajunge la cantități destul de semnificative.

Capacitatea plantelor acvatice superioare acumulează substanță în concentrații peste valorile de fond, a condus la utilizarea acestuia în sistemul de monitorizare și control al mediului

In mod colectiv, se poate argumenta că plantele unei specii se acumulează în țesuturile mai multe elemente chimice, mai multe dintre ele este conținută în apă într-o formă accesibilă pentru plante. În plus, plantele acvatice superioare selectivitate deosebită acumulării nu numai macro-, ci și microelemente, inclusiv metale grele.

Studiile au arătat că cea mai mare capacitate de stocare a elementelor sintetice sau artificiale observate în plante submerse. plante submerse acumulează metale grele în 10 de ori mai intensă decât apa de coastă.

În același timp, plantele acvatice de coastă au o rezistență suficient de mare pentru săruri de metale grele. Astfel, stuf poate exista fără a afecta aparent ele însele, la concentrații de 100 până la 300 mg / l de sulfat de cupru, de azotat de mercur, clorură de cobalt, sulfat de fier, azotat de crom, sulfat de zinc.

In experimentele de laborator cu instalație de filtrare a apei uzate zootehnice complexe stufărișuri număr de diferite minerale a scăzut cu 37-57%, cloruri - 56%, sulfat - 34%. In aceste experimente, cele mai bune rezultate au arătat o trestie, papura, Iris pseudacorus, stuf și alte macrofitele.

Deci, vegetația de coastă poate acumula apa din ape naturale și deșeuri multe elemente chimice și prin aceasta reduce concentrația acestora în mediu. Prin urmare, recunoscut rațional cultivarea lor în sistemul de apă sau de purificare a apei reziduale, urmată de îndepărtarea. Îndepărtarea și alte plante de prelucrare va permite să utilizeze mulți dintre compușii toxici și radioactivi.

Mineralizarea și funcția oxidativ. Degradarea și mineralizarea compușilor organici complecși la simplu inofensivi și are loc în două moduri: ca urmare a participării proceselor fizico-chimice și plante.

În al doilea caz, mineralizare are loc cu plante, fie în procesul de metabolism, sau într-un mediu apos, dar din nou, cu participarea oxigenului eliberat de către plante. Acest proces în viața rezervorului are un rol principal, deoarece intensitatea reacțiilor biochimice într-un organism viu deasupra intensitatea reacțiilor pur chimice, care curge liber în rezervoare.

Capacitatea mineralizant a rezervorului este direct proporțională cu intensitatea ei vegetației acvatice de coastă.

Detoxifierea de contaminanți organici. În efluenți municipale și industriale, chiar trecut de purificare biochimice plin, căi navigabile intra intr-o cantitate considerabilă de poluanți periculoși (fenoli, pesticide și altele.).

Stabilit că trestie, papura, stuf, iris și alte macrofitele sunt capabile să absoarbă apa, nu numai compuși inerți, ci și substanțe active fiziologic, cum ar fi fenoli, pesticide, petrol, ulei mineral și altele. În cazul în care, desigur, acestea nu depășesc letale plantelor concentrații.

Unii compuși toxici nu sunt absorbite numai de plante, dar, de asemenea, incluse în metabolismul, ceea ce este important pentru detoxifiere lor. Astfel, unele dintre plantele consumate fenol eliberat în atmosferă prin stomatele

Fenoli și derivații acestora sunt îndepărtați din apa contaminată, folosind plante acvatice imersate în primul rând. Studiile au arătat că în timpul zilei un papura plantă cântărind aproximativ 100 g de apă este capabil să extragă și 4 g de fenol.

În diferite rezervoare pesticide vin în cantități semnificative, în special compusul organoclorine. Aceste substanțe se acumulează, de asemenea, plante de apă. Studiul efectelor anumitor pesticide asupra vieții diferitelor tipuri de stuf, papură, pondweed, lintiță, șoricelului apa euroasiatic, brădișuri și colab., A arătat că plantele sunt capabile să absoarbă și să acumuleze acești compuși toxici. Condițiile experimentale Urut pentru 3-7 zile șterse din rezervor până la 50% difenamidă și zambilă de apă - până la 80%; aceste plante se descompun acest erbicid asupra compușilor mai puțin stabile, care sunt apoi consumate de către microorganisme.

plante acvatice de valoare este că acestea pot nu numai să se concentreze pesticide, dar, de asemenea, capabile să degradeze compușii toxici la mai puțin toxici, și, în cele din urmă, pentru a le neutraliza.

Distrugerea a poluării cu hidrocarburi. În România variat estimat ca urmare a unor accidente și scurgeri pierdute anual de la 10 la 20 Mill. Tone.

Năpădit apele de coastă vegetație acvatică este destul de ușor pentru a face față cu ei în poluarea cu petrol de vin. Mai mult decât atât, cu cât gradul de frunziș, cu atât mai intens fluxul de auto-curățare procesează rezervoare. Macrofitele Bush ulei folosind microorganisme supus oxidării biologice și este implicată în procesele metabolice, nu numai bacteriile, dar și alte organisme acvatice, inclusiv plante. Cele mai rezistente la poluarea cu hidrocarburi sunt stuf, papură, stuf, elodea și alte vegetale de coastă-acvatic. În prezența uleiului (desigur, în concentrații scăzute), trestie de zahăr și de creștere continuă papura papură mai viguros (o medie de 10-15 cm) decât în ​​experimente, fără ulei.

Diferite tipuri de ulei (brut, produs, emulsionat și ulei) la o concentrație de 1 g / l, în prezența plantelor dispar în 5-10 zile, fără plante - de 28-32-a zi a experimentului. Deci, plantele mai mari de apă accelerat descompunerea bacteriană a petrol și produse petroliere de 3-5 ori.

Distrugerea produselor petroliere și petrol brut se datorează în principal de oxidare vitale și bacterii saprofite. proces de distrugere ulei are loc imediat după ce intră în corpul de apă; numărul de microorganisme crește brusc, atingând maximul la 3-4 zile. procesele microbiologice duc la distrugerea filmului de ulei și uleiul în apă, reduce concentrația de oxigen în apă și, invers, - o creștere a conținutului de dioxid de carbon. numărul de bacterii se reduce gradual cu scăderea cantități de petrol.

În procesul de distrugere a părții de ulei a compușilor oxidați implicate în metabolismul bacteriilor și a plantelor, iar restul - prelucrate pentru a forma compuși netoxici și low-toxice. Deci, expansiunea uleiului - rezultatul activității comune a microorganismelor heterotrofe și plante acvatice de coastă. Primul act ca principalele destructorii și mineralizers poluanți, iar al doilea - în calitate de compuși inductori, chiuvetele și consumatorii oxidate