Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.




Биологическая очистка гидросферы
Материалы по биологии и химии / Биофильтрация как способ питания беспозвоночных / Биологическая очистка гидросферы
Страница 1

В результате жизнедеятельности человека, функционирования сельскохозяйственных и промышленных предприятий в значительных количествах образуются жидкие отходы (сточные воды), которые направляются в естественные водоемы (реки, озера, моря, мировой океан). С другой стороны, водоемы являются источниками питьевой воды, а также используются для бытовых, промышленных нужд и для отдыха[14]. Это означает, что природные воды не могут быть загрязнены сверх определенного критического уровня органическими, неорганическими или токсичными веществами, в том числе биогенными элементами [1].

Попадая в водоемы, биогенные элементы в определенных концентрациях и в сочетании друг с другом способствуют развитию условий, угнетающих отдельные виды гидробионтов, а в некоторых случаях вызывают их гибель. Поступление большого количества азота и фосфора в водные объекты приводит к их эвтрофированию[8]. В результате эвтрофирования (накопления питательных веществ) в водоемах происходит нарушение процессов саморегуляции в биоценозах, в них начинают доминировать виды наиболее приспособленные к изменившимся условиям (хлорококковые водоросли и цианобактерии), вызывая цветение воды. Биомасса бактерио- и фитопланктона во время цветения возрастает до 200-500 г/м , а в сгущенных «пятнах цветения» - 10-40 кг/м [2], тогда как в олиготрофных водоемах она в норме составляет 0,1-0,4 г/м .

В период цветения в водоеме повышается рН, падает содержание растворенного кислорода, обнаруживаются различные яды, продуцируемые цианобактериями, возникают заморные явления у рыб, затрудняется процесс очистки воды из водохранилищ (цианобактерии засоряют фильтры) и ухудшают качество питьевой воды[7].

Факторы, дополнительно стимулирующие развитие цветения: повышение общей минерализации (выше 400 мг/дм ), температуры (20-25 °С), содержания железа, кремния, общего содержания растворенных органических примесей, уменьшение растворенного кислорода, стагнация водоема.

Кроме того, что азот и фосфор, накапливаясь в водоеме, вызывают его цветение, разнообразные соединения азота и фосфора оказывают вредное воздействие на гидробионтов и здоровье человека[9].

Аммонийный азот токсичен для рыб и требует на свое окисление в водоеме большого количества растворенного кислорода. При взаимодействии аммонийного азота с активным хлором в процессе хлорирования очищенных сточных вод образуются хлорамины - токсичные и мутагенные соединения.

Нитраты, попадая в желудочно-кишечный тракт с питьевой водой и продуктами питания, редуцируют в нитриты, быстро всасываются в кровь, концентрируясь в эритроцитах, обладают выраженной способностью окислять гемоглобин эритроцитов с образованием метгемоглобина, не способного снабжать ткани кислородом, в результате чего развивается гипоксия у человека и рыб[14]. При высоком содержании нитратов в питьевой воде гипоксией страдают грудные дети, более чувствительные к метгемоглобинемии за счет более высокой рН в желудочно-кишечном тракте, в результате чего редукция нитратов в нитриты происходит более интенсивно. Кроме того, нитраты в питьевой воде претерпевают химические превращения, при которых могут образовываться нитросамины - вещества, обладающие высоким канцерогенным воздействием. По этой причине стандарты на питьевую воду в о развитых странах предусматривают содержание нитратов не более 10 мг/дм .

Все перечисленное обусловливает повышенные требования к обеспечению удаления биогенных элементов из сточных вод и жесткие нормативы, установленные на содержание биогенных веществ в сточных водах, сбрасываемых в водные объекты, как в России, так и в других странах.

Существенным источником поступления биогенных элементов являются неочищенные бытовые и промышленные сточные воды. Ежегодно без очистки в водные объекты России сбрасывается около 20 % от общего объема образующихся сточных вод.

Сброс биогенных элементов с хозяйственно-бытовыми водами составляет в расчете на одного жителя в сутки: азота аммонийного - 7800-8000 мг, фосфатов - 1500-1800 мг, калия - до 3000 мг[13]. В бытовых водах находятся также моющие средства, в составе которых содержание полифосфатов может доходить до 30-50% .

Поддержание качества воды поверхностных водоисточников, связанное с глубокой очисткой сточных вод от соединений азота и фосфора, определяется, с одной стороны, развитием новых технологических решений, с другой стороны, исследованием биотрансформации комплекса соединений азота. Иммобилизация микроорганизмов с целью направленной селекции специалистов-деструкторов соединений азота и фосфора позволяет значительно интенсифицировать удаление этих компонентов из сточных вод и снизить их содержание до уровня ПДК в воде водоемов рыбохозяйственного назначения . Благодаря последовательной смене биоценозов по длине (высоте) биореактора и по периоду аэрации (т.н. пространственной сукцессии) сточная вода подвергается глубокой биологической очистке от растворенных и коллоидных веществ . В биофильтрах, длительно работающих в системах очистки сточных вод постоянного состава, наблюдается концентрационное распределение субстрата и реализуется концепция пространственной сукцессии[2]. Высокая селективность биологического процесса окисления каждого компонента сточных вод и большая концентрация адаптированных микроорганизмов обеспечивают высокую скорость биоокисления и, соответственно, высокую производительность процесса очистки.

Страницы: 1 2 3 4 5 6

Смотрите также

Общая характеристика тканей
Введение Ткань - это исторически сложившаяся частная система органа, состоящая из клеток и внеклеточных элементов с общей эпигеномной наследственностью, специализированная для выполн ...

Пространственная дифференциация и направление микроэволюционных процессов в формирующихся периферийных популяциях Cepaea nemoralis
ВВЕДЕНИЕ Для некоторых достаточно хорошо изученных фенетически видов можно выявить центры видового многообразия тех участков ареала, где представлено большинство изученных фенов. В р ...

Распространение, численность и видовой состав бесхвостых земноводных в Республике Беларусь
ВВЕДЕНИЕ Оценка современного состояния изучаемой проблемы Поскольку единицами биосферы являются биогеоценозы, обладающие способностью трансформировать вещество и энергию в соответ ...