Роль различных групп микроорганизмов в самоочищении водоёма

Сточные воды, попадая в водоем, способствуют увеличению мутности воды, изменению ее химического состава, рН, уменьшению содержания растворенного кислорода, снижению окислительно-восстановительного потенциала, резкому увеличению количества микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные. Нарушение нормального режима водоема, прежде всего, проявляется в значительном поглощении растворенного кислорода. Сточные воды несут иногда порядка нескольких г/л взвешенных веществ. Производственные сточные воды часто содержат вещества, губительные для водных организмов. Бытовые сточные воды вносят в водоемы органические соединения и являются источником патогенных микроорганизмов и гельминтов.

Самоочищение водоема происходит под действием

1. физических процессов: разбавление, осаждение грубодисперсных примесей;

2. физико-химических процессов: коагуляции коллоидов;

3. химических процессов: гидролиз, окислительно-восстановительные процессы;

4. биологических процессов.

В процессе самоочищения от органических веществ основная роль принадлежит биологическим факторам. В водоемах с проточной водой самоочищение осуществляется быстрее, чем в водоемах с замедленным стоком. Это связано с лучшей аэрацией воды и большей скоростью окисления органических веществ.

Донные отложения водоемов также подвергаются биохимическому распаду, но характер протекания этих процессов иной, чем в толще воды. Донный ил является хорошим сорбентом органических веществ, и на его поверхности происходят интенсивные биохимические процессы. Выделяют три группы биоценоза дна:

1) накопители органического вещества;

2) минерализаторы;

3) захоронители.

В малозагрязненных водоемах население дна представлено, в основном, минерализаторами (до 90%). В искусственных каналах, облицованных щебнем, бетоном, создаются условия для развития гидробионтов-накопителей. Минерализация органических веществ в них затруднена. Условия для накопления органических веществ создаются и в водохранилищах.

С увеличением содержания органических веществ в водоеме происходит интенсивное развитие микрофлоры, состоящей измикроорганизмов-минерализаторов. Скорость и интенсивность процесса самоочищения увеличивается при увеличении температуры.

Процесс самоочищения водоема при значительном загрязнении проходит через все зоны сапробности с соответствующей сменой биоценозов. Разложение органических веществ в аэробных условиях осуществляется микроорганизмами, окисляющими сложные органические соединения углерода, азота, серы, фосфора, железа и других элементов в простые неорганические формы. В анаэробных условиях образуются продукты распада, которые могут обладать большей токсичностью, чем исходные. Основная роль в самоочищении водоема от органических биологически разлагаемых веществ принадлежит бактериям. Кроме них в этом процессе участвуют водоросли, грибы, простейшие.

Процесс биологического самоочищения водоема осуществляется всем сообществом гидробионтов, образующих единую экологическую систему.

Загрязнение водоема токсичными примесями или любое нарушение целостности этой системы способствует замедлению или полному прекращению процесса самоочищения. Активность биологического самоочищения зависит от воздействия факторов внешней среды, но способность к самоочищению не безгранична.

Факторами, определяющими протекание процесса самоочищения, являются:

1. кислородный режим водоема;

2. рН;

3. окислительно-восстановительный потенциал.

При концентрации кислорода менее 0,1—0,5 мг/л изменяется направленность биохимических процессов.

Для нормальной жизнедеятельности водных организмов, участвующих в процессе самоочищения, необходимо присутствие таких биогенных элементов, как азот и фосфор. Практически полное отсутствие азота в воде наблюдается иногда в период массового развития водорослей, что создает неблагоприятные условия для бактериального окисления безазотистых органических веществ, поступающих в водоем.

Роль зоопланктона в процессе самоочищения заключается в снижении биомассы и продукции фитопланктона. Одновременно продукты жизнедеятельности зоопланктона способствуют стимулированию процесса фотосинтеза и приросту биомассы фитопланктона. Таким образом, зоопланктон определенным образом регулирует количество фитопланктона в водоеме. Чем быстрее регенерируются биогенные вещества, содержавшиеся в бактериях, в результате жизнедеятельности животных организмов, тем более интенсивно идет процесс самоочищения.

В процессе самоочищения важную роль играет высшая растительность. Водные растения способствуют улучшению санитарного режима водоема, являются энергичными потребителями неорганических форм биогенных элементов. Но при массовом их развитии происходит засорение водоема (канала, водохранилища) и в период отмирания наблюдается самозагрязнение водоема растительными остатками.

Большую работу по разложению органических веществ выполняют микроорганизмы обрастаний. Роль водорослей заключается в продуцировании кислорода и создании благоприятных условий для микроорганизмов, окисляющих органические вещества. Кроме того, некоторые водоросли сами используют органические соединения в качестве питательных веществ. Простейшие способствуют удалению тонкой взвеси и коллоидных примесей, а также уничто­жают бактерии. Коловратки, низшие ракообразные способствуют коагуляции и осаждению взвешенных веществ. Микроорганизмы способны аккумулировать радиоактивные изотопы.

Попадающие в водоем пестициды, ПАВ, соли тяжелых металлов способствуют ингибированию процессов биологического самоочищения, а при достаточно высоких концентрациях вызывают отмирание организмов биоценоза.

В процессе самоочищения водоема некоторые легкоокисляющиеся органические вещества могут подвергаться химическому окислению. Но основная часть органических загрязнений удаляется из воды в результате биохимического окисления. Завершается процесс самоочищения нитрификацией.

Поиск по сайту: