Что влияет на способность реки к самоочищению
GardenWeb
Самоочистка рек
Способность реки к самоочищению зависит от наполнения русла, скорости течения, степени турбулентности потоков, а также от состава загрязняющих веществ. В среднем при здоровой реке количество загрязняющих веществ уменьшается на 30% в сутки в результате естественного распада.
Река — живой организм. В естественном состояний малые реки подвержены различным колебаниям климата, влияющим на их наполненность. В отдельных случаях возможны перемерзание, пересыхание небольших рек, а также другие изменения, резко воздействующие на состояние речной экологической системы. Сохранение стабильного экологического равновесия обеспечивается прежде всего поддержанием в речной системе необходимого водоохранного расхода. Водоохранный расход — это минимально необходимое для охраны природы и жизни в реке количество воды.
Природная структура русла реки включает участки с быстрым и медленным течением: плёсы—глубокие участки в излучине Русла реки; перекаты — мелкие прямые участки русла; стрежень — линия наибольших скоростей и глубин; пойма— затапливаемая водой часть речной долины (в период паводков); отмели, пляжи, омуты. Каждый из этих участков вносит свой вклад в процессы естественного самоочищения (рис. 1).
Известно, что прибрежная растительность, выделяя кислород и другие соединения, непосредственно участвует в разложении загрязняющих веществ, способствует самоочистке водоемов. С одной стороны, растения снижают проточность реки, с другой — очищают ее. Поэтому обустройство конкретного участка реки требует индивидуального подхода.
В зависимости от времени нахождения растений под водой в течение года вдоль русла формируются следующие зоны зеленых насаждений: постоянно затопленная; тростниковая зона (длительность нахождения в затопленном состоянии не менее 150 дней); древесно-кустарниковая с зарослями лозняка (изредко затапливае мый участок); зона древесно-кустарниковой растительности с твердой древесиной (затапливается только чрезвычайно обильными паводками).
Растениями можно регулировать водный режим долины, в котором участвуют паводковые, склоновые, подземные напорные и подпорные воды, воды атмосферных осадков.
Отсутствие проточности приводит к замедлению темпов развития микроорганизмов, преобладааию анаэробного разложения. На глубоких участках происходит аккумуляция органического вещества и возникает дефицит кислорода в жаркий период и при морозах. При наличии питательных веществ и благоприятной температуре уменьшение проточности ведет к развитию большой биомассы водорослей (до 5… 10 кг/м2). В этих условиях происходит замена исторически сложившихся биоценозов на новые, однообразные, стойкие к загрязнению, характерные для стоячих водоемов.
Содержание в воде растворенного кислорода существенно влияет на трансформацию органических веществ и самоочищение реки. Образование участков реки с минимальным содержанием кислорода характерно для малых рек, особенно в зимний период. Для полного протекания процесса самоокисления количество кислорода должно быть в 7…9 раз больше, чем количество углеводородов.
Анализ природной структуры долины и взаимодействие ландшафтных компонентов в ее пределах показал, что периодическое затопление и подтопление пойменных территорий играли решающую роль в естественном обмене веществ, способствовали очистке и обновлению пойменных ландшафтов.
Водоем считается чистым, если не менее 90% его акватории удовлетворяет санитарным нормам и рыбохозяйственным требованиям; дно, поверхность и берега этой части водоема не содержат видимых признаков загрязнения; состав донных отложений соответствует естественным процессам кругооборота вещества данного региона, а сложившиеся биоценозы остаются по своему составу и численности организмов постоянными в течение многолетних наблюдений.
Главная
Ландшафты
Минеральные ресурсы (+ –)
Водные ресурсы (+ –)
Почвенные ресурсы
Флора (+ –)
Рекреационно-экологические ресурсы
Антропогенные загрязнения окружающей среды (+ –)
Топонимика Вологодской области
З.К. Иофин
Самоочищающая способность малых рек на примере р. Пельшмы в Сокольском районе Вологодской области
В качестве объекта исследований выбрана р. Пельшма – малая река, загрязненность которой известна в составе 10 самых загрязненных рек России. Задача исследования состояла в выявлении возможного остатка потенциала для самоочистки. Инструмент исследования – линейно-корреляционная модель применительно к химико-биологическим процессам в реке. В качестве показателей исследования были выбраны ХПК и БПК5, как характеристики содержания органики.
Самоочищение вод – это совокупность природных процессов, направленных на восстановление экологического благополучия водного объекта.
Способностью самоочищения, т. е. способностью восстанавливать свои природные свойства после загрязнения за счет физических и биологических процессов – испарения, осаждения, растворения, ассимиляции загрязнителей организмами, биодеструкции, химических реакций, в том числе окисления, обладают все природные воды суши и океана.
При небольшом объеме загрязнения экологические системы рек и водоемов справляются с этой нагрузкой, однако с развитием городов, промышленности, транспорта, увеличения народонаселения стремительно возрастает и уровень загрязнения водоемов. Способность рек к самоочищению изначально весьма ограничена и в ряде случаев практически исчерпана. В настоящее время некоторые реки и водоемы в целом находятся на пределе своих возможностей по самоочищению. Эвтрофирование малых рек, их химическое и тепловое загрязнение приводит к нарушению саморегулирования в гидробиоценозах, а как следствие – к нарушению общего экологического равновесия, дефициту растворенного кислорода. Наиболее эффективным способом обогащения воды кислородом является механическая аэрация.
Характерным моментом исследования является установление остаточных способностей к самоочистке сильно загрязненных водоемов. Для этой цели нами использована линейно-корреляционная модель в интерпретации химико-биологических процессов.
В частности для данного исследования приняты БПК5 и ХПК, опубликованные в годовых Докладах Департамента экологии.
В линейно-корреляционной модели, как было показано ранее, тангенс угла наклона корреляционной зависимости формально отражает потери величины, выраженной на ординате. Т.е. значение ординаты в идеальном случае должно было бы быть больше, но линия связи ограничивает это значение. Тангенс угла наклона зависимости, например, БПК5 = f(XПK), участвует в вычислении потерь БПК5 как
,
где S – способность реки к самоочистке, у – значение БПК5, к – угловой коэффициент.
Рассмотрим величину самоочищающей способности реки при экстремально высоком уровне загрязнения, проанализировав показатели БПК5 и ХПК реки Пельшмы в Сокольском районе Вологодской области. Для реки Пельшмы характерна экстремально высокая загрязненность воды лигносульфонатами – до 79 ПДК, фенолами – до 37 ПДК, легкоокисляемыми (по БПК5) органическими веществами – до 39,3 ПДК, трудноокисляемыми (по ХПК) органическими веществами – до 343 мг/л. В июле, августе и октябре в воде реки регистрируется аналитическое отсутствие кислорода. Динамика изменения индекса загрязнения водоема (ИЗВ) показана на рис. 1.
Согласно линейно-корреляционной модели дополнение до единицы тангенса угла наклона графика зависимости БПК5 от ХПК характеризует ту часть окисляемости, которая потенциально создает самоочищающую возможности реки. Несмотря на малое количество исходных данных, в качестве примера приводим зависимость БПК5 от ХПК для реки Пельшма (результаты взяты из ежегодного Доклада о состоянии и охране окружающей среды Вологодской области, подготавливаемого Департаментом природных ресурсов Вологодской области).
Полученный график связи характеризует реку Пельшма как очень загрязненную с минимальной способностью к самоочищению. Дополнение до единицы углового коэффициента в этой зависимости составляет 5,4 %, что равнозначно самоочищающей способности реки. Понятно, что анализируемые показатели (БПК5 и ХПК) изменяются в зависимости от водности и, соответственно, от коэффициента турбулентной диффузии. Поэтому дальнейшей задачей анализа является исследование КТД по сезонам года для малых и больших рек. 
Графический анализ экологического состояния малой реки Пельшмы, известной своим экстремально высоким уровнем загрязненности, тем не менее показывает, что даже на таких загрязненных водотоках возможно частичное восстановление способности к самоочищению.
Самоочищение рек
Полезное
Смотреть что такое «Самоочищение рек» в других словарях:
САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ — САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ. Водоемы обладают свойством под влиянием естественных факторов постепенно очищаться от попавших в них загрязнений: взвешенных частиц, бактерий, растворенных органических и неорганических веществ. Механизм С. в. от… … Большая медицинская энциклопедия
БРЮШНОЙ ТИФ — БРЮШНОЙ ТИФ. Содержание: Этиология. 160 Эпидемиология. 164 Статистика. 167 Патологическая анатомия. 187 Патогенез. 193 Клиническая картина. 195 Осложнения … Большая медицинская энциклопедия
Реки — Вода, выпадающая в виде дождя, немедленно после ее падения, а выпавшая в виде снега, крупы, града после их таяния, течет частью по поверхности почвы, частью просачивается в почву и выходит наружу в виде родников (источников, ключей). Та и другая… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Канализация — (техн.). Необходимость искусственных устройств для быстрого удаления нечистот из больших населенных мест сознана была уже в древности. Вавилон, Карфаген, Иерусалим и многие города Египта снабжены были водостоками. По Лайарду, в Вавилоне… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Реки, техническое значение — В отношении задач гидротехники различают три группы Р.: 1) горные ручьи, потоки и Р., имеющие значительный уклон, быстрое, иногда стремительное, а местами бурное течение и вследствие этого влекущие крупные наносы, этими наносами русло Р. в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Загрязнение пресных вод — Мыльная пена по берегам реки Нью Ривер (Калифорния) Заг … Википедия
Источники заражения фитопатогепными бактериями — Одним из важнейших источников заражения являются семена. Попадая внутрь или на поверхность семян, фитопатогенные бактерии находят подходящее место для перезимовки. При прорастании семян они могут заражать всходы, а затем по проводящим… … Биологическая энциклопедия
ВОДОПОТРЕБЛЕНИЕ — потребление водных ресурсов вне водных источников для удовлетворения нужд населения, промышленности, сельского и коммунального хозяйства и др. Водопотребители, как правило, обеспечиваются водой в первую очередь; при этом водопотребление должно… … Экологический словарь
Шешма (река) — Шешма (тат. Çişmə, Чишмә ) Характеристика Длина 259 км Площадь бассейна 6200 км² Бассейн Каспийское море Бассейн рек … Википедия
САМООЧИЩЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД
Природная вода получается загрязнения из самых различных сфер. Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего, это стоки городов и промышленных предприятий. Наиболее водоемкие отрасли промышленности – это горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности. Также огромное количество воды для охлаждения используют тепловые и атомные электростанции, сбрасываемая вода приводит к тепловому загрязнению водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы водных объектов.
В последние годы в ряде районов с ними «конкурируют» стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. На нужды сельского хозяйства уходит 60-80% всей пресной воды. Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер.
В связи с огромной проблемой загрязнения природных вод существуют разные методы и способы очистки воды. Но несмотря на это одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению.
Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее самоочищение протекает на реках с быстрым течением. Большая часть взвешенных загрязнений осаждается, это взвешенные минеральные и органические частицы, яйца гельминтов и микроорганизмы, благодаря этому, вода осветляется и становится прозрачной.
Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления.
Одним из важных процессов самоочищения воды является минерализация органических веществ, т. е. образование минеральных веществ из органических под воздействием биологических, химических и других факторов. При минерализации в воде снижается количество органических веществ, наряду с этим может окисляться и органическое вещество микробов, а следовательно, часть бактерий гибнет.
В процессе самоочищения происходит отмирание сапрофитов и патогенных микроорганизмов. Они погибают в результате обеднения воды питательными веществами; бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на 1 м; влияния бактериофагов и антибиотических веществ, выделяемых сапрофитами; неблагоприятных температурных условий; антагонистического воздействия водных организмов и других факторов. Существенную роль в процессах самоочищения воды играют так называемые сапрофитная микрофлора и водные организмы. Некоторые представители микрофлоры водоемов обладают антагонистическими свойствами к патогенным микроорганизмам, что приводит к гибели последних. Простейшие водные организмы, а также зоопланктон (рачки, коловратки и др.), пропуская воду через свой кишечник, уничтожают огромное количество бактерий. Бактериофаги, попавшие в водоем, также оказывают воздействие на болезнетворные организмы.
Самоочищение подземных вод происходит благодаря фильтрации через почву и за счет процессов минерализации.
Необходимо помнить, что способность водоемов к самоочищению ограничена. Замедлить процессы самоочищения воды и ухудшить ее органолептические свойства могут соединения свинца, меди, цинка, ртути, которые могут попасть в водоемы со стоками, оказывая токсическое действие на организм животных.
Большое значение имеет распространение водной растительности (густые заросли тростника, камыша и рогоза вдоль берегов), которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях, как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.
2. Бернард Небел «Наука об окружающей среде» (В 2-ух томах), «МИР» М. 1993г.;
Самоочищение воды
Под влиянием естественных факторов открытые водоемы (реки, озера и водохранилища), как и почва, обладают способностью освобождаться от попавших в них загрязнений В реках для самоочищения необходим пробег воды не менее 15 км от места загрязнения при условии отсутствия новых загрязнений на пути течения воды. Быстрота самоочищения зависит от многоводности, скорости течения воды и ветра, способствующих перемешиванию воды в водоеме.
В озерах и водохранилищах тем интенсивнее очищается вода, чем больше по объему сами источники. В мелких водоемах процессы самоочищения выражены крайне слабо.
Самоочищение воды происходит в результате механических, физико — химических и биологических процессов. При этом поступившие загрязнения разбавляются водой водоема, взвешенные в воде вещества постепенно осаждаются на дно, а органические вещества подвергаются окислению за счет растворенного в воде кислорода. Биохимические процессы самоочищения водоемов совершаются под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и растворенного в воде кислорода. При этом аэробные процессы происходят преимущественно в верхних слоях водоема, а анаэробные — на дне водоема, куда кислород воздуха не поступает. В итоге этих процессов органические вещества, распадаясь на менее сложные, постепенно минерализуются.
Процессам самоочищения воды способствуют также простейшие, коловратки, рачки, моллюски и некоторые растительные организмы, которые питаются органическими веществами, а простейшие питаются бактериями. Кроме того, микроорганизмы гибнут под влиянием ультрафиолетовых лучей солнца, которые проникают в толщу воды более чем на метр. Процессы самоочищения протекают более интенсивно в теплое время года.
С санитарной точки зрения самоочищение воды весьма полезное явление в природе. Однако этот процесс у открытых водоемов небезграничен — при сильном и постоянном загрязнении самоочищение воды становится недостаточным. Это часто наблюдается при бесконтрольном выпуске хозяйственно-фекальных и промышленных сточных вод в водоемы, что вызывает значительное скопление гниющего ила, появление токсических химических соединений, развитие полисапробной флоры и массовый мор рыбы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.