Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ЭБ ЭВ ЭГ ЭД ЭЖ ЭЗ ЭЙ ЭК ЭЛ ЭМ ЭН ЭО ЭП ЭС ЭТ ЭФ

Эвтрофикация - водоем

 
Эвтрофикация водоемов тоже означает усиление расхода кислорода в воде.
Эвтрофикация водоемов - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. Результатом является помутнение воды, гибель бентосных растений, снижение концентрации растворенного кислорода, недостаток его для глубоководных рыб и моллюсков. Эвтрофикация может происходить даже в медленно текущих пресных водах. Чем больше органических веществ поступает в озеро, тем больше требуется кислорода1 для перевода их в неорганические соединения.
Это вызывает эвтрофикацию водоемов.
Оценка и контроль степени эвтрофикации водоемов базируется на исследовании редокс-состояния водной системы. Основным источником поступления пероксида водорода в природные водоемы ( по крайней мере, для северо-западного региона России) является продукция фитопланктона в ходе его фотосинтетической активности в дневное время. Мониторинг концентрации пероксида водорода в дневное время, по данным В. А. Любимцева и С. В.Хо-лодкевича ( 1996), позволяет делать количественное заключение об интенсивности жизнедеятельности фитопланктона, что, с учетом биомассы его водорослей, может использоваться при оценке степени эвтрофирования водоема, его самоочищающей способности, а также для выявления зон неустойчивого химико-биологического равновесия экосистемы водоема.
Особенно много внимания проблеме эвтрофикации непроточных и малопроточных водоемов, ведущей к их цветению, порче качества воды и препятствующей хозяйственно-питьевому и рекреационному использованию, уделяется за рубежом. Принимаются меры к ограничению поступления в водоемы биогенных элементов, особенно азота и фосфора, а также к уничтожению сине-зеленых и других водорослей.
Разрабатываются новые способы борьбы с эвтрофикацией водоемов. Некоторые из них направлены на снижение количества азота и фосфора в сточных водах. Для этого последние предварительно пропускают в течение нескольких дней через мелководные пруды, в которых разводят водоросли, поглощающие азот и фосфор.
Показатели работы фильтровальных станций доочистки сточных вод. Необходимость удаления этих соединений обусловлена тем, что они способствуют эвтрофикации водоемов, биологическому обрастанию систем водоснабжения промышленных предприятий. Удаление биогенных элементов производится в несколько этапов. Затем на градирне производится отдув-ка растворенного в воде аммиака, эффективность удаления которого колеблется от 30 до 90 % в зависимости от температуры воздуха и воды, рН среды и гидравлической нагрузки на градирню.
Основные трудности при использовании поверхностных водных источников связаны с загрязнением и эвтрофикацией водоемов. Качество воды зависит от принятой на территории водосборного бассейна практики возделывания сельскохозяйственных угодий, расположения сбросов городской и промышленной канализации, речных сооружений, например плотин, времени года и климатических условий. В периоды интенсивных дождей с обрабатываемых полей и лесных участков вымываются илистые частицы и органические вещества, тогда как в засушливые годы вода в природном источнике содержит высокие концентрации загрязнений, которые поступают вместе со сточной водой, сливаемой из канализации. Температура воды в реках летом сильно отличается от зимней температуры.
Используется для прогрева жидкостей, перемешивания агрессивных жидкостей, для борьбы с эвтрофикацией водоемов.
Коэффициенты дисперсии и диффузии хлоридов и некоторых действующих веществ химических средств защиты растений в насыщенной системе почва - вода. В определенных условиях они, если речь идет о питательных веществах растений, приводят к эвтрофикации водоемов, что также будет рассмотрено в настоящей книге.
В результате возникают многообразные отрицательные последствия, разрушающие природные экосистемы, ведущие, в частности, к эвтрофикации водоемов ( см. разд.
До половины азота, вносимого на поля, вымывается в грунтовые воды, озера, реки и вызывает эвтрофикацию водоемов.
При выпуске очищенных сточных вод в замкнутые и малопроточные водоемы, а также при повторном их использовании в техническом водоснабжении возникает необходимость удаления из сточных вод соединений фосфора и азота для предупреждения эвтрофикации водоемов ( массового развития водорослей), а также интенсивного биологического обрастания трубопроводов и оборудования.

Это вместе с другими факторами ведет к недостатку воды в городе ( 7), гибели рыбы ( 3), развитию цианей ( сине-зеленых водорослей и других водных организмов) в связи с усиливающейся эвтрофикацией водоемов. Строительство плотины ( 6) и ирригационной системы ( 2) в целях накопления воды в реке и нормального режима увлажнения на полях не решает проблемы поддержания уровня грунтовых вод и прекращения усы-хания озера. Ирригация вызывает дополнительное засоление почв, требующих промывки, а значит, большего расхода поливных вод, с которыми в водоем смываются органика и удобрения, что усиливает эвтрофикацию.
Особую проблему представляют стоки животноводческих фер Хотя их общий объем в мировом водопотреблении на нужды сельск ( го хозяйства невелик ( всего 10 км3), они чрезвычайно перегружен органическими соединениями, трудно восстанавливаются и вызывай особенно быструю эвтрофикацию водоемов.
Биологическое загрязнение среды, проявляющееся в нарушении структуры природных биоценозов в результате деятельности человека ( преднамеренная и непреднамеренная интродукция) и саморасселения чужеродных видов; распространении возбудителей заболеваний животных и растений; вспышках численности отдельных видов; возможном проникновении в природные экосистемы живых генетически измененных организмов; эвтрофикации водоемов; уничтожении пищевых ресурсов животных.
Наши знания о разнообразии побочного действия питательных элементов растений, которые применяются в примитивных формах уже в течение столетий, распространяются достаточно достоверно разве только на почвенные микроорганизмы, физиологические изменения составных веществ культурных растений, определяющих их пищевую ценность для человека, и на наблюдаемое в последние годы явление эвтрофикации водоемов со всеми ее последствиями для человека и окружающей среды.
Избыточно вносимые минеральные удобрения в гумидных ландшафтах выщелачиваются до почвенно-грунтовых вод, поверхностным стоком сносятся в реки и озера. Это вызывает эвтрофикацию водоемов.
Присутствие в воде и на побережьях большого количества СПАВ снижает эстетическую ценность водных объектов и возможность их использования для целей рекреации. К тому же фосфорсодержащие детергенты способствуют развитию процесса эвтрофикации водоемов.
ПАВ снижает эстетическую ценность водных объектов и возможность их использования для целей рекреации. К тому же фосфорсодержащие детергенты способствуют развитию процесса эвтрофикации водоемов.
Технологическая схема установки глубокой очистки сточных вод с использованием адсорбционных методов удаления органических загрязнений. Сточная вода, прошедшая механическую и биологическую очистку, поступает на химическую обработку для удаления соединений фосфора и азота. Необходимость удаления этих соединений обусловлена тем, что они способствуют эвтрофикации водоемов, биологическому обрастанию систем водоснабжения промышленных предприятий. Удаление биогенных элементов производится в несколько этапов.
Значительное влияние на качество атмосферного воздуха оказывают органические удобрения. При накоплении органических удобрений в больших открытых хранилищах существует опасность не только эвтрофикации водоемов, но и высвобождения органически связанного азота. Последний главным образом в молекулярной форме, в виде аммиака или их органических производных улетучивается в атмосферу. Здесь эти соединения находятся более или менее длительное время и затем вместе с атмосферными осадками поступают в водоемы или в почву. Упомянутые процессы усиливаются еще и тем, что некоторые виды животных потребляют корма, бедные сырой клетчаткой, но богатые белком и фосфатами. В результате полученные органические удобрения характеризуются низким содержанием калия и высоким содержанием азота и фосфора.
Следует иметь в виду, что минеральные удобрения часто не сбалансированы по питательным элементам и представлены такими формами, что растения усваивают лишь 40 % питательных веществ. Остальные 60 % выносятся поверхностным или внутригрунтовым стоком, загрязняя почву и вызывая эвтрофикацию водоемов. На огромных территориях нарушен гидрологический режим, разрушаются сложившиеся агроландшафты.
В монографии представлен ряд современных микробиологических концепций, связанных с проблемами охраны природных вод от загрязнения. С позиций экологии, микробиологии, гидробиологии и гигиены рассмотрен широкий круг вопросов, касающихся процессов эвтрофикации водоемов, последствий поступления в них кислых шахтных вод, нефти, пестицидов, патогенной микрофлоры. В частности, проведен глубокий анализ роли азота и фосфора в процессах эвтрофикации, показаны изменения водной микрофлоры в результате поступления различных органических загрязнений в морские и пресные воды и энергетические закономерности биологической деградации этих веществ, описаны изменения сообществ водорослей и простейших при поступлении в водоемы сточных вод. Специальные разделы монографии освещают такие актуальные вопросы санитарной микробиологии, как загрязнение водоемов патогенными микробами и вирусами и эффективность их удаления в результате обработки сточных вод на очистных сооружениях. Особый интерес для гигиенистов, специалистов в области санитарной микробиологии и санитарной техники, а также для всех, кто интересуется вопросами борьбы с загрязнением природных вод, представляют предлагаемые авторами экологический подход к оценке последствий загрязнений водоемов сточными водами и экологические методы контроля последствий этого загрязнения.
Однако снижение количества фосфора в водоеме на 20 - 70 % является неэффективным с точки зрения борьбы с эвтрофикацией водоемов. Специальными исследованиями сточных вод показано довольно высокое содержание в них биогенных элементов.
Как уже указывалось выше, интенсивность цветения озер может быть замедлена путем снижения количества поступающих в них питательных веществ. В настоящее время большое внимание уделяется уменьшению поступления фосфора, так как считается, что осуществление контроля над процессом эвтрофикации водоемов зависит в основном от снижения концентрации этого питательного вещества. Однако не менее важно то, что удалять из сточных вод азотосодержащие соединения намного труднее. В некоторых штатах были приняты нормы а содержание фосфора в очищенных сточных водах. В этих стандартах указаны предельно допустимые концентрации фосфора в очищенных сточных водах, а также требования относительно удаления определенной части фосфора в процессе очистки.

Водоемы ГДР эвтрофицируются главным образом вследствие поступления в них питательных веществ, содержащихся в удобрениях, применяемых на сельскохозяйственных угодьях. Только 27 % азота и 20 % фосфора вносятся в стране в форме органических удобрений [139] так, что минеральные удобрения оказывают доминирующее влияние на эвтрофикацию водоемов. Крамер [139] отмечает, что на территории ГДР в среднем 75 % поступающего в водоемы азота и 14 % фосфора приходится на сельскохозяйственные полезные площади.
При внесении в количествах, превышающих оптимальные дозы, установленные с учетом вида растений и свойств почвы, большая часть органических и минеральных удобрений поступает в водоемы. Помимо потерь питательных веществ и, следовательно, экономического ущерба, подобные нарушения кругооборота веществ могут привести к различным изменениям в окружающей среде, например к эвтрофикации водоемов и тем самым к потере источников питьевой и производственной воды.
В результате осуществления указанных мер, а также при реализации водоохранных мероприятий, предусмотренных целевой программой Возрождение Волги и другими федеральными целевыми программами, поступления загрязняющих веществ в водные объекты - источники питьевого водоснабжения - сократятся на 40 - 50 %, значительно уменьшится их поступление с водосборных территорий этих объектов. При этом в 2001 г. в основном будет прекращено поступление неочищенных сточных вод в водные объекты, а к 2010 г. - недостаточно очищенных; произойдет существенное снижение процессов эвтрофикации водоемов.
При неправильном применении фосфорных удобрений, водной и ветровой эрозии почв большие количества фосфора удаляются из почвы. С другой стороны, поступление из почвы в водоемы больших количеств таких биогенных элементов, как фосфор, азот, сера и др., вызывает бурное развитие синезеленых водорослей и других водных растений ( цветение воды) и эвтрофикацию водоемов. Но большая часть фосфора уносится в море.
Обобщенные данные о содержании фосфора в биосфере. Процесс этот протекает неравномерно и наиболее интенсивно идет на территории индустриально развитых стран. Если сера, углерод уходят в газообразной форме в атмосферу, то более устойчивые соединения фосфора накапливаются в местах складирования органических отходов, на свалках, полях орошения, что в итоге приводит, как и в случае соединений азота, к эвтрофикации водоемов избытком фосфатов.
Структура некоторых органических соединений, пригодных для повышения эффективности детергентов. Наполнители должны иметь хорошую буферную емкость и не вступать в нежелательные реакции с другими компонентами смеси. В течение многих лет для этих целей использовали тринатрийфосфат, но он ускоряет зарастание внутренних водоемов. Процесс эвтрофикации водоемов может ускоряться в результате биодеградации и минерализации любого азотистого или фосфорного соединения. Изучение метаболизма КМС и его аналогов позволило понять, каким путем микроорганизмы приобретают способность к деградации новых ксенобиотиков.
Антропогенные поступления представляют существенную долю в балансе фосфора. Применение удобрений, химическое загрязнение биосферы в целом, эрозионные процессы играют решающую роль в фосфатизации биосферы. Решение противоречивой проблемы - дефицит фосфора и эвтрофикация водоемов - требует разработки комплекса мер, направленных как на максимальное снижение потерь фосфора при переработке, внесении удобрений, так и на недопущение загрязнения окружающей среды соединениями фосфора.
Щелочность воды должна быть достаточной для осуществления химической коагуляции, но не настолько высокой, чтобы вызывать физиологические расстройства у потребителей. Установить единый предел максимальной жесткости воды невозможно, так как она обусловлена естественными геологическими условиями, и приемлемость ее для людей неодинакова. Избыточные концентрации фосфора в природной воде связаны с эвтрофикацией водоемов. Присутствие в воде сложных фосфатов затрудняет процесс коагуляции. Рекомендуется для каждого конкретного вида водопотребления разрабатывать самостоятельные стандарты на содержание фосфора.
При эксплуатации водоемов речным и морским транспортом также происходит их загрязнение. Они являются источником поступления в воду биогенных веществ, способствующих эвтрофикации водоемов. Источниками загрязнения являются также нефть и нефтепродукты. По данным статистики, ежегодно в навигационный период на акватории Финского залива происходит не менее 10 случаев аварийного разлива нефтепродуктов.
Освещены вопросы каиализования промышленных предприятий. Изложены методы механической, химической, физико-химической и биологической очистки производственных сточных вод, а также обработки осадков. Описаны методы глубокой очистки производственных сточных вод и мероприятия по борьбе с эвтрофикацией водоемов. Даны примеры канализования предприятий отдельных отраслей промышленности.
Изъятый ресурс возвращается в биосферу в существенно измененном виде, в том числе с новым для природы сочетанием химических элементов. Такие соединения не могут быть ассимилированы в биосфере обычным путем. Кроме того, добытые для переработки природные ресурсы возвращаются не точно на место изъятия, а попадают в другие экологические системы; характерный пример - добыча фосфатов, их использование в качестве минерального удобрения и последующая эвтрофикация водоемов. Следовательно, антропогенный ресурсный цикл является главным источником загрязнения окружающей среды.
На долю сельскохозяйственного производства приходится не менее половины связанного азота, поступающего в водоемы. Обогащение воды питательными элементами, в первую очередь связанным азотом, приводит к чрезмерному росту водорослей. Отмирая, они подвергаются анаэробному бактериальному разложению, вызывая дефицит кислорода, а следовательно, гибель рыбы и других водных животных. Эвтрофикация водоемов - явление, к сожалению, распространенное.

Знание законов циркулирования в почве азота и других биологических веществ позволяет выработать основную стратегию увеличения плодородия земель, развивать бездефицитное земледелие. Сроки и количество внесения удобрений нуждаются в тонкой балансировке. Важно, чтобы удобрения усваивались именно растениями, а не наносили вред окружающей среде и здоровью людей. Ведь избыток биогенных веществ загрязняет окружающую среду, пресные воды, ведет к эвтрофикации водоемов и даже угрожает озоновому слою стратосферы.
В стоках некоторых предприятий содержатся ртуть и кадмий. Вследствие З.к.в. ухудшается качество воды как питьевого ресурса и происходит обеднение фауны. Только в 2000 г. было зарегистрировано 58 случаев залпового загрязнения З.к.в. и гибели в них рыбы. Общий ущерб составил 60 млн руб. Попадание в водоемы фосфатов, нитратов и органического вещества вызывает процессы эвтрофикации водоемов.
Более 40 % посевной площади обрабатывают пестицидами. С богарных земель в водоемы попадает около 1 %, а с орошаемых - около 4 % этих веществ. При авиационной обработке в результате сноса в водоемы поступает до 30 % применяемых пестицидов. Мигрируя в воде, они переносятся на большие расстояния, а их биологический распад вследствие стабильности происходит медленно. Весьма угрожающие размеры приобрел процесс эвтрофикации водоемов, когда усиливается развитие фитопланктона, особенно синезеленых водорослей, - происходит цветение воды. Эвтрофикация в водохранилищах связана с выщелачиванием биогенных элементов из затопленной почвы и гниения растительности на их дне.
Газообразные азотсодержащие соединения ( NO, NH3) содержатся в промышленных выбросах, образующихся при сжигании органического топлива ( уголь, бензин, мазут), а также продуцируются анаэробными бактериями. Их ежегодное поступление в атмосферу достаточно велико. Оно быстро превращается в различные нитраты, содержащиеся в выпадающих атмосферных осадках. Этим, в частности, объясняется высокое удобряющее свойство талой воды, известное земледельцам. Однако обогащение нитратами выпадающих атмосферных осадков может вызвать эвтрофикацию водоемов.
Вместе с тем запруживание рек и строительство водохранилищ нередко приводят к отрицательным последствиям. Водохранилища, особенно крупные, оказывают существенное влияние на изменение микроклимата регионов, где они расположены. При создании крупных водохранилищ происходит затопление плодородных земель и поселений. Гидросооружения влияют на уровень грунтовых вод, вызывают нередко засоление или заболачивание почв и снижение их продуктивности. Затопление водохранилищами наземной растительности зачастую сопровождается ее разложением, развитием новых видов водной флоры и фауны, приводит к эвтрофикации водоемов.
В то время такой подход считался вполне целесообразным, так как именно детергенты были основным источником фосфора, содержащегося в бытовых сточных водах. Нитрилотриацетат натрия ( NTA), считавшийся наилучшим заменителем фосфатов, создавал угрозу для здоровья людей. Другое обстоятельство, выявленное в процессе дискуссии о фосфатных детергентах, заключалось в том, что эвтрофикация водоемов не является общенациональной проблемой. Выяснилось, что сточные воды из канализационных систем, обслуживающих приблизительно 55 % населения, сбрасываются в океан или в крупные реки, впадающие в океан. Еще 30 % населения проживает в сельской местности, лишенной канализационной сети. Таким образом, в озера, которым может угрожать процесс эвтрофикации, сбрасываются сточные воды из канализационных систем, обслуживающих только i.5 % населения США.
Сами Правила рассчитаны на обеспечение чистоты реки или водоема лишь в створах пунктов питьевого, культурно-бытового или рыбохозяйственного водопользования. Такой подход уже привел к тому, что многие реки нашей страны загрязнены локально или непрерывно почти на всем протяжении. В непроточных и слабопроточных водоемах процессы самоочищения протекают еще медленнее и нередко возникают аварийные ситуации. В результате так называемые нетоксичные минеральные соли поступают в природные воды в количествах, соответствующих ПДК, но во много раз превышающих их естественные концентрации в водной среде. Поэтому сброс в реки и водоемы сточных вод, прошедших глубокую очистку от органических соединений азота, фосфора, серы и других элементов, тем не менее, повышает содержание в воде растворимых сульфатов, нитратов, фосфатов и других минеральных солей, вызывающих эвтрофикацию водоемов, их цветение за счет бурного развития синезеленых водорослей; последние, отмирая, поглощают массу кислорода и лишают воду способности к самоочищению.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11