Какие факторы влияют на самоочищение водоема. Самоочищение водоемов. Рыбы наших водоемов

Самоочищение водоемов - совокупность всех природных процессов в загрязненных водах, ведущих к восстановлению первоначальных свойств и состава воды. В природных водоемах обитают рыбы, водоплавающие животные, птицы, развиваются водоросли, инфузории, рачки, насекомые, планктон и донные организмы. Здесь функционирует свой круг веществ. Процессы самоочищения водоемов зависят от гидробиологической и гидрохимической обстановки в них. Основными факторами, существенно влияющими на водоемы, являются, температура вода, минеральный состав примесей, концентрация кислорода, рН воды, концентрация вредных примесей, препятствующих или затрудняющих протекание процессов самоочищения водоемов. Особенно большое значение в процессах самоочищения имеет кислородный режим водоемов. Расход кислорода на минерализацию органических веществ определяется через биохимическое его потребление,(БПК). Биохимическое потребление кислорода (БПК), выражается количеством кислорода, использованного в биохимических (при помощи бактерий) процессах окисления органических веществ за определенное время инкубации пробы (мг О2 в сутки). Обычно на практике при анализе качества воды пользуются пятисуточной (БПК 5) или полной (БПКПОЛНОЕ) биохимической потребностью кислорода. При сбросе в водоем загрязнителей биологическое равновесие в нем нарушается. Появляются минеральные новообразования в виде взвесей и растворов. Органические вещества окисляются аэробными микроорганизмами, расходующими кислород и выделяющими определенное количество теплоты. Образуются углекислый газ и вода, водоем очищается от органических веществ, но содержание кислорода уменьшается. При полном израсходовании кислорода размножаются анаэробные организмы, а все аэробные погибают. Самоочищение вод при этом прекращается, и начинается разложение органических веществ анаэробными микроорганизмами с образованием ядовитых веществ (аммиака, метана, сероводорода и др.). Водоем становится "мертвым". Таковы основные последствия загрязнения гидросферы, которая оказалась наиболее уязвимой частью биосферы. И, если в ближайшее время кардинально не улучшатся ее использование и охрана, жизнь на планете окажется под угрозой.

2.3 Загрязнение литосферы

2.3.1 Земельные ресурсы

Литосфера – твердая оболочка Земли, различается по составу и строению на материках и океане. Мощность литосферы 50 – 250 км, в том числе земной коры до 50 – 75 км на суше (29,2 % поверхности Земли) и 5 – 11 км на дне океана. Верхние слои литосферы мощностью 2 – 3 км (по некоторым данным – до 8,5 км) называют литобиосферой. Частью биосферы является только верхняя часть земной коры, т. к. с глубиной нарастает температура земных недр. Живые бактерии выявляются в подземных водах с температурой до 100 o С, хотя наиболее активная жизнедеятельность ограничена примерно 80 o С, предельная концентрация минеральных солей 270 г/дм 3 . При глубоком бурении в Поволжье и Западной Сибири активная и разнообразная по составу анаэробная микрофлора была найдена на глубине 1 – 3 км, а иногда и глубже . Первоосновой всех форм растительных и животных организмов на суше является почвенный покров. Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием многообразных физико-химических и биологических процессов, имеет постоянный обмен веществ и находится в состоянии подвижного равновесия с окружающей средой, служит общепланетарным аккумулятором и распределителем энергии прошедших через фотосинтез растений, удерживающим в биосфере важнейшие элементы - углерод, азот, фосфор, калий, серу, кальций и др. Основоположник современного почвоведения русский естествоиспытатель В.В. Докучаев (1846 - 1903) в своей работе «Картография русских почв» дал такое определение почвы: «Это суть поверхностно лежащие минерально-органические образования, которые всегда более или менее окрашены гумусом; эти тела имеют свое собственное происхождение; они всегда и всюду являются результатом совокупной деятельности материнской горной породы, живых и отживших организмов (как растений, так и животных), климата, возраста страны и рельефа местности; почва, как и всякий другой организм, всегда имеет известное строение, нормальную толщину и нормальное положение…» . В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты: 1. минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух; 2. детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных; 3. множество живых организмов – от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса. Эдафические факторы – это свойства почвы как экологического фактора. Для почвы характерна более или менее рыхлая структура, определенная водопроницаемость и аэрируемость. Почва является биокосной системой, основанной на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами. Поверхностные слои почвы обычно содержат остатки растительных и животных организмов (детрит), разложение которых приводит к образованию гумуса, количество которого определяет плодородие почвы. Процесс образования почвы протекает со скоростью 0,5 – 2 см в столетие, на образование пахотного слоя мощностью 18 – 25 см нужно от 2 до 8,5 тыс. лет. Поэтому если почва исчезла, то для всех практических целей она пропала навсегда. Площадь суши земного шара без ледников и полярных шапок составляет 133,4 млн. км 2 . Из них 55,4 млн. км 2 приходится на тропики; 24,3 млн. км 2 – на субтропики; 22,5 млн. км 2 на – зону умеренного климата и 21,2 млн. км 2 – на полярную зону. Пахотные угодья занимают около 1,5 млрд. га (10 – 11% суши), пастбища и сенокосы – приблизительно 3 млрд. га (20 % суши). По данным ООН, 20 % площади суши располагаются в слишком холодном климате, 20 % занимают высокие горы и 10 % – щебенистые почвы крутых склонов . Резервы сельскохозяйственных земель на планете исчерпаны. Население земного шара распределено неравномерно, и обеспеченность пашней в разных странах неодинакова. Наиболее обеспеченные пашней страны являются основными производителями сельскохозяйственной продукции. На каждого жителя планеты приходиться в среднем 0,4 га пашни . Эта цифра имеет тенденцию к сокращению, так как население Земли растет, а площадь суши не увеличивается. Площадь пашни можно увеличить за счет распашки лугов, сенокосов и пастбищ, но освоение новых территорий экологически небезопасно и экономически чаще всего нерентабельно. По обеспечению пашней территория бывшего СССР занимает четвертое место в мире, однако половина этой территории находится в зоне многолетней мерзлоты, а 2/3 пахотных земель приурочено к зоне недостаточного увлажнения, и по потенциальным возможностям природных условий для сельскохозяйственного производства эта территория в 2,4 раза уступает США, 2,25 раза – Франции, в 1,7 раза – Германии и 1,5 раза – Великобритании . На долю России приходится 76,6 % площади бывшего СССР и 59,6 % пашни. За длительный период бесхозяйственного использования почвы РФ в значительной степени утратили свое плодородие. Среди них много смытых черноземов, которые необходимо защищать от водной и ветровой эрозии. Почвы нуждаются в специальных мероприятиях по осушению, рассолению, нейтрализации кислой реакции (известкование), орошении и т.д. В настоящее время на душу населения в РФ приходится порядка 0,8 га пашни, а еще в 1971 г было 0,9 га. Такое уменьшение вызвано ростом населения страны и отводом продуктивных земель для строительства, развития промышленности и транспорта.

О загрязнение и о дефиците питьевой воды на планете написано достаточно. В одной из самых богатых водными ресурсами стран, России, только один процент исходной воды поверхностных источников питьевого водоснабжения соответствует нормативам качества. В Карелии, стране рек и озер, где обеспеченность водными ресурсами превосходит среднероссийские показатели в 2-3 раза, - около 70% проб воды, поступающей в разводящие сети населенных пунктов, не отвечают гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Во многом это объясняется интенсивной техногенной и агропромышленной деятельностью, направленной, прежде всего на удовлетворение сиюминутных потребностей человечества и недостаточным вниманием к сбережению водных ресурсов для последующих поколений. Но не только, «благодаря» этому природная вода, которая жизненно необходима человечеству находится в состоянии, близком к критическому.

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.

Самоочищение вод - это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т.д.). Способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих природных факторов. К числу таких факторов следует отнести: биологические - сложные процессы взаимодействия водных растительных организмов с составными частями поступающих стоков; гидрологические - разбавление и смешивание попавших загрязнений с основной массой воды; физические - влияние солнечной радиации и температуры; механические - осаждение взвешенных частиц; химические - превращение органических веществ в минеральные (т. е. минерализация).

При поступлении сточных вод в водоем происходят смешивание стоков с водой водоема и снижение концентрации загрязнений. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 сут., болотах – 5сут., озерах - 17 лет. Разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.

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.

В последние годы получила распространение искусственная аэрация - один из эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Хорошая аэрация воды обеспечивает активизацию окислительных, биологических и других процессов, способствуя очищению воды. Для этого специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или на станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод.

Список литературы

1. Авакян А.Б., Широков В.М. Комплексное использование и охрана водных ресурсов: Учеб. пособие. - Мн.: Ун-кое, 1999 г.;

2. Бернард Небел "Наука об окружающей среде" (В 2-ух томах), "МИР" М. 1993г.;

3. Беличенко Ю.П., Швецов М.Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. - М.: Россельхозиздат, 2006г

Интереснейшими явлениями природы являются способность водоемов к самоочищению и установление в них так называемого биологического равновесия. Самоочищение – важный экологический процесс освобождения от аллохтонной загрязняющей микрофлоры, быстро размножающейся при обильном содержании в воде субстратов животного и растительного происхождения. Оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов: бактерий, водорослей и высших водных растений, различных беспозвоночных животных, т.е природный процесс самоочищения водоемов происходит за счет конкурентной активизации сапротрофной автохтонной микрофлоры, что приводит к разложению органических веществ и сокращению численности микроорганизмов. Поэтому одна из важнейших природоохранительных задач состоит в том, чтобы поддерживать эту способность.

Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси, то в условиях девственной природы процесс самоочищения протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту.

Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. Условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу (определяемому по биохимической потребности кислорода - БПК) или по общему содержанию органических веществ (определяемому по химическому потреблению кислорода - ХПК.

В процессе самоочищения водоема участвуют водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Двустворчатые моллюски - постоянные обитатели водоемов - являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

На биологическое самоочищение водоема влияет комплекс факторов:

Разбавление загрязняющих вод чистой водой водоема

Температура воды

Оседание микроорганизмов на дно

PH воды – оптимален слабо-кислый

Попадание химических веществ

Взаимоотношения между гидробионтами и метабиотические

Жизнедеятельность простейших

Бактерицидное действие чистой воды

Водоемы обладают свойством под влиянием естественных факторов постепенно очищаться от попавших в них загрязнений: взвешенных частиц, бактерий, растворенных органических и неорганических веществ. Механизм самоочищения водоемов от органических загрязнений складывается из:

1) сортировки твердых частиц по их удельному весу (оседание их на дно),

2) распределения загрязнения в массе воды водоема, что ведет к более тесному соприкосновению загрязнения с растворенным в воде 0 2 , который является одним из существенных агентов в процессе минерализации органического вещества,

3) биохимических процессов разрушения органических веществ в результате жизнедеятельности бактерий и прочих представителей флоры и фауны водоема, главным образом, их низших форм.

4) химических процессов обмена и окисления продуктов распада органического вешества.

В результате биохимических процессов распада органическое вещество разрушается и дает ряд конечных соединений-свободную угольную кислоту и ее соли, азотистые, сернокислые и фосфорнокислые соединения, которые в дальнейшем вовлекаются в кругооборот веществ растительным населением и микробами водоема. К факторам, понижающим содержание бактерий в воде, принадлежат:

1) седиментация их при осаждении взвешенных в воде частиц на дно;

2) разведение воды притекающими массами более чистых вод;

3) отмирание бактерий под воздействием на них прямого солнечного света;

Для определения степени самоочищения воды из бактериологических методов применяются определение общего количества микробов и титра кишечной палочки, а также Вас. proteus vulgaris и Streptococcus как спутников кишечной палочки. О роли Protozoa в бактериальном самоочищении воды говорят опыты Шепилевского, отмечающие наиболее интенсивное просветление бактериальных взвесей при размножении в них Protozoa. Из числа Protozoa в бактериальном самоочищении воды существенную роль играют бесцветные Flagellata, кривая развития 3) отмирание бактерий под воздействием на них прямого солнечного света;

4) общая убыль в воде питательных для бактерий органических веществ;

5) пожирание бактерий Protozoa. Выживаемость например холерного вибриона в речной воде колеблется от 5 до 20 дней, Bact. coli-от 6 до 18 дней.

Для определения степени самоочищения воды из бактериологических методов применяются определение общего количества микробов и титра кишечной палочки, а также Вас. proteus vulgaris и Streptococcus как спутников кишечной палочки. О роли Protozoa в бактериальном самоочищении воды говорят опыты Шепилевского, отмечающие наиболее интенсивное просветление бактериальных взвесей при размножении в них Protozoa. Из числа Protozoa в бактериальном самоочищении воды существенную роль играют бесцветные Flagellata, кривая развития которых в реках, после вноса в них загрязнений, повторяет кривую развития бактерий со сдвигом ее вниз по течению реки Оки. Роль в процессе бактериального самоочищения бесцветных Flagellata подтверждает также поставленное Кононовым наблюдение за водой канавы Москва-реки и опыты Горовиц с бульонными разводками Bact. coli при содержании в них Flagellata и при отсутствии их. Особенно интенсивно Protozoa поглощают те бактериальные виды, которые не принадлежат к нормальным обитателям воды, а именно патогенные микроорганизмы и из них холерный вибрион, тифозную, кишечную, синегнойную палочки и др.

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 органических загрязнений складывается из: 1) сортировки твердых частиц по их уд. весу (оседание их на дно), 2) распределения загрязнения в массе воды водоема, что ведет к более тесному соприкосновению загрязнения с растворенным в воде 0 2 , который является одним из существенных агентов в процессе минерализации органического вещества, 3) биохимич. процессов разрушения органических веществ в результате жизнедеятельности бактерий и прочих представителей флоры и фауны водоема, гл. образ, их низших форм, и 4) хим. процессов обмена и окисления продуктов распада органического вешества. В результате биохим. процессов распада органическое вещество разрушается и дает ряд конечных соединений-свободную угольную кислоту я ее соли, азотистые, сернокислые и фосфорнокислые соединения, к-рые в дальнейшем вовле- каются в кругооборот веществ растительным населением и микробами водоема.-К факторам, понижающим содержание бактерий в воде, принадлежат: 1) седиментация их при осаждении взвешенных в воде частиц на дно; 2) разведение воды притекающими массами более чистых вод; 3) отмирание бактерий под воздей-" ствием на них прямого солнечного света; 4) общая убыль в воде питательных для бактерий органических веществ и 5) пожирание бактерий Protozoa. Выживаемость например холерного вибриона в речной воде колеблется от 5 до 20 дней, Bact. coli-от 6 до 18 дней. Для определения степени самоочищения воды из бакте-риол. методов применяются определение общего количества микробов и титра кишечной палочки, а также Вас. proteus vulgar is и Streptococcus как спутников кишечной палочки j% О роли Protozoa в бактериальном самоочищении воды говорят опыты Шепилевского, отмечающие наиболее интенсивное просветление бактериальных взвесей при размножении в них Protozoa. Из числа Protozoa в бактериальном самоочищении воды существенную роль играют бесцветные Flagellata, кривая развития к-рых в реках, после вноса в них загрязнений, повторяет кривую развития бактерий со сдвигом ее вниз по течению реки, как это видно из данных по исследованию р. Оки ниже устья р. Нары (Кононов). В р. Оке, вдоль ее левого берега, со стороны к-рого впадает в р. Оку р. Нара, принимающая промышленные и хозяйственные воды г. Серпухова, содержание бактерий и бесцветных Flagellata выражается в следующих количествах в 1 см 3 воды. Место взятия пробы Число бактерий Число бесцветных Flagellata Р. Ока, 4 км выше устья Р. Нара.......... Р. Ока, 0,5 км ниже устья р. Нары......... 6 200-8 942 8 400 5 992 5 532 3 981 3 021 189 38-189 2 2U 2 740 2 098 1 021 Р. Ока, 6,0 км ниже устья Р. Ока, 13,0 км ниже устья Р. Ока,22,5 км ниже устья Р. Ока, 30,5 км ниже устья р. Нары......... Роль в процессе бактериального самоочищения бесцветных Flagellata подтверждает также поставленное Кононовым наблюдение за водой канавы Москва-реки (рис. 2) и опыты Горовиц с бульонными разводками Bact. coli при содержании в них Flagellata и при отсутствии их. Особенно интенсивно Protozoa поглощают те бактериальные виды, которые не принадлежат к нормальным обитателям воды, а именно патогенные микроорганизмы и из них холерный вибрион, тифозную, кишечную, синегнойную палочки и др.-При загрязнении водоема вода в нем изменяет свой состав, изменяется и флора и фауна водоема, но в дальнейшем, в результате процессов самоочищения, нормальная картина водоема постепенно восстанавливается. В зоне максимального загрязнения (полисапроб-ной зоне) река характеризуется большим содержанием свежих органических веществ. Эта зона бедна растворенным 0 2 . Заселена она гетеротрофными организмами (питающимися растворенными и взвешенными в воде органическими веществами). Ниже по реке, в мезосапробной МГ/L. 0» \ \ \ li \ \ \ \ \ л и ^ «потребление 0, 4 . 3 \ *-- Ч (ч окпсляемость - %0ъ -- -^ т" 80 70 тем 1 тература "17 16 14 - f \ -. 1 1 - ,- -"" ! ,п у | л 1 V -J 20 10 -\ - /л % насыщения О, в log. / / \ / / \ \ / \ / i / / i f / / / / / \ \ <>ат ерни \ \ ы СЦ.1 "lags Hat дни! 234 56789 10 Рисунок 1. Рисунок Рисунок 1. Химическое изменение состава воды и относительное развитие сапробяых форм бентоса в реке Яузе под влиянием загрязнения от ее притока реки Работня, принимающей сточные воды вискозной фабрики. Рисунок 2. Самоочищение воды из канавы Москва-реки е условиях лабораторного опыта. зоне, содержится уже меньшее количество свежих органических веществ, сравнительно с по-лисапробной зоной, за счет частичного их распада. В этой зоне присутствует ряд промежуточных продуктов распада органического вещества. Наряду с гетеротрофными организмами она заселена и миксотрофными организмами (способными к. усвоению как органических веществ, так и азотистых продуктов их распада) и аутотрофными (организмами с минеральным питанием). Мезосапробная зона в свою очередь разделяется на а-мезосапробную и Д-мезоса-пробную зоны, из которых первая по степени загрязнения приближается к полисапробной зоне, вторая-к последующей-олигосапроб-ной зоне. /3-мезосапробная зона характеризуется большим содержанием минеральных азотистых соединений и, как результат этого, отличается пышным развитием растительного планктона с аутотрофным питанием. Характерно для /2-мезосапробной зоны летом в дневные часы резкое увеличение содержания растворенного 0 2 за счет процессов фотосинтеза свободной угольной к-ты. Еще ниже по реке, в олиго-сапробной зоне, река является уже освободившейся от органических азотсодержащих веществ; ее растительный планктон представлен организмами с аутотрофным питанием, которые в силу малого уже содержания в воде азотистых продуктов распада органического вещества, потребленных в предыдущей /9-мезосапробной зоне растительным планктоном, дают здесь меньшую продукцию сравнительно с /5-мезосапроб-ной зоной. Содержание растворенного 0 2 в этой зоне отвечает его поглощению водой из воздуха. На рис. 1 приведен пример течения процессов очищения реки. Эффективность процессов естественного С. в. находится в прямой зависимости от растворенного в воде 0 2 и степени заселенности водоема растительными и животными организмами, включая сюда и микробов. При спуске сточных вод в общественные водоемы с расчетом на их естественное самоочищение необходимо учитывать емкость водоема, соотношение количества и качества воды в водоеме с количеством и качеством спускаемых сточных вод, в особенности потребность в кислороде для биохим. расщепления органических веществ сточной жидкости и содержание растворенного 0 2 в воде водоема. Исходя из минимального допустимого по нормам НКЗдр. снижения в водоеме растворенного О 2 в 4 мг на 1 л воды, при расчете спуска сточных вод в реку принимается формула _Q(g-4) " « *" где J) -биохим. потребность в 0 2 сточной воды, Q-расход воды в реке, g-расход сточной воды, спускаемой в реку, а -содержание растворенного 0 2 в воде реки.-При постановке вопроса о пункте, где можно ожидать окончания самоочищения реки после спуска в нее загрязнений, всегда приходится учитывать помимо прочих факторов также скорость течения реки, с чем связан механический перенос загрязнения вниз по реке и процесс смешения струи сточной жидкости с водой реки. Изучение последнего вопроса показало, что в отдельных реках, при спуске в них сточных вод или при впадении в них притоков, наблюдаемая неоднородность состава воды реки ниже стока или притока может держаться на большом протяжении. Так, смешение струи сильно загрязненной р. Яузы с водой р. Москвы происходит в 2-3 км ниже устья р. Яузы по течению р. Москвы; смешение струи сильно загрязненной р. Тьмаки(в г. Калинине, б. Тверь) с водой р. Волги заканчивается лишь на 11 км ниже устья р. Тьмаки по течению реки Волги; смешение производственно-фекальных стоков г. Орехово-Зуево с водой р. Клязьмы заканчивается в р. Клязьме в 10 км ниже стоков; р. Волга после впадения в нее р. Оки на протяжении 180 км от г. Горького до г. Василь-Сурска имеет неоднородный состав воды за счет незаконченного смещения струи р. Оки с водой р. Волги.-Большое влияние на процессы естественного С. в. оказывают сезоны года. В зимний сезон, когда жизнь в водоеме замирает, проявляются в слабой степени и биохим. процессы; в этот же сезон года благодаря наличию ледяного покрова нарушается и реаэрация водоема-все это имеет своим последствием загрязнение рек при спуске в них органических загрязнений в зимний сезон на большем протяжении сравнительно с летним. Лит.: Г о р о в и ц Л., О бактериологическом исследовании воздуха, почвы и воды (глава в книге «Учение о микроорганизмах», С. Златогоров, ч. 2, П., 1916); Долгов Г., О неоднородности воды в реке, Рус. гид-робиол. журн., т. VІI, № 3-4, 1928; Долгов Г. и Кононов В., Биологическое обследование реки Клязьмы в пределах Богородского и Орехово-Зуевского уездов, Труды Сан. ин-та Мосздравотд. им. Эрисмана, вып. 3, М., 1928; Долгов Г. й Никитинский Я., Гидробиологические методы исследования (Стандартные методы исследования питьевых и сточных вод, М., 1927, лит.); Златогоров С, Демченко Б., М о-гилевская Б. и Калмыкова М., Бактериологическое исследование воды рек: Северный Донец, Уды, Лопани, Труды комиссии по санитарно-бактериологиче-скому обследованию данных рек, выпуск 2, Харьков, 1928; С ер би нов И., Общая микробиология (глава в книге «Учение о микроо!>ганизмах», [С. Златогоров, ч. 1, П., 1916).В. Кононов.

Каждый водоем - это сложная система, где обитают бактерии, высшие водные растения, различные беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Одна из природоохранных задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей.

Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений. Хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод. В зонах с умеренным климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере - через 2 тыс. км.

Обеззараживание воды происходит под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца. Эффект обеззараживания достигается прямым губительным воздействием ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.

Санитарный режим водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения предприятий, ко второму - используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте населенных пунктов.

К биологическим факторам самоочищения водоема относятся водоросли, плесневые и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных случаях массовое развитее сине-зеленых водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс самозагрязнения.

Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает в сутки более 30 л воды.

Чистота водоемов немыслима без охраны их растительнос-ти. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных живых организмов можно достичь положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую продуктивность рек, озер и водохранилищ.

Неблагоприятно на процессы самоочищения водоемов влияют и другие факторы. Химическое загрязнение водоемов промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.) тормозит естественные окислительные процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями.

Многостадийный процесс, иногда растягивающийся на длительное время - самоочищение от нефти. В природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных наносами и пылью; слипание комочков, взвешенных в толще воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и растворенной нефти вследствие оседания, всплывания и смешивания с чистой водой. Интенсивность этих процессов зависит от свойств конкретного вида нефти (плотность, вязкость, коэффициент теплового расширения), наличия в воде коллоидов, взвешенных и влекомых частиц планктона и т.д., температура воздуха и от солнечного освещения.