Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Загрязняющие вещества влияют на сложные взаимосвязи, сло­жившиеся в водной среде в течение многих миллионов лет между ее обитателями и самой средой,— с одной стороны, и внутри се­мейств населяющих ее животных и растительных организмов,— с другой. Эти системы связей обладают определенной устойчиво­стью, гибкостью и самовосстановительной способностью, выработанной в процессе эволюции, так как природная среда сама по­стоянно изменяется.

Благодаря этим свойствам, водные бассейны могут самостоя­тельно нейтрализовать некоторое количество нефти, инородных химических веществ, бактерий и других видов загрязнений. Эту способность водоемов мы наблюдаем постоянно и повсеместно. Так, прямые потери нефти на земном шаре достигают примерно 5 млн. т в год. Этого количества достаточно, чтобы покрыть тон­ким слоем нефти площадь в 50 млн. кв. м. Если бы не было про­цессов самоочищения, то за 6—7 лет все воды земного шара покры­лись бы нефтяной пленкой и в них практически исчезла бы жизнь.

Процессы самоочищения в природе протекают очень медленно и не успевают за бурным ростом сбросов загрязнений в наш век технической революции. Чтобы предотвратить всеобщее загрязне­ние водной среды, необходимо срочное вмешательство человека.

Совокупность всех природных процессов, направленных на восстановление первоначальных свойств и состава воды соответ­ственно существовавшему ранее равновесию, называется самоочи­щением природных вод. Оно сопровождается также восстановле­нием микрофлоры, растительности и животного мира водного бассейна.

Способность к самоочищению водного объекта зависит от ин­тенсивности протекания в нем гидродинамических, биохимиче­ских, химических и физических процессов. Каждый водный объект имеет свой предел самоочищения. При этом имеет значе­ние общий объем воды в нем, интенсивность водообмена, степень динамического перемешивания вод, их температура, мощность слоя конвекционного перемешивания и другие факторы.

Обычно решающее значение в снижении в воде концентрации загрязняющих веществ принадлежит гидродинамическим процес­сам разбавления, главную роль в которых играет диффузно-турбулентное перемешивание водных масс. Когда объем воды в во­доеме невелик или расход воды в потоке недостаточен, чтобы разбавить загрязнение до неопасных концентраций, самоочище­ние затрудняется. В таких случаях при стационарном сбросе за­грязнений будет происходить даже увеличение концентрации за­грязняющих веществ.

Самоочищению в природных условиях способствуют неустой­чивость большинства компонентов загрязнений в водной среде, антагонизм между существующей и внесенной микрофлорой, а также гидрометеорологические, биологические и другие фак­торы. Например, нефть и нефтепродукты в водоеме подвергаются механическим и физическим превращениям под воздействием ветра, волнения и солнечной радиации. Частично они оседают на берегах, водной растительности, обволакивают взвешенные ча­стицы и вместе с ними оседают на дно, частично испаряются (испаряются наиболее легкие фракции, придающие воде специ­фический запах), подвергаются биохимическому и микробиологи­ческому распаду. А. А. Ворошилова и Е. В. Дианова отметили факт развития в поверхностной нефтяной пленке специфических микроорганизмов, способных разлагать нефтепродукты. Реакция идет по следующей схеме: углеводород + молекулярный кисло­род = углекислота + вода. Бактерии при этом играют роль катали­заторов.

Распад нефтепродуктов в результате биохимического окисле­ния происходит чрезвычайно медленно: 1 мг нефти потребляет за 8 дней всего 10—16% кислорода, теоретически потребного для полного окисления. Следовательно, полное биохимическое окис­ление нефти завершается примерно через 50—80 дней, в пять — во­семь раз медленнее, чем окисление органического вещества, содер­жащегося в бытовых сточных водах.

В прибрежных, наиболее прогреваемых районах процессы био­химического и микробиологического разложения нефти происхо­дят более интенсивно. В морях и озерах с удалением от берега и по мере увеличения глубины температура воды понижается и процессы биологического окисления замедляются. Поэтому пленка нефти на поверхности открытых участков озер, морей и океанов сохраняется более устойчиво, чем в прибрежных районах.

В зависимости от глубины водоема, времени года, силы и на­правления ветров площадь распространения и степень загрязне­ния нефтепродуктами изменяется. В холодное время года, при температуре воды ниже 8° С бактерии, разлагающие нефтепро­дукты, находятся в угнетенном состоянии. С весенним прогревом вод жизнедеятельность микроорганизмов усиливается, и они начи­нают способствовать минерализации нефтепродуктов, вследствие чего концентрация нефти в воде уменьшается.

Консервативные вещества (соли тяжелых металлов и другие), попавшие в воду, подвергаются одному лишь разбавлению. Сте­пень этого разбавления можно оценить путем выявления зон с различной концентрацией загрязняющих веществ и установле­ния границы, за которой концентрация загрязняющих веществ не превышает нормы по санитарным, биологическим или другим по­казателям. При устойчивых радиоактивных загрязнениях или когда сброс представлен веществами, которые входят в малых концентрациях в состав природных (незагрязненных) вод, за границу самоочищения водных масс принимается граница, за ко­торой концентрация загрязняющих веществ уравнивается с их содержанием в природных водах (например, с фоном радиоактив­ного излучения природных вод в данном районе в данный момент).

Органические соединения, попав в воду, наряду с разбавле­нием, еще и окисляются химическим и биохимическим путем. Ко­личество органического вещества, способного окисляться (до СО2 и Н2О) под действием микрофлоры, оценивается полной биохими­ческой потребностью в кислороде (БПК). Суммарное содержание органических веществ в воде устанавливается путем определения величины химического потребления кислорода (ХПК), необходи­мого для их окисления. Если БПК близко к ХПК, значит, в воде присутствуют легко окисляемые загрязнения и процесс самоочищения в водоеме будет протекать сравнительно быстро и полно. Детергенты, гербициды и некоторые другие вещества тормозят процессы биохимического окисления.

Полностью устранить процессы загрязнения водной среды нельзя. Однако свести их к минимуму, устранить их вредное влияние на качество воды вполне возможно. Для этого необходимо довести сбросы загрязнений до уровня, который не превы­шал бы самоочищяющей способности вод данного водного объекта. Тем самым будет исключена опасность накопления за­грязнений в водной массе и на дне бассейна. Установить это рав­новесие можно путем расчета баланса между приходной и рас­ходной (нейтрализующей) частями инородных веществ в водах исследуемого объекта.