Загрязнение водоемов

Источники и характер загрязнения водоемов

Основным источником загрязнения водоемов являются сточные воды – бытовые (хозяйственно-фекальные) и промышленные. Сточные воды можно разделить на две большие категории: воды, содержащие нетоксические органические вещества; воды, содержащие токсичные органические и минеральные продукты, а также радиоактивные вещества.

Сточные воды первой категории. К ним относятся бытовые стоки, выпускаемые в водоем населенными пунктами, сточные воды предприятий пищевой, кожевенной, целлюлозно-бумажной промышленности и т.п., богатые растворенными азот- и углеродсодержащими органическими веществами, которые не представляют опасности для гидробионтов.

В настоящее время бытовые стоки, как правило, содержат и токсические органические соединения - поверхностно-активные вещества (основные компоненты моющих средств).

Кроме того, бытовым сточным водам присуще значительное бактериальное загрязнение патогенными микроорганизмами, попадающими в них в основном с фекалиями человека и животных, а также из других источников.

Сточные воды второй категории. К ним относятся сточные воды различных отраслей металлургической и химической промышленности, весьма разнообразные по химическому составу, содержащие металлы, оказывающие токсическое действие на живые организмы водоема вследствие содержания в них мышьяка, ртути, свинца и др.

Первичное загрязнение возникает в результате попадания в водоем загрязнения из внешних источников и развития аллохтонных микроорганизмов, присущих источникам загрязнения. При этом развиваются также собственные автохтонные микроорганизмы, типичные для данного типа водоемов. Основными источниками первичного загрязнения являются сбросы бытовых и производственных сточных вод, поверхностных сточных вод, а также поверхностный сток с площади водозабора (содержит вымываемые из почвы органические и минеральные вещества, почвенные микроорганизмы).

Вторичное загрязнение может возникнуть в водоеме с чистой водой в результате отмирания разнообразных организмов, занесенных в него из загрязненных участков и их последующего разложения. Вторичное загрязнение особенно усиливается, если в этих организмах аккумулированы разнообразные токсичные вещества (пестициды, детергенты, радиоактивные соединения и др.), переходящие в воду после их гибели.

Зоны сапробности

Сапробность (гр.sapros – гнилой) – степень загрязнения водоемов органическими веществами. Она оценивается по количеству и характеру присутствующих в воде органических соединений. Способность организмов развиваться в среде с тем или иным содержанием органических веществ, при той или иной степени загрязненности называется сапробностью данного организма. Сапробность оценивается по шкале сапробности, предложенной в 1908 г Р. Кольквитцем и М. Марссоном. По шкале сапробности различают три зоны.

Полисапробная зона (зона сильного загрязнения) содержат большое количество органических веществ. Она богата остатками растений и животных, содержащими белки, углеводы, и другие органические соединения. В этой зоне почти полностью отсутствует кислород. Поэтому биохимические процессы носят анаэробный характер. Происходит аммонификация белковых веществ, брожения целлюлозы, лигнина, пектиновых веществ. Вода содержит значительные количества газообразных продуктов - аммиака, сероводорода, диоксида углерода, метана. Микробное население особенно обильно, но число видов ограничено. Микроорганизмы представлены преимущественно анаэробными бактериями, а также грибами и актиномицетами, вызывающими процессы гниения и брожения. Число бактерий в 1 см³ воды достигает миллиона и более. Преимущественно обнаруживаются палочковидные бактерии (до 80% и более).

Мезосапробная зона (зона умеренного загрязнения) характеризуются преобладанием окислительных процессов, нитрификацией; подразделяется на α- и β-мезосапробные подзоны.

Подзона α-мезосапробная.Кислород присутствует, но его еще недостаточно. Поэтому развиваются преимущественно микроорганизмы, обладающие выносливостью к недостатку кислорода. Анаэробные процессы минерализации, начавшиеся в полисапробной зоне, протекают еще довольно интенсивно, но начинают преобладать аэробные процессы. Происходит усиленное окисление аммиака в нитриты и нитраты, Сероводород при участии серобактерий окисляется в серную кислоту. Преобладают гетеротрофные бактерии, некоторые грибы и цианобактерии. В этой подзоне насчитывается сотни тысяч бактерий в 1 см³ воды.

Подзона β-мезосапробная характеризуется наиболее выраженными окислительными процессами. Кислорода в воде достаточно. Общее количество микроорганизмов составляет десятки тысяч 1 см³ воды. У микроорганизмов отмечается высокая потребность в кислороде.

Качественный состав микрофлоры мезосапробной зоны разнообразен. В основном это нитрифицирующие бактерии, являющиеся облигатными аэробами, аэробные и факультативно-анаэробные бактерии родов Pseudomonas, Mycobacterium, Flavobacterium, грибы родов Streptomyces, Candida и другие, а также анаэробные бактерии рода Clostridium.

Олигосапробная зона (зона чистой воды) характеризуются окончанием процесса самоочищения и небольшим количеством органических веществ. Минерализация органического вещества заканчивается. Видовой состав микрофлоры приближается к обычной автохтонной флоре. Количество микроорганизмов в 1 см³ воды исчисляется десятками, реже сотнями.

В чистых водах преобладают кокки (до 80% и более).

В целом переход от полисапробной зоны к олигосапробной зоне характеризуется уменьшением численности микроорганизмов при одновременном увеличении их видового разнообразия.

В настоящее время разработана комплексная экологическая характеристика поверхностных зон суши, позволяющая оценивать состав и свойства воды как среды обитания гидробионтов, а также изменения состояния водных объектов под воздействием антропогенного пресса. Бактериологические показатели зон сапробности по этой классификации представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Эколого-санитарная классификация поверхностных вод суши