Самоочищення водних об'єктів

Між компонентами водної екосистеми в процесі її функціонування безупинно відбувається обмін речовиною й енергією. Цей обмін носить циклічний характер різного ступеня замкнутості, супроводжуючись трансформацією речовини під впливом фізичних, хімічних і біологічних факторів. У ході трансформації може відбуватися поступове розкладання складних речовин до простих, а прості речовини можуть синтезуватися в складні. У залежності від інтенсивності зовнішнього впливу на водну экосистему і характеру протікання процесів відбувається або відновлення водної екосистеми до фонових станів (самоочищення), або водна екосистема переходить до іншого стійкого стану, що буде характеризуватися вже іншими кількісними і якісними показниками біотичних і абіотичних компонентів. У випадку, якщо зовнішній вплив перевищить саморегулюючі можливості водної екосистеми, може відбутися її руйнування. Самоочищення водних екосистем є наслідком здатності до саморегулювання. Надходження речовин із зовнішніх джерел є вплив, якому водна екосистема здатна протистояти у визначених межах за допомогою внутрісистемних механізмів. В екологічному змісті самоочищення є наслідком процесів включення речовин, що надійшли у водний об'єкт, у біохімічні кругообіги за участю біоти і факторів неживої природи. Кругообіг будь-якого елемента складається з двох основних фондів - резервного, утвореного великою масою повільно змінюваних компонентів, і обмінного (циркуляційного), що характеризується швидким обміном між організмами і середовищем їх існування. Усі біохімічні кругообіги можна розділити на два основних типи - з резервним фондом в атмосфері (наприклад, азот) і з резервним фондом у земній корі (наприклад, фосфор) [18].

Самоочищення природних вод здійснюється завдяки залученню речовин, що надходять із зовнішніх джерел, у безупинні процеси трансформації, у результаті яких речовини, що надійшли, повертаються у свій резервний фонд.

Трансформація речовин є результат різних одночасно діючих процесів, серед яких можна виділити фізичні, хімічні і біологічні механізми. Величина внеску кожного з механізмів залежить від властивостей домішки й особливостей конкретної екосистеми.

Фізичні механізми самоочищення.

Газообмін на межі розділу „атмосфера-вода”. Завдяки цьому процесу здійснюється надходження у водний об'єкт речовин, що мають резервний фонд в атмосфері, і повернення цих речовин з водного об'єкта в резервний фонд. Одним з важливих окремих випадків газообміну є процес атмосферної реаерації, завдяки якому відбувається надходження у водний об'єкт значної частини кисню. Інтенсивність і напрямок газообміну визначаються відхиленням концентрації газу у воді від концентрації насичення. Величина концентрації насичення залежить від природи речовини і фізичних умов у водному об'єкті - температури і тиску. При високих концентраціях, газ піднімається в атмосферу, а при низьких концентраціях, газ поглинається водною масою.

Сорбція - поглинання домішок зваженими речовинами, донними відкладеннями і поверхнями тіл гідробіонтів. Найбільше енергійно сорбуються колоїдні частки й органічні речовини, що знаходяться в недисоційованому молекулярному стані. В основі процесу лежить явище адсорбції. Швидкість нагромадження речовини в одиниці маси сорбенту пропорційна його ненасиченості по даній речовині і концентрації речовини у воді і обернено пропорційна вмісту речовини в сорбенті. Прикладами нормованих речовин, підданих сорбції, є важкі метали і СПАВ.

Осадження і збовтування. Водні об'єкти завжди містять деяка кількість зважених речовин неорганічного й органічного походження. Осадження характеризується здатністю зважених часток випадати на дно під дією сили тяжіння. Процес переходу часток з донних відкладень у зважений стан називається збовтуванням. Він відбувається під дією вертикальної складової швидкості турбулентного потоку.

Хімічні механізми самоочищення.

Фотоліз - перетворення молекул речовини під дією світла, яке поглинається ними. Окремими випадками фотолізу є фотохімічна дисоціація - розпад часток на більш прості і фотоіонізація - перетворення молекул в іони. З загальної кількості сонячної радіації порядку 1 % використовується у фотосинтезі, від 5% до 30% відбивається водною поверхнею. Основна ж частина сонячної енергії перетворюється в тепло і бере участь у фотохімічних реакціях. Найбільш діючою частиною сонячного світла є ультрафіолетове випромінювання. Ультрафіолетове випромінювання поглинається в шарі воді товщиною порядку 10 см, однак завдяки турбулентному перемішуванню може проникати й у більш глибокі шари водних об'єктів. Кількість речовини, які піддаються дії фотолізу, залежить від виду речовини і його концентрації у воді. З речовин, що надходять у водні об'єкти, відносно швидкому фотохімічному розкладанню піддаються гумусні речовини [18].

Цікаві статті з розділу

Оцінка родючості ґрунтів
З сучасних природних і природно-антропогенних процесів в області розвиваються інтенсивні лінійний розмив і площинний змив, на схилах долин та балок ґрунти середньо- і сильнозмиті трапляються зсуви. ...

Методологічні аспекти екологічного менеджменту
Менеджмент є наукою, яка динамічно розвивається з початку 20ст. Екологічний менеджмент виокремився в самостійну галузь дещо пізніше, наприкінці 20ст. Вчені, державні діячі, уряди багатьох кр ...

Екологічне дослідження забруднення повітря автотранспортом
Кому загрожує небезпека? Усім. Хіба ви не бачите, що перед вами терези, на одній шальці яких ваша могутність, а на іншій-ваша відповідальність? В. Гюго. Людина, що сміється. ...