В результате чего происходит биологическое загрязнение водных объектов
Биологические загрязнители воды
Загрязнение воды – одна из самых важных проблем, решать которую в наши дни пытаются самыми разными способами. Несмотря на применяемые меры, остается большое количество источников загрязнения. Одним из самых распространенных является биологическое загрязнение, непосредственно связанное с попаданием в воду патогенных микроорганизмов, бактерий, вирусов и простейших.
К основным источникам заражения можно отнести сточные воды. Их бактериальная загрязненность характеризуется величиной коли-титра, то есть наименьшего объема воды в миллиметрах, в котором содержится кишечная палочка. Этот вид загрязнителей чаще всего обнаруживается в бытовых и сточных водах заводов, шерстомоек и больниц.
Органические соединения и микроорганизмы могут поступать как в поверхностные, так и в подземные воды, нанося серьезный урон экосистемам. Опасность прежде всего несут возбудители инфекций и заболеваний, негативно влияющие на здоровье людей и животных. При самом неблагоприятном исходе они могут приводить к необратимым последствиям.
Какие существуют виды биологического загрязнения?
К органическим загрязнителям можно отнести вещества растительного, животного и химического происхождения. Первая категория – это остатки овощей, плодов, бумаги, вторая – продукты жизнедеятельности людей и животных, а также различные жировые и мускульные ткани. Химические загрязнители – особо опасная категория, представленная нефтепродуктами, пестицидами и различными отходами производства.
Наибольший вред воде в открытых источниках наносят нефтяные масла, так как являются чрезвычайно стойкими загрязняющими веществами и при этом способны распространяться на большое расстояние. Опаснее всего легкие фракции, которые фактически полностью прекращают газообмен между водой и атмосферой, образуя пленку. В пределах одной страны загрязнение такими веществами может быть локальным или региональным.
Опасность загрязнения биологического происхождения
Загрязнение воды бактериями и патогенными микроорганизмами может привести к возникновению очагов опасных кишечных заболеваний. Это возможно прежде всего при недостаточном качестве работы очистных систем или при их отсутствии. По этой причине основными очагами таких заболеваний считаются страны третьего мира. Опасность при этом может нести не сама питьевая вода, а организмы, обитающие в ней, и соединения, образующиеся в результате различных реакций.
В их числе сероводород – вещество, которое может нанести серьезный вред организму, если образуется вне тела человека. В таком случае он является крайне токсичным и может атаковать разные органы, в том числе печень и желудок. Иногда, чтобы пострадать от бактериального загрязнения, достаточно намочить руки или продукты, однако вещество выдает неприятный запах.
Очистка воды от биологических загрязнителей
Одним из самых распространенных способов очистки воды от микробиологического загрязнения в бытовой среде считается кипячение. Оно устраняет большинство бактерий, которые погибают при высоких температурах, однако не делает воду пригодной для питья. Также удаление биологических загрязнителей может производиться при помощи электрокоагуляции и электрофлотации в электролизерах. В рамках процедуры загрязнения поглощаются гидроокисями алюминия и железа, образующимися в процессе, после чего удаляются посредством отстаивания, флотации и фильтрования.
Определение загрязнителей в воде
Для определения загрязнителей биологического происхождения используются проверенные методы. Среди самых распространенных выделяется метод мембранной фильтрации как наиболее простой, точный и экономичный. В рамках проведения исследования взятый образец пропускают через мембранный фильтр в асептических условиях. Диаметр пор при этом не должен превышать 0,8 мкм. Если в пробе содержатся микроорганизмы и бактерии, они задержатся на фильтре. Сам фильтр помещается в чашку Петри на питательную среду.
Далее последует период инкубации при температуре около 37 градусов. В большинстве случаев для реакции достаточно 24 часов. При этом доказано, что для более точного обнаружения микроорганизмов в качестве материала фильтра лучше применять эфиры целлюлозы. Чтобы упросить подсчет колоний, на фильтры наносится сетка. При этом, в зависимости от назначения, они могут выпускаться белого или черного цвета. Первые предназначены для бактерий, вторые – для дрожжей и плесени.
Анализ воды в лаборатории «НОРТЕСТ»
Испытательный центр «НОРТЕСТ» готов провести исследования питьевой и бытовой воды на предмет наличия микроорганизмов и вредных веществ, а также определения их точной концентрации. Для проведения анализов мы используем современные методы, доказавшие свою эффективность, и новейшее оборудование, обеспечивающее высокую точность результатов. Также, при необходимости, наши специалисты проконсультируют в вопросе выбора оптимальных систем очистки, которые помогут вернуть воду к нормальным показателям.
Полезные статьи
Наука о почвах — этапы развития почвоведения
Анализ воды в Подольске
Методы определения содержания нефтепродуктов в воде
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
Под загрязнением водных объектов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них загрязняющих веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств — снижении прозрачности, изменении окраски, запахов, вкуса, увеличении содержания солей, тяжелых металлов, уменьшении растворенного в воде кислорода, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей. Различают химические, биологические, физические, радиационные и механические загрязнители.
1. Химическое – загрязнение химическими веществами, оказывающее вредное воздействие на живые организмы водной экосистемы и на человека.
2. Биологическое – привнесение в воду чуждых водной экосистеме организмов, чрезмерное размножение которых нарушает исходное равновесное состояние водной экосистемы.
3. Физическое – антропогенное воздействие, вызывающее негативные изменения физических свойств воды (тепловое, электромагнитное, звуковое, вибрационное и другие).
4. Радиационное – антропогенное воздействие ионизирующего излучения, превышающее природный уровень.
5. Механическое – засорение водного объекта и его водосбора (захламление мусором, свалки твёрдых бытовых отходов и прочие).
Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей — песка, шлама, ила и другое. Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели и качество вод, а также отрицательно влияют на условия обитания рыб и состояние экосистем. Тепловое загрязнение связано с повышением температуры воды в результате смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами, в результате чего происходит изменение газового и химического состава воды, размножение анаэробных бактерий, рост количества гидробионтов и выделение ядовитых газов — сероводорода и метана. Одновременно происходит «цветение» воды, а также ускоренное развитие микрофлоры и микрофауны, что способствует развитию других видов загрязнения.
Глобальное загрязнение – примета сегодняшнего дня. Природные и техногенные потоки химических веществ сопоставимы по масштабам; у некоторых веществ (прежде всего металлов) интенсивность антропогенного оборота многократно превышает интенсивность природного цикла.
Загрязняющие вещества поступают в окружающую среду в жидком, твёрдом, газообразном состоянии и в форме аэрозолей. Пути их поступления в водную среду разнообразны: непосредственно в водные объекты, через атмосферу с осадками и в процессе сухого выпадения, через водосборную территорию с поверхностным, внутрипочвенным и подземным водным стоком.
Кислотные осадки, образующиеся в результате попадания в атмосферу окислов азота и серы, существенно меняют поведение микроэлементов в водных объектах и на их водосборах. Активизируется процесс выноса микроэлементов из почв, происходит закисление воды в водоёмах, отрицательно влияющее на все водные экосистемы.
Биологическое загрязнение гидросферы.
Биологическое загрязнение воды отличается от химического и физического загрязнения следующим образом:
^ Биологическое загрязнение подземных вод вызывается микроорганизмами, поступающими при инфильтрации фекальных и коммунально-бытовых сточных вод из выгребных ям, канализационной сети, скотных дворов, полей фильтрации, а также при использовании береговыми водозаборами загрязненных речных вод. Из мелководных водохранилищ и прудов-охладителей с теплой водой могут проникать сине-зеленые водоросли и другая микрофлора по водоносному горизонту в водозаборные скважины, находящиеся на расстоянии десятков метров и более от берега. Эти микроорганизмы вызывают обрастания трубопроводов, резервуаров и ухудшают качество воды.
^ Органические и биологические загрязнения воды, как правило, не ионизованы, поэтому ионный обмен имеет весьма ограниченное применение при их анализе.
Биологическому загрязнению подвержены преимущественно грунтовые воды, как наиболее близко залегающие к поверхности и не имеющие водоупорной кровли.
Категории биологических загрязнений сточных вод и их значение для оценки эпидемиологической опасности сточных вод. Передача некоторых инфекций водным путем приобретает особую актуальность вследствие всевозрастающей роли водоемов в жизни людей. Увеличение микробиологического загрязнения водоемов связано с поступлением большого количества сточных вод, возрастанием водопользования, использованием их для купания и проведения спортивных мероприятий. Ряд бактериальных инфекций ( брюшной тиф, дизентерия, холера, туляремия) имеют водный путь передачи. Для вирусных инфекций ( полиомиелита) тоже доказана возможность передачи через водную среду.
Под влиянием биологических загрязнений происходит коррозия, выражающаяся в образовании отдельных питтингов и отслоений от стенок авиационных топливных баков сплава алюминия или чистого алюминия, из которых их изготавливают.
Оценка опасности биологического загрязнения подземных вод и водозаборов имеет большое значение не только для обоснования размеров зон санитарной охраны, но и для выбора метода складирования отходов и участков размещения животноводческих ферм, свалок, полей фильтрадии, полей орошения сточными вода: ми, при выяснении безопасных расстояний от источников бактериального загрязнения до водозаборов, при искусственном пополнении запасов подземных вод поверхностными и сточными водами.
Наиболее распространено химическое и биологическое загрязнения, в меньшей степени радиоактивное, механическое и тепловое.
Особо опасным считается биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней человека и животных, а также вредителями и конкурентами сельскохозяйственных растений.
Что же касается биологического загрязнения, то его источниками чаще всего являются застоявшаяся вода, материалы, пропитанные водой, выхлопы и тому подобное, а также недостаточное или плохое обслуживание оборудования, отвечающего за влажность и охлаждение воздуха.
Мерой борьбы с биологическим загрязнением может служить хлорирование воды, поступающей в систему водоводов и конденсаторы. Хлор вводится в виде жидкости, газа или хлорной извести
В напорные водоносные горизонты биологические загрязнения попадают при непосредственном сбросе сточных вод через поглощающие-скважины или при поступлении загрязненных грунтовых и сточных вод через корродированные трубы и затрубное пространство действующих или заброшенных водозаборных и разведочных скважин.
Наиболее опасные последствия вызывает биологическое загрязнение подземных вод аллохтонными микроорганизмами, вызываемое болезнетворными бактериями, кишечными вирусами, яйцами гельминтов, появление которых связано с жизнедеятельностью человека и животных. Патогенные микроорганизмы поступают в подземные воды при фильтрации фекальных и хозяйственно-бытовых сточных вод из индивидуальных систем канализации ( выгребные ямы, септики), из дефектных колодцев и сетей централизованной канализации, с участков размещения животноводческих ферм и комплексов, складирования навоза, орошения неочищенными хозяйственно-бытовыми сточными водами, с ливневыми стоками с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий.
Загрязнение воды: виды, источники и последствия
Еще в школе всех нас учили, что вода — едва ли не основной ресурс человечества, который надо беречь и к которому стоит относится с заботой и трепетом. Однако сейчас проблема загрязнения как пресной, так и морской воды — одна из серьезных экологических угроз. Загрязняет воду не только мусор, но и многие другие продукты человеческой жизнедеятельности. Выделяют несколько видов и причин загрязнения воды. Надо сказать, что они логически вытекают друг из друга. В настоящий момент в научно-популярной литературе можно встретить три типа источников загрязнения воды:
Химическое загрязнение воды
Химическое отравление воды — самая распространенная проблема современной гидросферы. Химические вещества, которые не должны попадать в воду, содержаться практически во всей воде, использованной человеком.
Такое загрязнение характеризуется изменением химического состава воды. Основной причиной такого загрязнения становятся промышленные стоки. Однако вредные элементы могут поступать и из стоков сельскохозяйственных предприятий, например, от воды, которую используют для омывания ангаров для скота. Чаще всего в стоках предприятий встречаются соединения фтора, ртути, меди и других подобных веществ. При значительном превышении ПДК этих веществ они убивают фауну водоема. Еще одним возможным последствием таких выбросов в воду является нарушение процесса фотосинтеза. Мелкие неорганические частицы скапливаются своеобразным плотным слоем на поверхности воды, мешая проникновению солнечных лучшей и солнца, что губительно сказывается на водоемах. Более того, частицы тяжелых металлов скапливаются на дне водоемов и потом течением разносятся дальше по воде.
Говоря об отходах сельского хозяйства, в воду с таких предприятий в воду поступает большое количество солей и щелочей, которые изменяют кислотную среду воды до тех состояний, при которых живые организмы уже не могут в ней существовать.
Одно из самых опасных для воды веществ — это радиоактивные частицы. Вообще, зараженная радионуклидами вода должна захораниваться в специальной емкости под землей, а не сбрасываться в воду, но в случае с несанкционированными выбросами радиоактивные частицы накапливаются на дне, проникают в почву, делая воду опасной не только для животных, но и для людей.
Распространенное и опасное химическое загрязнение воды — попадание в нее
нефтепродуктов. Разливы нефти перекрывают доступ кислорода и света также, как и тяжелые частицы, однако покрывают огромные площади. Все видели кадры, как на берег выбрасывает тела птиц и рыб, которые попали в такие нефтяные лужи и либо задыхались либо оставались обездвиженными из-за того, что оседающая на крыльях нефть не давала птицам возможности взлететь, а самостоятельно очистится от нее они не могли.
Биологическое загрязнение воды
К биологическому загрязнению относятся продукты человеческой и животной жизнедеятельности (моча, фекалии и так далее), а также бактерии и вирусы. Механизм отравления биологическими соединениями значительно отличается от химических воздействий. Попадая в воду биологические вещества образуют патогены, которые имеют накопительный эффект. Более того, они размножаются и развиваются не только в организме существа, которое пьет эту воду, но и в самой среде. Когда количество таких веществ достигает определенного критического уровня, у человека или животного наступает отравление или другие заболевания. Часто можно встретить примеры, когда, например, в походах люди пили сырую воду из рек и затем случались массовые очень тяжелые кишечные отравление — это как раз и является следствием биологического загрязнения воды. Иногда оно вызывается естественными причинами, такими, как цветение водных растений. Однако, как уже было сказано выше, зачастую это выбросы отходов пищевой и сельскохозяйственной промышленности и недостаточная очистка городских стоков.
Тепловое загрязнение воды
Еще один тип загрязнения вызывается в основном электростанциями, но также может быть вызван и стоками металлургической промышленности. Это так называемое тепловое загрязнение, или загрязнение, суть которого в изменении теплового баланса водоема. Из-за выбросов слишком теплой воды растения начинают расти нетипично и выделять токсические вещества, которые отравляют рыбу и людей, которые потребляют воду. Кроме того, часто бывали случаи отравления людей после употребления пойманной в таких водоемах рыбы, так как она содержит частицы ртути.
Механическое загрязнение
Самое явное загрязнение воды — механическое. Это попадание в водоемы мусора. Таким образом в мировом океане появляются огромные мусорные пятна, состоящие из пластиковых пакетов, бутылок и других отходов, которые попадают в воду либо со стоками, либо в результате природных катаклизмов. Еще один подвид такого загрязнения — сброс в воду щебня, гравия, отработанных слоев почвы и так далее. Это тоже нарушает природный баланс и, в первую очередь, убивает морских обитателей, не говоря уже о том, что делает воду непригодной для питья.
Решением всех этих проблем может стать бережное отношение к водным ресурсам и качественная фильтрация выбросов, однако из-за недостаточно ответственного подхода предприятий и относительно мягким экологическим законодательством в России еще не все предприятия оборудованы высококлассными фильтрами, что и приводит к экологическим катастрофам, пусть пока и не всероссийского масштаба.
Как предотвратить загрязнение водоемов?
Источники, последствия и пути решения проблемы загрязнения водоемов
Независимо от того, что понимают под загрязнением водоемов, полностью исключить сплошное загрязнение водоемов невозможно. Необходимо принять меры для предотвращения этого процесса. В сфере охраны водных ресурсов чрезвычайно важным аспектом является разработка планов, которые охватывают все вопросы процессов очистки сточных вод (требования пользователей, выбор лучшего метода и технологии очистки). Обязательны долгосрочные способы использования водных ресурсов стран с учетом экономических потребностей.
Основные источники загрязнения водоемов
Основные источники загрязнения водоемов:
Химический состав воды определяется: природным фактором (разложение веществ, содержащихся в почве и горных породах, развитие и гибель водных организмов), антропогенный. Наиболее частым антропогенным загрязнителями поверхностных вод являются:
Загрязнение очень вредно для поверхностных вод, для которых характерен небольшой сток и стоячие воды. Большой недостаток антропогенных загрязнителей заключается в том, что они токсичны для многих водных организмов. Преломляющие соединения – это стойкие загрязнители в водной среде. Они с большим трудом подвергаются химическим и биохимическим процессам. Наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в воду со сточными водами.
Другие важные источники загрязнения включают:
Основные причины загрязнения водоемов антропогенного характера. Отходы жизнедеятельности и промышленности попадают в водоемы вместе со сточными водами, осадками и т.п. В них попадают биогенные элементы, в том числе и с содержанием азота и фосфора. Впоследствии качество воды ухудшается. Такое явление называется эвтрофикацией.
Способы предотвращения загрязнения воды
Чтобы остановить эвтрофикацию озер, необходимо:
Подземные воды, как резервуары со слабозагрязненной водой, нуждаются в исключительной защите. В них нельзя вводить сточные воды, даже обработанные, чтобы поддерживать их в хорошем состоянии. Например, свалки, мусорные полигоны, в особенности те, где хранятся опасные отходы, должны быть правильно расположены и грамотно эксплуатироваться, чтобы токсичные вещества не попадали в грунтовые воды.
Защита больших водоемов (морей и океанов)
Чрезвычайно важно поддерживать биологический баланс морских экосистем. Большие водоемы, поверхность которых в 3 раза превышает площадь поверхности суши, подвержены риску загрязнения из атмосферы, сточных вод, рек, морских катастроф (танкеры, нефтяные вышки). Некоторые токсичные вещества могут передаваться с живыми организмами. Поддержание чистоты крупных водоемов (морей и океанов) имеет глобальное значение.
Подписаны многочисленные конвенции и соглашения, чтобы гарантировать чистоту морей и океанов, а именно:
Во всем мире заключаются международные соглашения об охране определенных видов рыб и ограничении уловов. Установлены квоты на вылов. Это позволяет контролировать и сохранять биологическое разнообразие, своевременно выявлять угрозы и эффективно их устранять.
Методы очистки сточных вод
Сточные воды, сбрасываемые в реки, подлежат очистке. Есть четыре стадии очистки:
Охрана водоемов от загрязнения
Самый эффективный способ защитить поверхностные воды от загрязнения – использовать очистные сооружения для очистки сточных вод. Максимальный уровень загрязнения сточных вод, сбрасываемых в землю и воду после очистки, определяется международными и национальными законами. Их требованиям нужно следовать. Многие промышленные предприятия сбрасывают сточные воды, не соблюдая требования. В таких случаях, если инспекция выявляет нарушения, налагаются денежные штрафы.
Состояние воды можно значительно улучшить, используя более совершенные и современные технологии, снижающие количество загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах (это так называемые малоотходные и безотходные технологии). Желательно также сократить использование пестицидов и заменить их менее вредными, токсичными и более легко разлагаемыми. На плохое состояние воды также влияют: процессы производства биоразлагаемых поверхностно-активных веществ и сброс нагретой воды в водоемы.
Загрязнение можно предотвратить путем надлежащего размещения и использования отходов. Это снижает негативное влияние, предупреждает негативные последствия загрязнения водоемов.