Животные клетки

Природный водоем представляет собой биологически сбалансированную экологическую cистему настроенную на самоочищение и самовосстановление. Это естественное состояние биологического баланса может быть нарушено как в результате естественного старения водоема, накапливания в водоеме естественной органики: листвы, веток, экскрементов рыб и водоплавающих птиц, отмерших водных растений,, так и в результате интенсивного загрязнения водоема органическими веществами и питательными (биогенными) элементами: мусор, ливневые сточные воды, нанос с полей и дорог, плохо очищенные сточные воды, канализация, удобрения в изобилии доставляют в водоем органику. Попав в водоем, органические вещества частично растворяются в воде, частично опускаются на дно водоема, где из них формируется органическая биомасса донного ила, подвергающаяся непрерывному разложению гнилостными бактериями и грибками. При разложении, органические вещества интенсивно забирают из воды растворенный кислород, выделяя в воду продукты распада - питательные (биогенные) элементы азота, фосфора. Избыток в водоеме органических веществ и питательных элементов приводит сначала к нарушению биологического равновесия и подавлению биологического самоочищения водоема а затем к изменению типа экосистемы пруда или озера на эвтрофный - т.е. к заболачиванию. Признаками интенсивного загрязнения являются высокий уровень донного осадка, высокая мутность воды особенно в теплый период, пленка на поверхности водного зеркала, неприятный запах, активное газообразование, периодические заморы, неконтролируемое размножение фитопланктона: сине-зеленые водоросли, тина, ряска. Вспышки размножения cине-зеленых водорослей ("цветение" водоема) чередуются с заморами, т.к. разложение биомассы отмирающих сине-зеленых водорослей забирает из воды жизненно необходимый кислород и вырабатывает питательные элементы для нового массового "цветения". 
 
Загрязнение водоема в первую очередь отрицательно воздействует на ключевой элемент биологического равновесия и самоочищения водоема - состав полезной микрофлоры водоема (биоценоз). Число полезных микроорганизмов в 1 мл. загрязненной воды резко сокращается, обедняется и изменяется их видовой состав, в то же время в грязной воде активно развиваются потенциально опасные микроорганизмы функционирующие при +30-37 С, таким образом загрязнением подавляются микробное самоочищение и самообеззараживание водоема. Водоемы с нарушенным микробиологическим самоочищением быстрее перенасыщаются неокисленной органикой и биогенными элементами, что необратимо приводит к эвтрофикации (заболачиванию) водоема - изменению типа водной экосистемы пруда или озера на болотный. Для спасения, восстановления иочистки водоема необходима интенсивная очистка воды и донных отложений от гниющей органики и биогенных элементов, восстановление кислородного режима и механизмов биологического самоочищения водоема. Борьба с загрязнением водоема сине-зелеными водорослями, тиной, ряской также не рассматривается отдельно от очистки водоема от органического и биогенного загрязнения, восстановления биологического баланса и самоочищения.

Очистка прудов водоемов

 
Во все времена  особым шиком считалось иметь в усадьбе собственный пруд. Желательно, такой, в котором лилии цветут и гнездятся лебеди, а не безжизненную зловонную лужу. Создать искусственный водоём несложно, труднее поддерживать в нём биологическое равновесие. С точки зрения биологии "грязным" является пруд с разбалансированной экосистемой. О потере биологического равновесия свидетельствует мутная, дурно пахнущая вода, маслянистая пленка на поверхности, повышенное газообразование, чрезмерное размножение одного вида водорослей, массовая гибель рыбы. Если присутствует хоть один из этих симптомов – необходима срочная очистка. 
 
Известно четыре основных способа очистки прудов, водоёмов: механический, химический, биологический и с помощью ультрафиолетового излучения. Они не взаимозаменяемы, так как имеют различные мишени. Механический способ избавляет от мусора органического и неорганического происхождения. Химический запускает в воде необходимые биохимические процессы. Биологическая очистка прудов, водоёмов приводит в норму содержание веществ биогенного происхождения. И, наконец, ультрафиолетовое излучение убивает вредные бактерии и одноклеточные водоросли. 
 
Механическая очистка - самый простой и дешевый способ, который позволяет избавиться от скопившегося в воде мусора, а также чересчур расплодившихся водорослей и водных растений. Очистка прудов, водоёмов этим способом производится с помощью механических фильтров, которыми служат песок, гравий или специальные гранулы. Когда фильтр засоряется и начинает хуже пропускать воду, его необходимо прочистить. 
 
Фильтрующий материал либо утилизируют и засыпают новый, либо просто промывают и используют вторично. Кроме того, для механической очистки прудов, водоёмов используются специальные машины - "подводный пылесос" и Skimmer – нечто вроде сачка с насосом. 
 
Химическая очистка водоёмов способна связывать вредные соединения металлов и аммиак, восстанавливать нормальный уровень pH, насыщать воду кислородом, растворять нитевидные водоросли. Большинство химических реагентов безвредны для рыб и человека и разлагаются на углекислый газ и воду, но препараты в больших количествах могут быть опасны. Поэтому при очистке прудов, водоёмов всегда необходимо строго соблюдать дозировку химических реагентов. 
 
Под биологической очисткой прудов, водоёмов подразумевается биохимическое разложение лишней органики до углекислоты, метана и сероводорода. Она осуществляется в специальных фильтрах аэробными и анаэробными бактериями. Ещё один вариант биологической очистки водоёмов - строительство неподалёку так называемого припрудка. Его заселяют ракообразным зоопланктоном, который является природным фильтратором воды. Уровень воды в припрудке немного выше, чем в основном водоёме. Вода подается в него с помощью насоса, очищается и вновь попадает в пруд. 
 
И, наконец, очистка прудов, водоёмов при помощи ультрафиолетового излучения, которое воздействует на ДНК микроводорослей, вирусов и бактерий, не позволяя им размножаться. Ультрафиолетовый фильтр, по сути, является лампой, работающей на длине волны от 180 до 300 нм, в водонепроницаемом корпусе. Эта конструкция дополняется специальным механизмом, который не позволяет лампе зарастать водорослями. 
 
С вопросом, как часто должна производиться очистка прудов, водоёмов, лучше обратиться к специалистам, которые помогут подобрать оборудование с учётом индивидуальных особенностей пруда. К ним относятся такие факторы, как профиль дна, размеры и глубина пруда, нагрузка на воду (рыба, растительность). Непроточные пруды нужно чистить чаще, чем проточные. Большое значение имеет и степень освещенности пруда и его объём: чем меньше водоём, тем сложнее в нём создать замкнутую экосистему, и тем чаще он нуждается в очистке. Ухаживать за прудом порой непросто, но наградой будет наслаждение от общения с ним – красивым и чистым.  

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРУДЫ

Биологические пруды. Для доочистки производственных сточных вод после сооружений биологической очистки применяются биологические пруды (биологический способ доочистки). В биологических прудах достигаются дальнейшее уменьшение содержания взвешенных веществ и биогенных элементов, полное насыщение кислородом выходящего стока и снижение его токсичности.

Биологические пруды представляют собой искусственно созданные водоемы для биологической  очистки сточных вод, основанной на процессах, которые происходят при  самоочищении водоемов.

При отсутствии хорошо фильтрующих почв для устройства полей фильтрации или полей орошения пруды могут быть использованы как  самостоятельные сооружения для  очистки сточных вод, а также  для их доочистки в сочетании  с другими очистными сооружениями. 

Биологические пруды применяют для очистки  и глубокой очистки городских, производственных и поверхностных сточных вод. 

 Биологические  пруды размещают на нефильтрующих  или слабо фильтрующих грунтах  или предусматривают противофильтрационные  мероприятия, с подветренной по отношению к жилью  в летнее время направлению с направлением движения воды в перпендикулярном этому направлению направлении.

В биологических  прудах, в отличие от природных  водоемов, процессами самоочищения можно  управлять. Их предусматривают на необходимую продолжительность пребывания воды, с естественной или искусственной аэрацией. Масса микроорганизмов в единице объема прудовой воды обычно выше, чем в воде открытого водоема, вследствие чего скорость процесса биологической доочистки в пруде может быть большей, чем в водоемах. При наличии отработанной теплой воды можно в известной степени управлять и температурой воды в биологических прудах. Сочетание биологических прудов с сооружениями биологической очистки позволяет обеспечить высокое качество очистки сточной жидкости независимо от сезона года, даже зимой.

Опыт использования  биологических прудов показывает, что  при продолжительности пребывания в них воды 7—8 суток в зимний сезон температура воды снижается  с 20—22° С (на входе в пруд) до 4—7° С (на выходе из пруда).

В теплый период года возможно цветение воды.

Биологические пруды доочистки рекомендуется  проектировать прямоугольной формы, секционные, по четыре секции, что дает возможность их периодически очищать. Располагать пруды необходимо таким образом, чтобы направление движения воды было перпендикулярно господствующему направлению ветра. 

Заключение

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения  и их рационального использования  для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываение сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение  малоотходных и безотходных технологических  процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить  загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных  вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.

В ближайшей  перспективе намечается внедрение  мембранных методов для очистки  сточных вод.

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %): охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов. Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта.

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Евилович А.З. "Утилизация осадков сточных вод" М: Стройиздат, 1989г

Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. "Контроль качества воды"

М: Стройиздат, 1986г

Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. "Химия воды и микробиология" М: Стройиздат, 1983г

Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. М: Стройиздат, 1977г

Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков  Под редакцией В.Н. Соколова М: Стройиздат, 1992г

Туровский И.С. "Обработка осадков сточных  вод" М: Стройиздат, 1984г

 Заключение 

Защита водных ресурсов от истощения и  загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются  мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых  технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные)  циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываение сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь.

В химической промышленности намечено более широкое внедрение  малоотходных и безотходных технологических  процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод.

Значительно уменьшить  загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных  вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными  являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения.

Существенное  влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.