Микроорганизмы и самоочищения вод

Микроорганизмы участвуют в круговороте важнейших биогенных элементов - углерода, азота, серы, фосфора, окислении сероводорода до серы или сульфатов, восстановлении сульфатов до серы и окислении железа.

Особенностью водных экосистем является их способность к самоочищению и установлению биологического равновесия.

Самоочищение вод -это совокупность природных процессов, направленных на восстановление экологического благополучия водного объекта. Самоочищение происходит за счет совокупного действия физических, химических и биологических факторов.

К физическим факторам самоочищения относятся интенсивное течение рек, обеспечивающее хорошее перемешивание и уменьшение содержания вредных веществ и ультрафиолетовое излучение солнца, под влиянием которого происходит обеззараживание воды.

К химическим факторам самоочищения следует отнести окисление органических и неорганических веществ, гидролиз и окислительно-восстановительные процессы.

Решающую роль в самоочищении водоемов играют биологические факторы. Зоопланктон в процессе самоочищения снабжает биомассу фитопланктона; одновременно продукты жизнедеятельности зоопланктона стимулируют процесс фотосинтеза и прирост биомассы фитопланктона. Таким образом, зоопланктон регулирует количество фитопланктона в водоеме. Чем быстрее регенерируются биогенные вещества, содержащиеся в бактериях за счет жизнедеятельности зоопланктона, тем интенсивнее идет процесс самоочищения. В процессе самоочищения важную роль играет высшая водная растительность. Водные растения улучшают санитарное состояние водоема, являясь потребителями неорганических форм биогенных элементов. Но при массовом их развитии происходит засорение водоема и в период отмирания наблюдается самозагрязнение водоема растительными остатками (цветение воды).

Большую роль в разложении органических веществ выполняют микроорганизмы. Водоросли продуцируют кислород и создают благоприятные условия для микроорганизмов, окисляющих органические вещества. Простейшие способствуют удалению тонкой взвеси и коллоидных примесей, а также уничтожают бактерии. Микроорганизмы способны аккумулировать пестициды, тяжелые металлы, радиоактивные изотопы.

Биологические факторы самоочищения в значительной мере зависят от проточности водоема. В водоемах с проточной водой самоочищение протекает интенсивнее, что обусловлено лучшей аэрацией воды и большей скоростью окисления органических веществ.

Донные отложения водоемов также подвергаются биохимическому распаду. Донный ил является сорбентом органических веществ; на его поверхности протекают биохимические процессы. Выделяют три группы биоценоза дна - накопители органических веществ, минерализаторы и захоронители. В малозагрязненных водоемах доминируют минерализаторы (до 90 %). В каналах, облицованных бетоном, развиваются гидробионты-накопители.

Интенсивность процессов самоочищения в значительной мере зависит от температуры.

Нефтяное загрязнение ведет к гибели примерно 50 % молодых организмов. Нефть погубила бы океан, если бы не было нефтеокисляющих бактерий (планктона, способных усваивать растворенную нефть и окислять нефтепродукты до нетоксичных соединений (в конечном итоге до СО₂и Н₂О).

В результате в водоеме оказываются значительно менее вредные соединения. Однако эти процессы идут очень медленно и лишь при определенных условиях достаточной концентрации кислорода и температуре воды не ниже 5-10 С.