Беременность и дети

Нужно ли очищать воду.

Пруд, правильно созданный, озеро или бассейн требуют постоянного ухода. Поэтому очистка водоема - искусственного или же естественного - первоочередная задача, которую требуется выполнять регулярно, иначе не избежать проблем. Но данные процедуры являются традиционно еще и одним из самых сложных элементов обустройства водных массивов. Нужно, чтобы запланированная очистка водоема производилась как можно более тщательно, желательно под руководством соответствующих специалистов. Но если вы уже собрались произвести данную процедуру своими руками, самостоятельно, то необходимо поподробнее изучить тему решаемого вопроса.

Основные способы очистки водоемов

Человечество на данный момент придумало 4-е основных способа, каждый из которых имеет свое полное право на существование. Биологический, механический, химией и с помощью лучей ультрафиолета - каждый оказывает определенный спектр влияния на засоренность водного пространства и окружающих берегов.

Каждый способ актуален

К примеру, механика помогает эффективно избавиться от технического и произведенного людьми мусора, имеющего неорганический характер (ведь не секрет, что некоторые материалы искусственного происхождения будут разлагаются в природе сотни, а то и тысячи лет)! А механическая приборка помогает от них поскорее избавляться. Биологический метод приводит к нормальным показателям содержание в среде Химчистка избавляет от вредоносной для всего живого в водоеме химии. А ультрафиолет ударяет по бактериям и водорослям, уничтожая их. Остановимся на каждом из методов поподробнее.

Механический

На данный момент - самый дешевый и часто используемый способ. Очистка водоема производится при помощи механических фильтров, которые позволяют избавляться от множественности водяных растений и водорослей, мусора, попавшего в среду. Вода проходит через соответствующий контейнер. Он наполнен пористыми материалами (это могут быть: кварцевый песок, гранулы или естественный гравий мелких фракций - чем мельче, тем более микроскопические частицы задерживаются). Все лишнее оседает на фильтрах, а жидкость вливается обратно в водоем. Загрязненная вода в фильтр закачивается при помощи соответствующего насоса (бывают различных мощностей, нужно подбирать в зависимости от размеров очищаемого водоема).

Иногда само устройство для и вода вытекает обратно в пруд все медленнее. В таких случаях требуется в контейнер поместить свежий предварительно удалив израсходованный и загрязненный (его лучше всего утилизировать, хотя некоторые пользователи в плане экономии предпочитают промывать и снова заправлять).

Самым простым устройством механической очистки, к примеру, бассейна или небольшого пруда может послужить широкий сачок с длинной ручкой, которым весьма удобно вылавливать мусор и листву.

А некоторые для очистки в водоемах с бетонированным или выложенным камнем применяют специальный вакуумный пылесос, хорошо помогающий от загрязнения илом.

Биологический метод

Биологическая очистка водоема зиждется на быстром разложении органики в жидкостной среде при помощи аэробных/анаэробных микроорганизмов (размещенных в спецустройствах). Биологический фильтр - пористое вещество, в которое искусственным образом заселяются бактерии, питающиеся органикой. При прохождении жидкости через фильтр эта органика уничтожается микроорганизмами, а вода очищается на биологическом уровне.

Хорошим вариантом биофильтрации будет организация рядом с основным зарыбленным - небольшого прудка для разведения ракообразного зоопланктона, который также является естественным биофильтром. А уровень малого водоема должен быть немного выше, чем у основного. Загрязненная вода из большого пруда при помощи насоса подается в малый, где обитает биопланктон, а очищенная свободно стекает обратно в основной резервуар, совершая своеобразный круговорот. Такая биологическая технология очистки водоемов применяется в Китае и в Европе уже традиционно. Перенимается опыт и отечественными строителями прудов.

Химический

Дополнительные средства очистки водоемов - химические. Но ими в последнее время ученые не рекомендуют слишком уж увлекаться. Все они предназначены для того, чтобы нормализовать кислотно-щелочной уровень жидкости, связать вредный аммиак, металлические соединения, убить водоросли, насытить среду кислородом. Все это хорошо, но вместе с ненужными можно удалить из пруда и полезные растения, и есть шанс причинить рыбе ненужные неприятности, вплоть до ее гибели. Наверное, поэтому при обращении с данными химическими очистителями рекомендуют строжайше соблюдать меры предосторожности и дозировку, указанную производителем, ибо один неверный шаг, и вы погубите все живое вокруг (да и себе можете нанести большой вред). В качестве оправдания таких способов можно признать, что некоторые высокотехнологичные химикаты, производимые нынче, способны разлагаться на воду и газ (углекислый), то есть являются теоретически безвредными. Но все же - лучше по возможности химии избегнуть, если есть другие варианты.

УФ-фильтр

Еще один способ очистки водоемов. (волна 180-300 нм) смертельно воздействует на вирусы, микроводоросли, бактерии, убивая их. Производится в виде лампы, размещенной в корпусе, которая опускается в сам водоем. Ее рекомендуется менять раз в сезон, для поддержания интенсивности лучей.

Пить воду это необходимость каждого человека, без воды вы не будете чувствовать всей энергии, которая содержится именно в чистой воде. По последним данным американских ученых из Гарварда, они проводили эксперимент, то из всех употребляемых человеком напитков, только чистая вода дает столько минералов и витаминов человеку, что никакой другой напиток с чистой водой сравнится не может.

Как очистить воду для питья?

Есть сайты, которые продают качественное оборудование для очистки воды и доставляют очищенную воду, можно посмотреть .

Существует несколько способов очистить воду из-под крана, рассмотрим самые популярные.

Кипячение воды.

Бытует мнение, что кипяченая вода полностью очищает воду, но это не так, это большая ошибка полагать что кипячение делает воду полностью чистой. Да, и это факт, в процессе кипячения, уничтожаются микробы и бактерии, но далеко не все, чтобы добиться полного уничтожения бактерий и микробов в воде, воду нужно кипятить не менее 10 минут, но и это невыход. Вирус гепатита А, погибает только через пол часа кипячения, теперь представьте, что происходит с самой водой. Большинство полезных минералов, солей, полностью испаряются, вода становится обычной жидкостью, которая не приносит человеку никакой пользы. Такая вода на вкус не очень приятная, попробуйте остудите кипяченную воду и выпейте, она полностью безвкусная. Такая вода называется мертвой, в ней не осталось ни чего полезного, что нужно человеку.

Отстаивание воды.

Существует мнение, что воду нужно отстаивать, это как ни странно очень ошибочно. Да, со временем хлор из воды улетучивается, но происходит и другой процесс который человек не замечает. Вода начинает зацветать, вы даже можете этого и не видеть, но это происходит. Зацветает вода из-за находящихся в ней бактерий, такую воду пить небезопасно и для здоровья она не приносит ни каких плюсов.

Вымораживание воды.

Вы, наверное, еще не знаете, но сейчас я для вас открою небольшой секрет. Первой замерзает именно чистая вода, грязная и содержащая хлор позднее. Как это проверить. Наберите в емкость воды, поставьте ее в морозилку, но обязательно подложите дощечку под низ емкости. Дождитесь того момента, когда вода замерзнет не полностью, а именно наполовину, в этом куске льда и есть самая чистая вода. После растопите ее обычным способом оставив в комнатной температуре и пейте. Будьте уверены, вы пьете чистую воду.

Очищение воды применяя активированный уголь.

Что для этого потребуется, на один стакан воды, вам нужна всего одна таблетка активированного угля. Отстаивать воду на активированном угле нужно не более 15 минут. Что происходит в процессе. Уголь уничтожает некоторые вредные вещества, такие как хлор, но полностью очистить воду активированный уголь не может, он не уничтожает бактерии. После очищения таким способом, кипятить воду категорически запрещается, так как оставшиеся элементы от угля при кипячении, превращаются в диоксиды, они при кипячении становятся токсичны и для человека это вредно.

Домашний фильтр для воды.

Способ более затратный и, не исключающий подделки. Если вы пользуетесь фильтрами, то главное условие чаще менять их. Грязь, накапливающаяся внутри фильтрующих слоёв, со временем вымывается, и пить такую очищенную воду становится ещё более опасно. Кроме этого в большинстве современных фильтров используется активный уголь, который, как показали исследования, в сочетании с хлором при кипячении крайне опасен. Как вариант можно использовать фильтры из шунгита, либо очищать воду самостоятельно.

Очищение с помощью шунгита.

Шунгит это минерал, разновидность углерода. Обладает отличными очищающими и лечебными свойствами. Вода, настоянная на шунгите чистая и полезная. Способ очистки: отфильтрованную воду наливают в ёмкость, помещают в неё изделие из шунгита в следующей пропорции: 100 грамм минерала на 1 литр воды. Очищается такая вода уже через полчаса, а приобретает лечебные свойства через 2 3 дня. Чем меньше кусочек минерала, тем быстрее происходит очищение, шунгитовая крошка очищает воду уже за 10 минут. Такую воду можно использовать для общего оздоровления организма. Лечение стоит проводить, проконсультировавшись с врачом, знакомым с действием минерала.

Очищение с помощью серебра.

Известно, что серебро обладает очищающими и обеззараживающими свойствами, но нужно быть осторожными с дозировкой, серебро также является токсичным и тяжёлым металлом и продолжительное нахождение серебра в воде может быть опасно для здоровья, так же, как и помещение в воду слишком больших серебряных предметов.

Подведем итоги!

Самая полезная вода — это вода, очищенная самой природой. Это вода из подземных источников. Вода, которая течет естественным путем так, как она хочет течь: вращаясь по часовой стрелке в Северном полушарии или против часовой в Южном. Вращаясь, поток воды приобретает дополнительный заряженный электрон. Направление же воды по трубам под напором лишает воду этого электрона и делает ее неполноценной, неструктурированной или попросту мертвой.

Данила Руцкой, для сайта Патриотикус.

30.07.13 Источник: Журнал "Идеи вашего дома"

Очищать или не очищать?

Для жителей города или крупного поселка основным источником питьевой воды является водопровод, а там, где он отсутствует, скважина или колодец.

Давайте коротко рассмотрим каждый из этих вариантов.

Водопроводная вода . Предвидя возражения читателей, проживающих в крупных городах, где местный "ВОДОКАНАЛ" чистит воду и регулярно делает ее анализ, не станем спорить. Действительно, местный "ВОДОКАНАЛ" воду очищает. Осветляет (отстаивает и коагулирует), фильтрует, обеззараживает и... закачивает в трубу. Как правило, получившаяся в результате вода соответствует требованиям СанПиНа. Да вот беда, открывая на кухне кран за десятки километров от станции водоочистки, мы получаем продукт совсем иного качества. Почему это происходит?

Начнем с обеззараживания. Оно проводится в обязательном порядке и в основном с помощью хлора. Крупные города, как правило, питает вода из поверхностных источников (артезианскую в больших количествах получить труднее), и обеззараживать ее при современном состоянии экологии нужно обязательно. Не страдают большой стерильностью и наши водопроводы. Это тоже нужно учитывать. Словом, неудивительно, что на выходе из трубы вода пахнет хлором. Но мало того, что пахнет. Вступая в реакцию с органикой, хлор образует так называемые хлорорганические вещества, воздействие которых на организм отнюдь не полезно. По данным американских исследователей, "вклад" хлорпроизводных соединений в увеличение количества онкологических заболеваний составляет 5-15%.

Но и это еще не все. В поступающей из крана воде довольно много взвесей, в основном песка и ржавчины, что связано с большой протяженностью водопроводных систем и общим их состоянием. Многие проложены давно, и со временем их состояние лучше не становится. И чем хуже их состояние, тем больше вероятность того, что внутрь труб могут попадать токсичные загрязнения антропогенного характера, высокомолекулярные органические вещества, гербициды, пестициды, нитраты, ионы тяжелых металлов и т. п. А проникнуть туда они могут при первом же, очередном или внеочередном, ремонте. В этот период вода, вытекавшая из водопровода через дыры и под давлением насыщавшая окружающее затрубное пространство, начинает просачиваться обратно, неся с собой все, что в ней растворилось!

Колодезная или взятая неглубоко под землей - это вода поверхностная, и проблемы с ней аналогичны вышеописанным проблемам с водой, забираемой из поверхностных источников для нужд централизованного водоснабжения. Повышенной жесткостью она, как правило, не страдает, а вот органолептические показатели (мутность, цветность, содержание органики и т. д.) у нее могут оказаться выше любых допустимых показателей. Почему? Во-первых, существуют сезонные колебания состава воды, подчас весьма существенные. Во-вторых, вы не знаете, что творится на соседних участках, как расположенных от вас всего в сотне метров, так и за 1- 2 километра. Вы также не можете знать наверняка, каким путем течет под землей вода, питающая ваш колодец (скважину). Скажете: ну и что из того? А вот ваш дальний сосед завез на свой участок машину навоза, компоненты которого хочешь не хочешь, но обязательно инфильтруются в грунт. Или на поле через дорогу вносили в почву удобрения... Защиты от таких неожиданностей практически никакой. Регулярно делать анализ воды? Это дорого и бесполезно. То есть колодец - это своего рода рулетка - никогда не знаешь, что будет с составом воды в нем завтра.

С глубокими скважинами проблем меньше. Органики и микробиологии там, как правило, нет, зато содержится много железа (иногда и марганца) и отмечается высокая жесткость воды. Как правило, чем глубже скважина, тем больше этих примесей, но, с другой стороны, стабильнее состав проб. В этом случае хозяину загородного дома приходится устраивать в доме небольшую станцию водоподготовки, призванную бороться с примесями и загрязнениями.

Бурение глубокой скважины, конечно, обойдется дороже, чем строительство колодца. Устройство станции водоподготовки тоже выльется в кругленькую сумму (станции с автоматическим управлением дороже, с ручным - дешевле, но и хлопот с ними больше), зато проблема примесей и "нерадивых соседей" будет снята.

Как выбрать фильтр?

В инструкции по применению любого бытового фильтра есть фраза: "Не использовать с водой неизвестного качества!" - на которую, впрочем, мало кто обращает внимание. А зря. Фраза эта емкая и означает она прежде всего то, что универсальных фильтров пока еще не изобрели. Каждый из них рассчитан на определенные виды загрязнений и использует определенные способы водоочистки. Кроме того, разные конструкции обеспечивают разную производительность. Значит, и выбирать фильтр надо по конкретным критериям.

Критерий первый - это химический анализ, который будет давать количественную оценку степени загрязненности вашей воды. Возможен сокращенный анализ по 10-12 показателям (ориентировочная стоимость - 900-1200 руб.) или расширенный - по 15-40 показателям (1800-4000 руб.). Все зависит от желаний и финансовых возможностей человека (о порядке отбора проб и о том, где можно сделать подобный анализ, читайте статью "Чистая вода для коттеджа"). Но во всех случаях вы получите на руки документ, который сможете показать специалистам фирмы, занимающейся реализацией фильтров. А уж, вооружившись знаниями, почерпнутыми из этой статьи, вы и сами сумеете оценить результаты анализа вашей воды.

Критерий второй . Какое количество воды вы хотите получить и какого качества? Расчет количества питьевой воды на семью очень прост. В среднем человек потребляет в сутки 2,5- 3 л. Эту цифру нужно умножить на число членов семьи. Но лучше, если ваш будущий фильтр будет выдавать в сутки не рассчитанное вами количество воды, а с двух- или трехкратным запасом. Ведь потребность в этом важнейшем продукте всегда неравномерна. А вдруг еще и родные приедут? С качеством дело обстоит несколько сложнее. Если вы желаете просто доочистить воду, снизив содержание в ней одного или двух компонентов, это вопрос один. Если же хотите получить воду с максимальной степенью очистки - другой. Ну, а если вам нужна вода вообще без каких-либо примесей - это вопрос третий. Для того чтобы обосновать свой выбор, попробуйте хотя бы немного разобраться в методах очистки, используемых в бытовых фильтрах. Это могут быть как устоявшиеся, классические методы, так и новые, более современные.

К классическим методам относятся:

Механическая фильтрация. В зависимости от размеров отверстий (пор) в фильтрующем элементе эти устройства условно разделяют на фильтры грубой (не пропускают нерастворимые частицы песка или ржавчины крупностью от 5 до 500 мкм), тонкой (задерживают частицы от 0,5 до 5 мкм) и ультратонкой очистки (задерживают частицы менее 0,5 мкм и даже бактерии).

Сорбция (поглощение). В качестве сорбента (поглотителя) в большинстве выпускаемых фильтров используется активированный уголь. Этот метод позволяет частично очистить воду от растворенной органики, свободного хлора и в то же время сохранить в ней полезные вещества.

Ионный обмен происходит с участием ионообменных материалов. В процессе очистки из воды эффективно удаляются ионы тяжелых металлов, соли жесткости и т. д.

Окисление. Примеси окисляются используемыми в технологии разного рода веществами и принимают такие формы, которые легко отфильтровать из воды. С помощью этого способа удаляются, например, железо и марганец.

К сравнительно новым методам следует отнести два:

Фильтрация через мембраны - полупроницаемые полипропиленовые, тонкопленочные ацетатцеллюлозные и пр. К этому методу относится прежде всего так называемый обратный осмос, при котором фильтрующая мембрана задерживает практически все вещества, кроме молекул воды. Это, можно сказать, универсальный способ очистки.

Электрохимический метод очистки - это еще один, и довольно перспективный, способ обработки воды. При нем она проходит через емкость специальной конструкции, в которой под действием электролиза происходят сложные окислительно-восстановительные реакции. При этом могут уничтожаться вирусы, бактерии, микроорганизмы, разрушаются органические и другие вредные вещества.

Стоит предупредить - мнения специалистов о целесообразности применения тех или иных способов очистки воды разделились. Появились рьяные сторонники обратного осмоса, которые относят иные методы к атавизмам. Но остаются и сторонники "классики", считающие способ мембранной очистки роскошью, не нужной в условиях централизованного водоснабжения. К спору подключились и компании, торгующие водоочистным оборудованием. Одни предлагают только обратноосмотические установки , другие - исключительно классические картриджные фильтры . Впрочем, всегда находится третья сила, в споре не участвующая, а спокойно торгующая и тем и другим.

Еще один вопрос, который придется решать, - нужен вам или нет процесс обеззараживания. Если нужен, тогда с помощью чего он будет проводиться. Обычно для этого используются специальные ультрафиолетовые лампы.

Зачем во всем этом разбираться? Дело в том, что при выборе фильтра вам придется балансировать сразу двумя критериями, одновременно соизмеряя их с собственными финансовыми возможностями. Понятно, что такая задача чрезвычайно непроста.

Какой должна быть питьевая вода?

Радиологические показатели . Определяется этот показатель дозиметрическими приборами. Общая α-радиоактивность воды не должна превышать 0,1 Бк, а β-радиоактивность - 1 Бк на 1 л воды.

Химические показатели . Водородный показатель рН - это, проще говоря, показатель кислотности. В соответствии с ним вода может быть нейтральной (рН = 7), щелочной (рН > 7) или кислотной (рН < 7). Измеряется с помощью специальных приборов - рН-метров или индикаторов. рН питьевой воды должен находиться в интервале 6-9.

Общая минерализация определяется по массе сухого остатка, получаемого путем выпаривания установленного объема воды. Этот показатель должен быть не более 1000 мг/л.

Жесткость воды подразделяют на временную и постоянную. Временную жесткость вызывает содержание в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые оседают при кипячении в виде накипи. Постоянная жесткость обусловлена наличием таких солей кальция и магния, как нитраты, сульфаты и т. д. Она не вредна для человека и является основным источником получения организмом кальция и магния. При анализе воды определяют общую, суммарную жесткость в милиграмм - эквивалентах на литр (мг - экв/л). Для питьевой воды она не должна превышать значение 7 (но не менее 1,5).

3 - стационарные фильтры выгодно отличаются от других устройств удобством, ресурсом сменных элементов, скоростью фильтрации и качеством очистки воды. В свою очередь, их можно условно разделить на две подгруппы:

Если в фильтрах первой группы очистка происходит при естественном просачивании воды через фильтрующий элемент - картридж, то в устройствах второй и третьей групп, для того чтобы "протолкнуть" воду через фильтрующие элементы, необходимо давление, и порой весьма значительное.

Более конкретно о различных типах фильтров поговорим в следующей нашей статье.

Юрова Анастасия

В 6 классе на уроках биологии мы изучали бактерий. Мне захотелось изучить жизнь бактерий, чем они питаются, как размножаются и какова продолжительность их жизни. Так я решила доказать что бактерии играют как отрицательную так и положительную роль в жизни человека. Например, они очищают воду на очистных сооружениях, чтобы потом чистая вода шла в реки.

Проблема сохранения водных ресурсов нашей планеты с каждым годом становится все более острой. Развитие промышленности, интенсификация сельского хозяйства, расширение площадей орошаемого земледелия – все это увеличивает потребность в чистой пресной воде.

Биологическая очистка стоков – это устранение загрязнений с использованием живых организмов, способных его разлагать, использовать как питательное вещество или фильтровать бактерии: грибов (обычно одноклеточных), различных простейших, коловраток, а также водорослей и сосудистых растений (например, камыш, ивы) – все они принадлежат к организмам, используемым для биологической очистки воды.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Как отчищается вода

Исследовательская работа

Выполнена ученицей

11 класса СОШ № 16

Г. Бирюсинск

Юровой Анастасией

Научный руководитель-

Учитель географии СОШ № 16

Г. Бирюсинск

Ветрова Елена Владимировна

2011 г

I.Вводная часть

II.Теоретическая часть

1. Проблема сохранения водных ресурсов

2. Строение и физиология микроорганизмов

3. Исследование бактерий

III. Практическая часть

1. Мои исследования и результаты

IV. Заключение

V. Литература

VI. Приложения

Аннотация

В 6 классе на уроках биологии мы изучали бактерий.

Мне захотелось изучить жизнь бактерий, чем они питаются, как размножаются и какова продолжительность их жизни. Так я решила доказать что бактерии играют как отрицательную так и положительную роль в жизни человека. Например, они очищают воду на очистных сооружениях, чтобы потом чистая вода шла в реки.

I. Вводная часть.

В 6 классе на уроках биологии мы изучали бактерий. Рассматривали особенности строения прокариот на примере представителей подцарства Настоящие бактерии. Как прокариоты размножаются, какую роль играют в жизни человека. Так же мы говорили о том, как бактерии влияют на жизнь человека, растений, животных отрицательно. Еще мы изучали подцарство Архебактерии и подцарство Оксифотобактерии.

Мне сильно захотелось изучить жизнь бактерий, чем они питаются, как размножаются и какова продолжительность их жизни. Я решила доказать, что бактерии играют как отрицательную, так и положительную роль в жизни человека. Например, они очищают воду на очистных сооружениях, чтобы потом чистая вода шла в реки.

II.Теоретическая часть

1.Проблема сохранения водных ресурсов.

Только 0,3% от общего объема гидросферы приходится на пресные воды. К тому же большая часть запасов пресной воды сосредоточена в ледниках, в глубоко залегающих подземных резервуарах и потому пока недоступна для использования. Дефицит пресной воды усугубляется еще и тем, что запасы на Земле распределены не равномерно. Уже сейчас многие промышленно развитые страны испытывают ее острый недостаток. Развитие предприятий в традиционно промышленных районах часто сдерживается из-за дефицита воды и, поэтому при определении месторасположения строящихся предприятий в первую очередь учитывают обеспеченность их водой. В ряде промышленных районов к настоящему времени создалось такое положение, что почти весь сток пресных вод забирается в нужду производства.

Проблема защиты водоемов от загрязнений и сохранения водных ресурсов планеты стала одной из самых важных проблем для любой страны мира. В отношении загрязнения рек и морей все страны взаимосвязаны. Одна и та же и река протекает по территории различных государств (например, Дунай), а загрязнения, спускаемые в реки, обнаруживаются в океане на огромных расстояниях от места выпуска. Проблема загрязнения окружающей среды может быть решена только совместными усилиями многих государств.

Главная задача и в настоящее время, и в перспективе – экономное и рациональное использование водных ресурсов, способное обеспечить наиболее полную сохранность и восстановление вод. Для предотвращения угрозы загрязнения окружающей среды планируется максимально перевод промышленности на сухую технологию, т. е. на оборотную систему водоснабжения, исключающую сброс загрязненных вод. В тех случаях, когда полностью избавится от сточных вод невозможно, предполагается их повторное использование, например в городском хозяйстве для полива территории.

Сокращение расхода сточных вод и повторное их использование не позволяет полностью решить задачу предотвращения загрязнения водоемов Как в системе оборотного водоснабжения, так и при прямоточном водоснабжении необходимое звено – очистка образующихся сточных вод либо перед возвращением их в технологический процесс, либо перед выпуском в водоем.

Для выполнения этой задачи специалисту, занимающемуся вопросами очистки сточных вод, помимо владения техническими дисциплинами, необходимы знания в области экологии, микробиологии, гидробиологии, биохимии и других биологических дисциплин. Для этого невозможно правильно устанавливать технологические параметры работы сооружений биологической очистки, невозможно грамотно подойти к решению вопроса о том, какие именно компоненты сточных вод и в какой концентрации могут оказать губительное воздействие на воем и, следовательно, какая степень очистки сточных вод необходима.

2. Строение и физиология микроорганизмов.

По величине своей бактерии крайне малы; измеряющиеся тысячными долями мм принадлежат уже к сравнительно крупным. Что касается до их внешних очертаний, то между ними различают три главнейших типа, или формы: круглые, шаровидные бактерии, или микрококки, палочковидные, или бациллы и, наконец, спирально согнутые, или спириллы. Это наиболее резкие типы, которые, в свою очередь, могут быть разделены на подтипы; так, между спириллами различают: собственно спириллы, вибрионы и спирохеты. Различия во внешней форме, однако, далеко не всегда являются достаточным критерием для установки естественноисторического вида; для этого главным образом приходится принимать во внимание историю развития и физиологические свойства данной бактерии.

Все тело бактерии состоит из одной единственной клетки. По устройству своему клетка эта похожа на все другие растительные клетки. Снаружи оболочка, внутри протоплазматическое содержимое, ядра, однако, с достоверностью до сих пор не найдено (в последнее время появились, впрочем, указания, что большая часть содержимого бакт. клетки, в сущности, ни что иное, как ядро, см. Бючли). Оболочка не всегда состоит из целлюлозы, иногда, как, напр., у гнилостных бактерий, она слагается из особенного белкового вещества, так наз. микропротеина. Многие палочки и спириллы обладают самостоятельным движением. Органами движения для них служат реснички, жгутики, всегда расположенные полярно. Наблюдаются они только у более крупных растительных низших организмов. У более же мелких, подвижных растительных организмов их наблюдать не удавалось. Только Koch"y с помощью окраски бактерии экстрактом кампешевого дерева и фотографирования их (так как фотографическая пластинка чувствительней сетчатки) удалось получить на фонограммах бактерии с ресничками. В самое последнее время проф. Löffler опубликовал способ окрашивания бактерии, с помощью которого можно сделать видимыми под микроскопом жгутики у всех подвижных форм бактерий. Микрококки вообще не обладают движением. Исключение из этого составляет Micrococcus agilis, описанный All Cochen"ом. Löffler с помощью самого способа окрашивания открыл в нем жгутики, в 4 - 5 раз превышающие диаметр своего микрококка. С этим вполне произвольным, составляющим жизненную функцию движением, не надо смешивать другой род движения, так назв. молекулярное, или броуновское движение; последнее могут обнаруживать не только мертвые экземпляры, по и неорганические частицы.

Бактерии могут встречаться или поодиночке, или же собираться в особого рода скопления, колонии; такие скопища особей одного и того же вида, имеющие студенистое или слизистое межклеточное вещество, называются зооглеями. Зооглеи могут оставаться внутри жидкости, содержащей бактерии или же располагаться на ее поверхности, образуя пленку. Если соединяются два кокка вместе, то говорят о диплококках, если собираются 4 или 8 и более кокков и располагаются по двум измерениям, наподобие:: или по всем трем, наподобие пакетиков или перевязанных в длину и ширину тюков, то говорят о меристах и сарацинах. Кокки, собирающиеся по одному направлению в виде цепочек, называются стрептококками, кучками в виде грозди винограда - стафилококками. Иные бациллы, прилегая, друг к другу концами, образуют целые нити; такие нити, составленные из отдельных члеников, называются ложными нитями.

Размножение бактерий совершается путем деления; каждая клетка получает поперечную перегородку и затем распадается на две новые особи. Подобный способ поперечного дробления крайне типичен. При благоприятных условиях одно деление следует за другим с поразительной быстротой и, не будь факторов, тормозящих развитие бактерий, одна бактерия была бы в состоянии заполнить своим потомством громаднейшие пространства. Описанный только что способ размножения продолжается до тех пор, пока в среде, обитаемой бактериями, находится достаточное количество питательного материала. Когда же пищевые вещества начинают истощаться, процесс деления наступает все реже и реже, многие особи погибают, другие болеют, вырождаются, принимают неправильные очертания, это так наз. инволюционные формы, уцелевшие же приступают к особого рода размножению, именно к образованию спор (спорообразование, или фруктификация). Образование спор встречается не у всех бактерий, по крайней мере оно известно не у всех. Сам процесс может происходить двояко. У одних бактерий спора образуется внутри клетки в виде круглого или овального тельца, сильно преломляющего свет, это - эндоспоровые бактерии, к ним принадлежит, между прочим, и палочка сибирской язвы.Другие бактерии образуют споры иначе; тело их распадается на отдельные членики, причем один из члеников берет на себя роль споры и служит исходным пунктом для дальнейшего развития; остальные членики погибают. Такой способ размножения описан Hueppe для спирилл азиатской холеры и называется артроспоровым. Каково бы ни было происхождение спор, цель их одна и та же - способствовать сохранению вида. Для этой функции споры приспособлены в высшей степени успешно. Их твердая плотная оболочка энергично противостоит холоду, жару и ядовитым химическим соединениям; там, где эти внешние деятели убивают все живое, споры бактерии остаются невредимыми. Лишь только условия для жизни бактерии сделаются благоприятными или, по крайней мере, сносными, споры немедленно прорастают и дают начало новому поколению бактерий.

Для развития и роста бактерии довольствуются весьма незначительным количеством питательного материала. С качественной стороны их пищевые потребности те же, что и у других растений: им нужна вода, некоторые минеральные соли, затем какие-нибудь источники углерода и азота. Не обладая хлорофиллом, они не в состоянии ассимилировать углерод из углекислоты воздуха, но принуждены (подобно грибам и всем животным) добывать этот элемент из углеродистых соединений, выработанных ранее другими организмами. Что же касается азота, то они заимствуют его из разных соединений, называемых амидами или аминами. Азот легче всего ассимилируется, если он находится в виде группы NН 2 . Главным условием для успешного развития бактерии является нейтральная или слабощелочная реакция питающей среды, присутствие кислот является для них неодолимым препятствием. Их жизненные функции находятся также в зависимости от температуры и от притока кислорода. В среднем температура между + 20° и + 37.°С для них представляется наиболее благоприятной, но и за этими границами способность к развитию не теряется, а лишь ослабляется. Что касается до потребности в кислороде, то в этом отношении бактерии представляют любопытные особенности. Одни из них нуждаются в кислороде и без него погибают, подобно всем другим живым существам, другие - в нем не только не нуждаются, но он действует на них как яд. Первые, по предложению Пастора, названы аэробами, вторые - анаэробами.

3. Исследование бактерий

Микроскопическая техника и связанная с ней техника окрашивания, без которых точное изучение таких мелких организмов, как бактерии, едва ли было бы возможно, сделали в последние годы громадные успехи. Сам микроскоп, как таковой, подвергся многочисленным улучшениям, в особенности благодаря введению масляно-погружных систем и осветительного аппарата. Системы с так называемой "гомогенной иммерсией" представляют двойную выгоду: с одной стороны, помещая между объектом и передней линзой (системы объектива) каплю кедрового масла, мы устраняем этим воздушный слой, обладающий иным показателем преломления, чем стекло, и вместо него вводим вещество (кедровое масло) с показателем преломления, близким к таковому же у стекла, с другой стороны, угловое отверстие у масляно-иммерсионной системы несравненно более, чем у других систем. Другой, важный для микроскопического исследования бактерий, прибор - осветительный аппарат, или конденсор. Он представляет такую комбинацию линз, при помощи которой отражающиеся от зеркала лучи света падают на исследуемый препарат в виде широкого светового конуса. Имея в руках только что описанные приспособления, удается достигнуть не только значительных увеличений, но также и вполне ясной картины в поле зрения микроскопа.

Прежде чем исследовать под микроскопом массы, содержащие бактерии, их нужно приготовить целесообразным способом. Смотря по тому, желательно ли наблюдать бактерий живыми или окрашенными, разнятся и сами способы приготовления препарата. Жизненные проявления бактерий, в особенности их движение, размножение и тому подобное легче всего наблюдать, когда бактерии взвешены (суспендированы) в питающей жидкости; каплю такой содержащей бактерии жидкости помещают между покровным и предметным стеклами, и препарат готов; однако, гораздо лучше наблюдать бактерии в висячей капле, для чего каплю жидкости с бактериями опускают на покровное стекло, стекло это осторожно переворачивают и помещают над ямкой, выдолбленной в предметном стекле; это наиболее простые способы наблюдения, но существует много других, более точных и более сложных. Употребляя узкие диафрагмы, удается легко проследить различные проявления жизни бактерий. Если только что описанным путем хорошо разглядеть бактерию не удается, то прибегают к окрашиванию. Прежде чем окрашивать препарат, его нужно приготовить к окраске. Если имеют дело с жидкостями, то их размазывают по покровному стеклышку, затем высушивают на воздухе и фиксируют (укрепляют) посредством троекратного проведения через пламя спиртовой лампы. Когда же препаровке подлежат части органов, то их сначала уплотняют в абсолютном алкоголе, а затем уже приготовляют из них тончайшие разрезы. Что касается до красок, то предпочтение отдают основным анилиновым краскам: метиленовой синьке, фуксину, метилфиолету и т. п. Сначала из них приготовляют концентрированные спиртные растворы, а эти уже разводят дистиллированной водой до желаемой концентрации (1% - 3%) или же прямо приготовляют водную краску желаемой концентрации. Анилиновые красящие растворы обладают особым свойством: они окрашивают крайне интенсивно бактерии и клеточные ядра, тогда как другие части ткани окрашиваются и диффузно, и слабей. Подогревание ускоряет и усиливает процесс окраски. Для еще более точного дифференцирования и отличения бактерий от тканевых элементов, употребляют так называемое двойное окрашивание, т. е. в два цвета: бактерии окрашиваются в один, части тканей - в другой цвет (этот способ особенно часто употребляется при исследовании болезнетворных бактерий).

В деле открытия бактерий в различных продуктах органического мира микроскоп и микроскопическая техника оказали неоцененные услуги, но они не в силах уяснить нам способ жизни бактерий, их характерные физиологические и биологические свойства. Неоднократно делались попытки искусственно воспитывать (культивировать) бактерий и делать над ними наблюдения. Результаты, достигнутые в этом направлении, в большинстве случаев не представлялись достаточно надежными, а потому и важными. Употреблявшиеся жидкие питательные среды были мало пригодны для культуры какого-нибудь одного определенного вида бактерий. При громадной распространенности в природе бактерий и их зародышей, сохранить изучаемый и культивируемый вид изолированным было делом крайне трудным. Под конец культуры питающая среда была населена целой смесью разных бактерий; какое изменение в субстрате нужно было приписать одной бактерии и какое другой - сказать было почти невозможно. Новая эпоха началась в бактериологии с тех пор, как Кох ввел в употребление твердые и притом прозрачные субстраты. Теперь явилась возможность отделить бактерии друг от друга; при застывании среды они фиксируются на одном месте, здесь размножаются и образуют колонии. Так как индивидуумы, составляющие колонию, суть потомки одной бактерии, то их принадлежность к одному виду, вне всякого сомнения. Колонии эти могут служить исходным пунктом для новой культуры, и таким образом можно воспитывать один и тот же вид сколько угодно времени (это так называемые чистые культуры). Необходимым условием для чистоты культуры является предварительное полнейшее уничтожение всего живого, как в самом субстрате, так и на поверхности всех инструментов, употребляемых в дело. Этот процесс обеспложивания среды и приборов носит название стерилизации. Надежное обеспложивание инструментов достигается путем прокаливания их в пламени; стеклянные сосуды стерилизуются в течение нескольких часов в воздушной бане при температуре 200°С; питательные вещества, выносящие без изменения температуру в 100°, стерилизуются в особом аппарата посредством текучего водяного пара в течение трех дней, каждый день по получасу, те же, которые этой температуры не выносят, обеспложиваются посредством повторного нагревания через известные промежутки времени до 57 - 61°С., Чтобы воспрепятствовать носящимся в воздухе микроорганизмам попасть в стерилизованную среду, стеклянные сосуды затыкаются обеспложенной пробкой из ваты. Из наиболее употребительных в настоящее время питательных субстратов нужно назвать: пластинки из картофеля и хлебная мезга (оба непрозрачны), кровяная сыворотка, мясопептонный агар-агар и желатин (все прозрачны). Оба последние субстрата состоят из говяжьего или бараньего бульона, к которому прибавляется 1% пептона, 0,5% поваренной соли и затем либо 1% агар-агара (вещество, добываемое из морских водорослей), либо 2,5 - 10% обыкновенной продажной желатины; вся масса точно нейтрализуется углекислым или фосфорно-кислым натрием, затем фильтруется и разливается в пробирки, где и застывает в твердую прозрачную массу желтоватого или буроватого цвета. Если желают сделать разводку бактерий прямо в такой пробирке, то посредством прокаленной платиновой проволоки переносят минимальное количество чистого бактериального материала в желатину. Если же имеют дело со смесью бактерий и нужно изолировать отдельные виды, тогда небольшое количество подлежащего исследованию материала вносится в разжиженную при 30.°С желатину, взбалтыванием стараются достичь равномерного распределения бактерий в субстрате так, чтобы бактерии были расположены в желатине по возможности поодиночке, и затем выливают желатину на стерилизованную стеклянную пластинку, где и оставляют застыть. Отдельно лежащие теперь бактерии размножаются и дают начало изолированным колониям, которые сперва видны при слабых увеличениях, а потом становятся заметны и для простого глаза. Таким образом, в том месте, куда попала одна бактерия вырастают тысячи подобных ей (колония), которые видны даже простому глазу в виде точки. Стоит такую колонию перенести в пробирку с питательной средой, и чистая культура готова. Культура, как на картофеле, так и желатинная должна сохраняться во влажном пространстве. Для культуры при температуре более возвышенной, чем обыкновенная комнатная, употребляют термостаты.

(приложение №1)

III. Практическая часть.

Превращение и разрушение гидробионтами загрязняющих веществ представляет собой очень сложный и многогранный процесс. В нем по большей или меньшей степени принимают участие все живые организмы, обитающие в водоеме, он неразрывно связан с питанием гидробионтов. Деструкция органических веществ сопровождается ростом и размножением живых организмов и, следовательно, увеличением биомассы. По этой причине самоочищение водоемов невозможно рассматривать в отрыве от круговорота веществ в нем – так называемого малого круговорота. Малый круговорот включает поступление веществ с водосборной площади, синтез органического вещества непосредственно в водоеме и деструкцию органических веществ.

Начнем с того, что биологическая очистка стоков – это устранение загрязнений с использованием живых организмов, способных его разлагать, использовать как питательное вещество или фильтровать бактерии: грибов (обычно одноклеточных), различных простейших, коловраток, а также водорослей и сосудистых растений (например, камыш, ивы) – все они принадлежат к организмам, используемым для биологической очистки воды.

В городе Бирюсинске есть очистные сооружения. И так как я решила пронаблюдать весь процесс очистки воды бактериями, то мне надо было сходить на очистные сооружения. Когда наша группа пришла на очистные нас очень хорошо встретили (см. прилож.№2). Младший сотрудник очст. сооружений приготовила нам раствор воды с бактериями, которые очищают воду на втором этапе обработке стоков (см. прилож.№3). Под микроскопом я рассмотрела (приложение № 7) амеб, коловраток и сосущих инфузорий (см. прилож.№4). За ними очень интересно наблюдать!!! Потом мы идем к емкостям, где очищается вода и заведующая очистными сооружениями поэтапно рассказывает нам о процессе очистки воды (см. прилож.№3).

Сооружения, предназначенные для извлечения из сточной жидкости загрязняющих веществ, имитируют процессы самоочищения воды (приложение № 5) в природных условиях, но интенсивность процессов в них гораздо выше. Полная схема очистки сточных вод включает, узел дезинфекции очищенной воды и узел обработки осадков.

Механическая очистка заключается в удалении из сточных вод крупных отбросов, песка и части взвешенных веществ. Механическая очистка обычно предшествует биологической. В процессе биологической очистки из сточной жидкости удаляются растворенные, коллоидные и оставшиеся после механической очистки взвешенные вещества. Узел дезинфекции предназначен для обеззараживания очищенной воды. В тех случаях, когда заведомо известно, что сточная жидкость не содержит патогенной микрофлоры, а также в случае локальной очистки, когда очищенная вода спускается в канализацию, узел дезинфекции может отсутствовать. В узлах механической и биологической очистки образуется значительное количество осадка, содержащего большой процент органических веществ. Этот осадок представляет опасность в санитарном и эпидемиологическом отношении, так как помимо органических веществ в нем содержатся яйца гельминтов и сохраняются патогенные микроорганизмы. По этой причине осадок сточных вод должен быть подвергнут обработке, в результате которой он утратит свои опасные свойства.

Биологические процессы играют основную роль в узле биологической очистки и весьма существенно – при обработке осадка. Очистка сточной жидкости осуществляется в аэробных условиях, а обработка осадка – большей частью в анаэробных. В биофильтрах, на полях орошения и фильтрации сточная жидкость очищается в процессе ее протекания через фильтрующий слой.

К сооружениям биологической очистки, работающим на принципе очистки воды в водоемах, относятся биологические пруды и аэротенки. В этих сооружениях основную роль в процессах очистки играют микроорганизмы, взвешенные в воде.

Стабильно работающие сооружения биологической очистки имеют все признаки экологической системы: ограниченный объем с достаточно однородными условиями существования (биотоп), сложившийся биоценоз, установившийся процесс превращения энергии. В биоценозах различных очистных сооружений всегда присутствуют бактерии и почти всегда простейшие. Кроме того, в зависимости от типа очистного сооружения, технологических и климатических условий в биоценоз могут входить водоросли, грибы, черви и различные членистоногие.

Условия существования в узле биологической очистки должны обеспечивать возможность нормальной жизнедеятельности живых организмов, и потому к жидкости, поступающей на сооружения биологической очистки, предъявляют определенные требования.

Не все сточные воды имеет смысл подвергать биологической очистке. Если в них отсутствуют органические вещества или их количество слишком мало, то биологическая чистка не требуется.

Биологическая очистка сточных вод осуществляется в сооружениях, работающих в естественных или искусственно созданных условиях. К первым относятся биологические пруды, поля орошения и поля фильтрации, ко вторым – аэротенки и биофильтры. Каждое очистное сооружение представляет собой особую экологическую нишу со специфическими условиями существования, влияющими на формирование биоценоза. При стабильной работе сооружения его биоценоз является устойчивой саморегулирующейся системой со сломившимися трофическими и другими связями. Характер биоценоза определяется типом очистного сооружения и режимом работы.

На этом наша экскурсия по очистным сооружениям заканчивалась.

Заключение

Я уверена, что убедила вас в том, что бактерии могут оказывать на человека не только плохое влияние, но и хорошее. Без бактерий мы бы не могли очищать воду, тем самым истощились бы водные ресурсы планеты.

Литература:

Голубовская Э.К. «Биологические основы очистки воды» Издательство Москва «Высшая школа» 1980г.
Трайтак Д.И. «Биология. Справочные материалы» Издательство Москва «Просвещение» 1986г.
«Энциклопедический словарь юного биолога» Издательство Москва 1986г.
«Детская энциклопедия» том 6 Издательство Москва 1973г.
Медников Б.М. «Биология: формы и уровни жизни» Издательство Москва «Просвещение» 1995г.
Родзевич Н.Н., Пашкин К.В. «Охрана и преобразование природы» Издательство Москва «Просвещение» 1982г.
Криксунов Е.А. Пасечкин В.В. Сидоркин А.П. «Экология» Москва Издательский дом «Дрофа» 1997г.

Приложение1.

БАКТЕРИИ.

1. Бугорчатки. 2. Проказы. 3. Micrococcus tetragenus. 4. Воспаления (крупозного легких). 5. Холеры. 6. Тифа (брюшного). 7. Возвратной горячки. 8. Сибирской язвы. 9. Сапа. 10. Гной. 11. Рожи. 12. Сарцины.

Приложение№2

Экскурсия на очистные сооружения.

Приложение№3

Младший сотрудник очистных сооружений Горохова В.А.

Приложение№4

Микроорганизмы развивающиеся

при хорошей работе очистных сооружений г. Бирюсинска

Приложение № 5

Отстойники (имитация процессы самоочищения воды)

Приложение № 6

Механическая очистка воды.

Приложение № 7

Наблюдения за бактериями под микроскопом.

Воды нашей планеты расположены на поверхности и под землей. Поверхностные воды на 98% состоят из океанов. Площадь океанов почти в 2,5 раза больше, чем поверхность земли. Большая часть воды в океанах соленая со средней температурой 3,7 градуса. Поверхностные и прибрежные воды обладают меньшей соленостью и более высокой температурой. Ниже 60 метров вода начинает снижать уровень кислорода. Загрязнение воды и способы ее очистки сегодня рассматриваются во всех сферах человеческой деятельности.

Подземные источники могут содержать соленую, менее соленую или пресную воду. Так же отдельно выделяют геотермальные источники, в которых температура воды выше 30 градусов.

Человек использует только пресные источники, которых менее 3 % на нашей планете. Только 0,4% этой воды легко добывается, а для остальной необходимо специальное оборудование разного назначения. Много пресной воды содержится в снегах и льдах Южного полюса. Источниками пресной воды выступают реки и подземные источники. Но на российской территории большинство речных стоков находятся на севере, где земли неплодородны и малозаселённые.

Если рядом нет пресной воды, то используют морскую, которая подвергается гиперфильтрации для удаления солей. Для этого используют мембраны из полимера с мелкими порами, которые не пропускают молекулы солей. Но процесс довольно затратный и используется редко. Предпочтение отдают отбуксированных к берегам айсбергов и подвергают таянию. Способ обеспечения пресной воды в два раза менее энергоемкий. Однако 80% инфекционных болезней передаются этой водой.

Загрязнение вод

Вода лежит в основе земной жизни. Огромные загрязнения атмосферы причинили вред почвам, рекам, водохранилищам. Большинство веществ из воздуха оседает на земную поверхность. Но это только часть проблемы. Загрязнения воды происходит при непосредственном попадании отходов в водоисточники. Сельскохозяйственные поля сегодня в больших объемах обрабатываются пестицидами, удобрениями. Создаются многочисленные свалки. Сточные воды предприятий промышленности сливаются в реки.

Загрязняется основной источник пресной воды – подземные воды. Опасные вещества в воде возвращается к людям и отравляют их организм.

Что за воду использует человек? Природная вода всегда обогащена газами, солями и твердыми примесями. Пресные источники содержат до 1 грамма в 1 литре солей.

Загрязнения сокращают источники питьевой воды

Пресная вода природе поступает благодаря круговороту воды. Каждый год выпаривается более 500 кубических метров воды, из них 86% — соленой. Некоторое количество возвращается в океан в виде осадков, а друга – переноситься воздушными массами на земную поверхность и пополняет реки и озера, подземные воды и ледники.

Только на 2 % гидросфера состоит из пресной воды, которая все время обновляется. Именно скорость определяет доступный ресурс пресной воды.

85% пресной воды расположено в ледниках и льдах на полюсе. Там водообмен происходит за 8 тыс. лет. Для сравнения, в реках период обновления составляет до 12 суток.

Сегодня реки выступают не только источником жизненно важной воды, но и переносчиком вредных отходов . Промышленные сточные воды собираются на территориях и по руслу реки идут в моря и океаны.

Все время количество и уровень очистных сооружений не успевает расти за развитием промышленности. Но это не главная проблема. Самые хорошая очистка загрязненной воды не способно удалить растворенные вещества и десятую часть органики. Для повторного использования воду необходимо разбавлять большим объемом новой. Для людей важную роль играет абсолютный объем сточных вод.

Сегодня 1/5 всего объема пресной воды идет на разбавление очищенной сточной. Это значит, что ресурс скоро иссякнет. Объемы и качество пресной воды с каждым годом уменьшается.

Человек должен найти другие способы водопользования. Антропогенный цикл воды нужно изолировать от природного. То есть нужно обеспечить замкнутый цикл использование воды. Технологии должны быть малоотходные или вообще безотходные со снижением количества потребляемой воды.

Пресной воды много. Однако неправильное отношение к ней приведет к истощению любого источника. Ежегодно на планете количество подобных мест увеличивается в разы. Сейчас 1/5 часть городского населения и ¾ сельского испытывают дефицит пресной воды. Каждый человек потребляет 3-700 литров воды каждый день. Индивидуальная потребность зависит от уровня жизни и места проживания.

Больше всего пресной воды идет на сельскохозяйственные нужды. Орошаемые земли дают 50% урожая, занимая только 15% сельскохозяйственных земель.

Сегодня измене сток рек и много воды не возвращается обратно в реки. Она испаряется и образует растительную массу: при синтезе водяной водород образует органические вещества. На территории России для решения проблемы построено около 1,5 тыс. водохранилищ. Но они решают проблему только 9% рек.

Загрязнения воды стоками различного происхождения

Выделяют промышленные, сельскохозяйственные и бытовые стоки. Они разлагаются под влиянием микроорганизмов, которые нуждаются в кислороде, растворенном в воде. При достаточной его концентрации аэробные бактерии перерабатывают опасные примеси в безвредные вещества. При недостатке наблюдается гибель аэробных бактерий и гниение воды. Так же страдают рыбы, особенно в период нереста.

Вирусы и опасные микроорганизмы попадают в воду со сточных бытовых и животноводческих вод. Если не организовать очистку загрязненной воды, то наблюдаются вспышки эпидемий. Сегодня в развитых странах эпидемии редко возникают по вине водопроводной воды. Так же отравляются овощи и фрукты, которые поливали сточными водами. Обитатели загрязненных морей и океанов, которые люди любят употреблять в пищу, являются источниками заражения брюшного тифа.

Нитраты и нитриты в пресных водах вызывают эвтрофикацию, которая ведет к снижению концентрации кислорода в воде. Он так же оказывают плохое влияние на организм человека.

Сегодня в воде повышенная концентрация металлов, нефтепродуктов, ядохимикатов, фенолов и синтетических моющих средств. Многие вещества не распадаются в воде или разлагаются очень долго, что приводит к накоплению их в пищевой цепочке.

Данные осадки являются гидрологическим последствиям роста городов. Сельское хозяйства ведется по нарушенным технологиям, уничтожение лесов, нарушение стока рек, что провоцирует эрозию почв. Нарушается равновесия в окружающей среды, страдают донные организмы.

Тепловое загрязнение

К тепловому загрязнению относятся теплые воды от промышленных и теплоэлектростанции. При искусственном повышении температуры в природе уменьшается концентрация кислорода в воде и меняется обмен веществ. Наблюдается гибель многих обитателей водоемов или подавление в их развитии.

Еще 10-20 лет назад загрязнения были расположены на локальных участках. Сегодня оно представляет один массив на огромной территории.

Загрязнение нефтепродуктами

Загрязнения нефтепродуктами — сегодня самые частые в мировой практике. Два самых больших океана, Тихий и Атлантический, сегодня на 4% постоянно покрыты пленкой из нефти. Основные источники – ее транспортировка и разработка. С континентов нефть попадает по речным водам. Каждый год это около 2 млн. тонн нефтепродуктов.

Нефть образует на поверхности сантиметровую пленку. Позже начинает образовываться эмульсия воды и нефти, появляются долгоживущие комочки мазуты, к которым липнут маленькие морские обитатели. Они становятся легкой добычей для хищников. Однако кроме пищи в организм попадают и нефтепродукты, отравляющие организм рыбы. Ее нельзя использовать в пищу из-за плохого вкуса и запаха.

Сообщество морских обитателей скуднеет и сильно изменяется. Начинают активно развиваться микроорганизмы, для которых нефтепродукты являются основной пищей. Для многих обитателей это ядовитая биомасса.

Подводным камнем является то, что нефтяные углеводороды растворяют пестициды, металлы. Все это становиться более токсичным и ядовитым.

Ароматическая фракция приводит к мутации морской среды. Если употреблять пищу с ними, то повышается риск мутации человеческих клеток – рак.

Нефть отравляет поверхностные воды. А ведь они считаются «детским садом» большинства популяций. Нарушается газообмен воды и атмосферы, теплообмен.

У птиц нефть склеивает перья, что не дает ей плавать и наладить правильную теплоизоляцию.

Сырая нефть в океане или море не представляет большой опасности в долгосрочной перспективе для обитателей водной среды. Опаснее являются нефтепродукты – дизель, бензин и т.д. Так же вред наносит большое содержание нефти в приливно-отливной зоне.

Другие виды загрязнения воды

Уже несколько десятков лет нашло большое распространение хлорирование. Хлор используется в сельском и лесном хозяйствах, на городских очистительных сооружений для борьбы с инфекциями. Сегодня в Мировом океане достаточно высокая концентрация этого химического элемента, который приносится реками и атмосферой. Даже в Антарктиде и Арктике обнаружены ДДД.

Полихлорбифенилы являются легкорастворимым веществом в жирах. Он собирается в органах обитателей морской среды. Так как они имеют искусственное происхождение, то в природе нет существ, потребляющих их в пищу. Ксенобиотики не разлагаются, а только накапливаются в природе, в том числе и Мировом океане. Они являются токсичными, негативно сказываются на кровеносной системе и ферментной активности, страдает наследственность.

Речной сток несет в океаны и тяжелые металлы, некоторые из которых токсичны. Ежегодно в Мировой океан поступает около 2 млн. тонн свинца, 10 тыс. тонн ртути, 20 тыс. тонн кадмия.

Треть ртути и половина свинца оказываются в океане из атмосферы.

Последствия загрязнения сточных вод

Инфекционные заболевания

Сточная канализационная вода является основным источником патогенных заражений. Больные животные и люди выделяют множество яиц и патогенов. Встречаются случаи, когда человек даже не подозревает о своей болезни. Если происходит загрязнение питьевой воды, источников пищи или мест купания канализационными стоками, то заражается множество людей. Иногда болезнетворные бактерии передаются по пищевой цепочке от морских обитателей.

Патогенный организм в среднем живет только сутки вне хозяина. Развитие инфекционного заболевания зависит от их численности. При незначительной плотности перенос и передача инфекции значительно мал. В густонаселенных городах люди подвержены большему риску.

Во многих странах введены обязательные санитарно-гигиенические нормы, которые предусматривают:

дезинфекция воды методом хлорирования или др.;
соблюдение гигиены и санитарии во время работы с продуктами;
правильный сбор и очистка загрязненной воды.

Снижение концентрации кислорода

Органические составляющие в канализационной воде потребляются микроорганизмами, которые для дыхания используют кислород, растворенный в воде. Большое количество организмов не дает восполняться кислороду естественным путем. Для бактерий кислород не так важен, так как они способны к анаэробному дыханию, брожению. Страдают существа, котором без кислорода не обойтись.

Увеличивается риск микробного заражения: анаэробная среда благоприятна для многих патогенных организмов.

Сбор и очистка сточной воды

Организация первичных стоков

Санитарная канализационная система собирает сточные трубы и изолирует сточную воду от раковин, ванн и др. Большое потребление чистой воды или просто открытый кран приводит к малой концентрации отходов в вое – 0,1%. Если учесть ливневую воду, то цифра еще будет меньше.

Выделяют три группы загрязнителей первичных стоков:

песок и мусор (мусор попадает из туалетов, а песок — ливнестоков);
живая и неживая органика: бумага, ткань, пища, экскременты и т.д.
растворенные вещества: фосфор, азот, калий, марганец т др.

Этапы очистки

Для полной очистки следует обеспечить удаления всех перечисленных загрязнителей.

Песок и мусор легко удаляется на предварительной очистки.

Первичная и вторичная очистка необходима для устранения коллоидных органических соединений. От биогенов предусмотрена специальная доочистка.

Следует знать, что сточные воды не всегда проходят все этапы очистки. Можно встретить места, где в воду сбрасывают неочищенные стоки или только после первичной очистки. В других городах могут проводить вторичную очистку и иногда доочистку.

Предочистка

Песок и мусор препятствуют продвижению сточных вод по системе. Их устранение считается предварительным этапом очистки.

Мусор удаляется с помощью стрежневых решеток: стержни закреплены через 2,5 см. Мусор собирается и сжигается в печи.

Первичная очистка

Вода проходит через первичные отстойники – баки большого размера. Пару часов она вообще не движется. На дно оседает 35-55% тяжелых частиц, в том числе и органического происхождения. Одновременно жиры и масла поднимаются на поверхность. Их сливают подобно сливкам. Собранные загрязнения называют ил-сырец.

Первичная очистка требует минимум затрат при высокой эффективности. Но в воде остаются 45-65% биогена и коллоидов.

Вторичная очистка

Вторичная очистка удаляет оставшуюся органику, но не растворенные вещества. Ее еще называют биологической очисткой. Применяют редуценты и детритофаги, которые «поедают» органику и вырабатывают углекислый газ и воду. Чаще используют активный ил и капельный биофильтр.

В капельных биофильтрах применяется разбрызгивание воды по стенки из камней. Образуется естественная экосистема с бактериями, детритофагами, червями и т.д. Потом вода попадает во вторичные отстойники, что бы удалить смытые организмы. После капельного фильтра вода на 90% очищена от органики.

Другим способом является активный ил. Вода идет в резервуар, где добавляется смесь из детритофагов. В процессе погружения происходит обогащение воды аэрирование и размножение полезных микроорганизмов. Они поедают органику, патогенные организмы и т.д. После вода должна отстояться для удаления детритофагов. Они собираются группами, легко удаляются и снова используются. Эффективность очистки загрязненной воды – 95%.

Но вторичная очистка не удаляет биогены. Еще 20 лет назад человек не задумывался про них. Вода просто обрабатывалась хлором и спускалась в водоемы. Где-то такой метод очистки сохранился и сегодня. Но большие города начинают вводить дополнительные методы очистки – доочистка.

Доочистка

Удалить биогены можно различными способами. Например, микрофильтрация или дистилляция, которые эффективны на 100%. Но это сильно дорого. Сегодня работают над новыми способами очистки оды. К примеру, фосфаты удаляют известью: кальций и фосфат образуют нерастворимое вещество, легко отфильтрованное из воды. Но при большой концентрации фосфатов метод будет неэффективным.

Правильная доочистка может сделать воду питьевой. Некоторым становиться неприятно мысль, что мы пьем очищенную сточную воду. Но ведь в природе вода все время совершает круговорот. Может оказаться так, что вода после доочистки намного качественней, чем с рек, в которые сбрасывались неочищенные канализационные сточные воды.

Дезинфекция

Как бы не очищалась вода, ее стремятся продезинфицировать перед выбросом в водоем. Только так можно убить патогенные организмы. Используют хлор. Однако он сильно ядовит, а его доставка угрожает людям. От хлора страдают рыбы. Если он реагирует с органикой, то образуются нерастворимые соединения, которые не разлагаются и очень токсичны. Они вызывают рак, нарушения развития эмбриона и работу половой системы.

Безопасным является озон, который убивает микроорганизмы и образует при их разложении кислород. Но он так же токсичен и может вызвать взрыв.

Новыми методами считаются УФ излучение, которое не имеет побочных явлений.

Для обезжелезивания необходимо использовать комплексный подход. Универсальных правил не существует. Выделяют реагентные и безреагентные способы очистки. Прибегают к следующим методам:

аэрация – обеспечения интенсивного окисления при большой подаче воздуха;
обработка сильными окислителями – хлор, марганцовка, озон и т.д.;
модифицированная загрузка – специальные материалы, удаляющие механическим и химическим путем все железо в воде.

Наличие железа в воде легко определяется по обседаемому осадку и металлическому привкусу воды. Страдают бытовые приборы, поверхности раковин и ванн, системы отопления и т.д.

Удаление солей жесткости

О жесткой воде знает каждая хозяйка. Она оставляет налет на нагревательных элементах, не дает пениться моющим средствам. Жесткие воды не пригодны для пищевой промышленности. Во всем виновата гидрокарбонаты магния и кальция, которые при кипячении меняют форму на нерастворимую.

Для умягчения воды используют следующие методы:

термический – нагревание воды;
вымораживание;
с использованием реагентов;
ионообменный;
обратный осмос;
электродиализ;
комбинированный.

Существуют предприятия, которые сбрасывают в канализацию опасные сточные воды с ртутью, свинцом, хромом, органикой и т.д. Иногда полностью очистить сточные воды от всех примесей не получается: нет финансовых или технических возможностей. Примеси начинают мешать биологической очистке, убивая нужные микроорганизмы.

При использовании в сельском хозяйстве неочищенной воды портятся почвы и вырастают вредные продукты.

Сегодня законодательство не способно контролировать соблюдения всех норм и правил по очистки загрязненной воды.