|
Под загрязнением
водных ресурсов понимают любые изменения физических, химических и биологических
свойств воды в водоемах в связи со сбрасыванием в них жидких, твердых и
газообразных веществ, которые причиняют или могут создать неудобства, делая
воду данных водоемов опасной для использования, нанося ущерб народному
хозяйству, здоровью и безопасности населения
Загрязнение
поверхностных и подземных вод можно распределить на такие типы:
механическое - повышение содержания
механических примесей, свойственное в основном поверхностным видам загрязнений;
химическое - наличие в воде
органических и неорганических веществ токсического и нетоксического действия;
бактериальное и
биологическое -
наличие в воде разнообразных патогенных микроорганизмов, грибов и мелких
водорослей;
радиоактивное - присутствие радиоактивных
веществ в поверхностных или подземных водах;
тепловое - выпуск в водоемы подогретых
вод тепловых и атомных ЭС.
Основными
источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные
сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих
комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт,
рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного
транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д. Загрязняющие
вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды,
которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в
частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении
химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в
наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне
водоемов.
Производственные
сточные воды загрязнены в основном отходами и выбросами производства.
Количественный и качественный состав их разнообразен и зависит от отрасли
промышленности, ее технологических процессов; их делят на две основные группы:
содержащие неорганические примеси, в т.ч. и токсические, и содержащие яды.
К первой группе
относятся сточные воды содовых, сульфатных, азотно-туковых заводов,
обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд и т.д., в которых
содержатся кислоты, щелочи, ионы тяжелых металлов и др. Сточные воды этой
группы в основном изменяют физические свойства воды.
Сточные воды
второй группы сбрасывают нефтеперерабатывающие, нефтехимические заводы,
предприятия органического синтеза, коксохимические и др. В стоках содержатся
разные нефтепродукты, аммиак, альдегиды, смолы, фенолы и другие вредные
вещества. Вредоносное действие сточных вод этой группы заключается главным
образом в окислительных процессах, вследствие которых уменьшается содержание в
воде кислорода, увеличивается биохимическая потребность в нем, ухудшаются
органолептические показатели воды.
Нефть и
нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями
внутренних водоемов, вод и морей, Мирового океана. Попадая в водоемы, они
создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку,
растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые
фракции и т.д. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное
натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные
органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет
угрозу не только для человека. 12 г нефти делают непригодной для употребления
тонну воды.
Довольно вредным
загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах
многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические
процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический
запах карболки.
На жизнь
населения водоемов пагубно влияют сточные воды целлюлозно-бумажной
промышленности. Окисление древесной массы сопровождается поглощением
значительного количества кислорода, что приводит к гибели икры, мальков и
взрослых рыб. Волокна и другие нерастворимые вещества засоряют воду и ухудшают
ее физико-химические свойства. На рыбах и на их корме - беспозвоночных -
неблагоприятно отражаются молевые сплавы. Из гниющей древесины и коры
выделяются в воду различные дубильные вещества. Смола и другие экстрактивные
продукты разлагаются и поглощают много кислорода, вызывая гибель рыбы, особенно
молоди и икры. Кроме того, молевые сплавы сильно засоряют реки, а топляк
нередко полностью забивает их дно, лишая рыб нерестилищ и кормовых мест.
Атомные
электростанции радиоактивными отходами загрязняют реки. Радиоактивные вещества
концентрируются мельчайшими планктонными микроорганизмами и рыбой, затем по
цепи питания передаются другим животным. Установлено, что радиоактивность
планктонных обитателей в тысячи раз выше, чем воды, в которой они живут.
Сточные воды,
имеющие повышенную радиоактивность (100 кюри на 1л и более), подлежат
захоронению в подземные бессточные бассейны и специальные резервуары.
Рост населения,
расширение старых и возникновение новых городов значительно увеличили
поступление бытовых стоков во внутренние водоемы. Эти стоки стали источником
загрязнения рек и озер болезнетворными бактериями и гельминтами. В еще большей
степени загрязняют водоемы моющие синтетические средства, широко используемые в
быту. Они находят широкое применение также в промышленности и сельском
хозяйстве. Содержащиеся в них химические вещества, поступая со сточными водами
в реки и озера, оказывают значительное влияние на биологический и физический
режим водоемов. В результате снижается способность вод к насыщению кислородом,
парализуется деятельность бактерий, минерализующих органические вещества.
Вызывает серьезное
беспокойство загрязнение водоемов пестицидами и минеральными удобрениями,
которые попадают с полей вместе со струями дождевой и талой воды. В результате
исследований, например, доказано, что инсектициды, содержащиеся в воде в виде
суспензий, растворяются в нефтепродуктах, которыми загрязнены реки и озера. Это
взаимодействие приводит к значительному ослаблению окислительных функций водных
растений. Попадая в водоемы, пестициды накапливаются в планктоне, бентосе,
рыбе, а по цепочке питания попадают в организм человека, действуя отрицательно
как на отдельные органы, так и на организм в целом.
В связи с
интенсификацией животноводства все более дают о себе знать стоки предприятий
данной отрасли сельского хозяйства.
Сточные воды,
содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу,
остатки плодов и овощей, отходы кожевенной и целлюлозно-бумажной
промышленности, сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной,
консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органических
загрязнений водоемов.
В сточных водах
обычно около 60% веществ органического происхождения, к этой же категории
органических относятся биологические (бактерии, вирусы, грибы, водоросли)
загрязнения в коммунально-бытовых, медико-санитарных водах и отходах кожевенных
и шерстомойных предприятий.
Нагретые сточные
воды тепловых ЭС и др. производств причиняют “тепловое загрязнение”, которое
угрожает довольно серьезными последствиями: в нагретой воде меньше кислорода,
резко изменяется термический режим, что отрицательно влияет на флору и фауну
водоемов, при этом возникают благотворные условия для массового развития в
водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого “цветения воды”.
Загрязняются реки и во время сплава, при гидроэнергетическом строительстве, а с
началом навигационного периода увеличивается загрязнение судами речного флота.
2 МОРФОЛОГИЯ МИКРОБОВ
В отличие от многообразия макромира (мира больших и видимых
невооруженным глазом существ) мир микробов характеризуется относительным однообразием.
Существующие в настоящее время более 3000 различных видов бактерии, но своему
внешнему виду подразделяются на 3 основные формы:
1. Шаровидные или эллипсовидные (кокки) размерами от 1 до 2
микрон (рис. 1). Кокки относятся к наиболее простои форме бактерии; они могут
соединяться друг с другом, образуя диплококки (по две), тетра-кокки (по четыре)
и стрептококки (цепочки) (рис. 2-5).
2. Палочковидные или цилиндрические размерами от 1 до 5
микрон. Они также способны соединяться друг с другом попарно ив цепочку и дают
большое разнообразие форм бактерий (диплобактерии, диплобациллы,
стрептобациллы, стрептобактерии) (рис. 2)
  
а
б в
Рисунок 1 – Шаровидные формы; а – кокки; б – микрококки; в –
диплококки.
    
а
б в г д
Рисунок 2 – Палочковидные формы; а – тетракокки; б –
стрептококки; в – палочки; г – диплобактерии; д – стрептобактерии.
3. Извитые или спириллы размерами от 1 до 30 микрон. Извитые
формы разделяют на три группы:
·
вибрионы
(слегка изогнутые, в виде запятой) величиной от 1 до 3 микрон (рис. 3а);
·
спирохеты
(сильно изогнутые с крупными завитками на конце) размерами от 5 до 30 микрон
(рис. 3б);
·
спириллы
(изогнутые палочки с небольшим количеством изгибов) – от 5 до 10 микрон (рис.
3в).
Характерно, что в капле жидкости можно обнаружить почти все
формы бактерий, но особенно много там содержится бактерий-палочек.
Нитчатые бактерии, к которым относятся следующие
многоклеточные микроорганизмы: серобактерии; железобактерии; марганцовистые
бактерии, вызывают разрушения и закупорку металлических труб, проводов,
холодильников и других сооружений.
Нитчатые бактерии могут быть как свободно плавающими, так и
прикрепленными, причем многие из них покрыты слизистой оболочкой. Они
размножаются очень быстро с помощью гонидий и конидий – особых спороподобных
овальных телец, возникающи в конце нити.
Гонидии созревают в материнской нити и затем отслаиваются,
приобретая самостоятельное движение за счет жгутиков.
Конидии созревают и развиваются в теле материнской нити. Но
они не обладают собственным движением.
Нитчатые бактерии устойчивы к высыханию, солнечному свету и действию
некоторых слабых дезинфицирующих веществ, поэтому борьба с ними ведется
следующими способами:
а) термической обработкой воды (при высокой температуре)
б) действием сильных окислителей (хлором, озоном,
хлораминами, растворами КМпО4 пли К2Сг2О7).
К микроорганизмам относятся также плесневые грибы и дрожжи.
Морфология грибов разнообразна, но основной структурой их тела являются
мицелии, или грибница, состоящая из разветвленных бесцветных нитей, называемых
гифами. Большинство грибов имеет многоклеточное строение. Они сочетают признаки
низших растительных организмов и бактерии. Ветвистый мицелий частью погружен в
питательную среду (воду) и быстро прорастает, образуя полый мицелии. Грибы
размножаются вегетативным способом (путем деления мицелии, и спорами; в воде
мицелии грибов способны распадаться на мелкие отрезки, которые по размерам и
составу оболочки близки к палочковидным бактериям).
Важность грибов при минерализации водоемов обусловливается
тем, что в процессе жизнедеятельности они продуцируют полезные антибиотики
(пенициллин и стрептомицин) и активно участвуют в расщеплении устойчивых
органических соединений (целлюлозы, парафинов, крахмала и др.).
Дрожжи относятся к одноклеточным грибам, не образующим
мицелий. Их клетка имеет шарообразную или овальную форму размером от 6 до 10
микрон, т. е. значительно больше величины обычных бактерий. Дрожжевая клетка
подобно бактериям состоит из ядра, цитоплазмы и оболочки, но построена более
сложно; она размножается, как и бактерии, путем деления (отпочкования) материнской
клетки на дочерние.
Дрожжи участвуют
в процессах брожения различных углеводов, расщепляя их в конечном итоге до
спиртов и углекислого газа.
|