Pulmad

Vee isepuhastumise mustrid veekogudes. Looduslike veekogude isepuhastusprotsessid

Reostusest ja joogivee puudusest planeedil on kirjutatud piisavalt. Ühes veevarude poolest rikkaimas riigis, Venemaal, ainult üks protsent veeallikast pinnaallikad joogiveevarustus vastab kvaliteedistandarditele. Jõgede ja järvede riigis Karjalas, kus veevarude kättesaadavus ületab Venemaa keskmist 2-3 korda, satub jaotusvõrkudesse umbes 70% veeproovidest. asulad, ära vasta hügieeninõuded, esitatud joogivesi. See on suuresti tingitud intensiivsest tehnogeensest ja agrotööstuslikust tegevusest, mis on suunatud eelkõige inimkonna esmavajaduste rahuldamisele, ning ebapiisava tähelepanu säästmisele. veevarud järgnevate põlvkondade jaoks. Kuid mitte ainult, “tänu” sellele, on inimkonnale eluliselt tähtis looduslik vesi kriitilisele lähedale.

Looduslik vesi on saastunud kõige enam erinevaid valdkondi. Veereostuse allikad on äärmiselt mitmekesised. Esiteks on need linnade ja tööstusettevõtete reovesi. Kõige veemahukamad tööstusharud on kaevandus-, terase-, keemia-, naftakeemia-, tselluloosi- ja paberitööstus ning toiduainete töötlemine. Nad tarbivad kuni 70% kogu tööstuses kulutatud veest. Samuti kasutatakse tohutul hulgal vett jahutamiseks termilise ja tuumaelektrijaamad, juhitav vesi toob kaasa veekogude termilise reostuse, mis rikub veekogude termilisi, hüdrokeemilisi ja hüdrobioloogilisi režiime.

IN viimased aastad paljudes piirkondades konkureerib neile loomakasvatusfarmide reovesi ning niisutusaladelt ja sademetega kaetud maadelt pärit vesi. 60-80% kogusummast kulub põllumajanduse vajadustele. mage vesi. Paljudes maailma piirkondades seostatakse veereostust üha enam sademed. Oma osa veekvaliteedi halvenemisel mängib jõgede ja järvede režiimi muutumine.

Suure saasteprobleemi tõttu looduslikud veed Vee puhastamiseks on erinevaid meetodeid ja meetodeid. Kuid vaatamata sellele on looduslike vete üks väärtuslikumaid omadusi nende isepuhastumisvõime.

Vete isepuhastumine on nende taastamine looduslikud omadused jõgedes, järvedes ja mujal veekogud, mis esineb looduslikult omavahel seotud füüsikalis-keemiliste, biokeemiliste ja muude protsesside (turbulentne difusioon, oksüdatsioon, sorptsioon, adsorptsioon jne) tulemusena. Jõgede ja järvede isepuhastumisvõime sõltub paljudest looduslikud tegurid. Nende tegurite hulka kuuluvad: bioloogilised - veetaimede organismide ja sissetuleva reovee komponentide koostoime keerulised protsessid; hüdroloogiline - saasteainete lahjendamine ja segamine vee põhiosaga; füüsiline – mõju päikesekiirgus ja temperatuur; mehaaniline - hõljuvate osakeste settimine; keemiline - orgaaniliste ainete muundumine mineraalseteks aineteks (st mineraliseerumine).

Vastuvõtmisel Reovesi veehoidlasse, reovesi seguneb reservuaari veega ja saasteainete kontsentratsioon väheneb. Täielik veevahetus jõgedes võtab keskmiselt 16 päeva, soodes - 5 päeva, järvedes - 17 aastat. Ajavahe on tingitud erinevad terminid täielik veevahetus erinevates vooluveekogudes ja veehoidlates.

Kõige intensiivsem vee isepuhastus veehoidlates ja vooluveekogudes toimub aastal soe periood aastad, mil bioloogiline aktiivsus veeökosüsteemides on suurim. Enesepuhastus toimub kiiremini jõgedes kiire vool. Enamik ladestuvad hõljuvad saasteained, need on hõljuvad mineraal- ja orgaanilised osakesed, helmintide munad ja mikroorganismid, tänu sellele vesi selgineb ja muutub läbipaistvaks.

Veekogusid reostavate anorgaaniliste ainete kontsentratsiooni vähendamine toimub hapete ja leeliste neutraliseerimisel looduslike vete loodusliku puhverdamise, vähelahustuvate ühendite tekke, hüdrolüüsi, sorptsiooni ja sadestumise tõttu. Keemilise ja biokeemilise oksüdatsiooni tõttu väheneb orgaaniliste ainete kontsentratsioon ja toksilisus.

Vee isepuhastuse üheks oluliseks protsessiks on orgaaniliste ainete mineraliseerumine ehk mineraalainete moodustumine orgaanilistest ainetest bioloogiliste, keemiliste ja muude tegurite mõjul. Vees mineraliseerumisega väheneb orgaaniliste ainete hulk, koos sellega võib oksüdeeruda ka mikroobide orgaaniline aine, mistõttu osa baktereid hukkub.

Isepuhastusprotsessi käigus surevad saprofüüdid ja patogeensed mikroorganismid. Nad surevad vee toitainete ammendumise tagajärjel; päikese ultraviolettkiirte bakteritsiidne toime, mis tungivad veesambasse üle 1 m; saprofüütide sekreteeritavate bakteriofaagide ja antibiootikumide mõju; ebasoodne temperatuuri tingimused; veeorganismide ja muude tegurite antagonistlik mõju. Märkimisväärset rolli vee isepuhastumisprotsessides mängivad nn saprofüütiline mikrofloora ja veeorganismid. Mõnedel veekogude mikrofloora esindajatel on patogeensete mikroorganismide suhtes antagonistlikud omadused, mis põhjustab viimaste surma. Lihtsaimad veeorganismid, aga ka zooplankton (vähid, rotiferid jne), lasevad vett läbi soolte, hävitavad tohutul hulgal baktereid. Veekogusse sattunud bakteriofaagid avaldavad mõju ka patogeensetele organismidele.

Isepuhastuv põhjavesi tekib läbi pinnase filtreerimise ja mineraliseerumisprotsesside tõttu.

Tuleb meeles pidada, et reservuaaride isepuhastumisvõime on piiratud. Plii, vase, tsingi ja elavhõbeda ühendid, mis võivad sattuda koos reoveega veekogudesse, avaldavad mürgist mõju loomade organismile, võivad aeglustada vee isepuhastusprotsesse ja halvendada selle organoleptilised omadused.

Suur tähtsus on veetaimestiku levikul (tihedad pilliroo, pilliroo ja kallaste tihnikud piki kallast), mis toimib neis omamoodi biofiltrina. Veetaimede kõrget puhastusvõimet kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusettevõtetes nii meil kui ka välismaal. Selleks luuakse erinevad kunstlikud settepaagid, kuhu istutatakse järve- ja sootaimestik, mis puhastab tõhusalt reostunud veekogusid.

Viimastel aastatel on laialt levinud kunstlik õhutamine – üks tõhusaid viise saastunud vee puhastamiseks, kui isepuhastusprotsess väheneb järsult vees lahustunud hapniku puuduse tõttu. Hea vee aeratsioon tagab oksüdatiivsete, bioloogiliste ja muude protsesside aktiveerumise, aidates kaasa vee puhastamisele. Selleks paigaldatakse reservuaaridesse ja vooluveekogudesse või õhutusjaamadesse enne saastunud vee väljalaskmist spetsiaalsed aeraatorid.

Bibliograafia

1. Avakyan A.B., Širokov V.M. Kompleksne kasutamine ja veevarude kaitse: Õpik. toetust. - Mn.: Un-koe, 1999;

2. Bernard Nebel “Keskkonnateadus” (2 köites), “MIR” M. 1993;

3. Belichenko Yu.P., Shvetsov M.N. Ratsionaalne kasutamine ja veekaitse. - M.: Rosselhozizdat, 2006

Ülesanne nr 6

LOODUSVEE ISEPUHASTUSPROTSESSID

1 SAASTUSLIIGID JA NENDE VESI

(VEEKESKKONNA ISEPUHASTAMISE KANALID)

Veekeskkonna isepuhastuv mõista veekogus toimuvate füüsikaliste, bioloogiliste ja keemiliste protsesside kogumit, mille eesmärk on vähendada saasteainete (saasteainete) sisaldust.

Üksikute protsesside panus loodusliku veekeskkonna isepuhastumisvõimesse sõltub saasteainete olemusest. Vastavalt sellele jagatakse saasteained tinglikult kolme rühma.

1). Konservatiivsed ained – mittelagunevad või sisse lagunevad looduskeskkond Nii aeglane . Need on mineraalsoolad, hüdrofoobsed ühendid, nagu kloororgaanilised pestitsiidid, nafta ja naftasaadused. Konservatiivsete ainete kontsentratsiooni vähenemine veereostuses toimub ainult lahjendamise, massiülekande füüsikaliste protsesside, kompleksi moodustumise, sorptsiooni ja bioakumulatsiooni füüsikalis-keemiliste protsesside tõttu. Isepuhastumine on näilise iseloomuga, kuna toimub ainult saasteainete ümberjaotumine ja hajumine keskkonnas ning külgnevate objektide saastumine.

2). Toitained on ained, mis osalevad bioloogilises tsüklis. Need on lämmastiku ja fosfori mineraalsed vormid, kergesti seeditavad orgaanilised ühendid.

Sel juhul toimub veekeskkonna isepuhastumine biokeemiliste protsesside tõttu.

3). Vees lahustuvad ained, mis ei osale bioloogiline tsükkel, mis satuvad inimtekkelistest allikatest reservuaaridesse ja vooluveekogudesse, sageli mürgised. Veekeskkonna isepuhastus nendest ainetest toimub peamiselt nende keemilise ja mikrobioloogilise muundamise tõttu.

Kõige olulisemad protsessid veekeskkonna isepuhastumiseks on järgmised:

– füüsilised ülekandeprotsessid: lahjendamine (segamine), saasteainete eemaldamine naaberveekogudesse (allavoolu), hõljuvate osakeste settimine, aurustumine, sorptsioon (hõljuvate osakeste ja põhjasetete poolt), bioakumulatsioon;

– mikrobioloogiline transformatsioon;

–keemiline muundamine: settimine, hüdrolüüs, fotolüüs, redoksreaktsioonid jne.

2 SAasteainete lahjendamine REAOVVEE VÄLJASTUSTE AJAL

VEETÖÖSTUSRAJATISTEST

Saasteainete mass reovees võrdub saasteainete massiga segavoolus (reovesi + vooluveekogu vesi). Saasteainete materjalibilansi võrrand:

Cct·q + γ·Q·Сф = Cв·(q + γ·Q),

kus Cct on saasteainete kontsentratsioon reovees, g/m3 (mg/dm3);

q – vooluveekogusse juhitava reovee maksimaalne vooluhulk, m3/s

γ – segunemistegur

Q – oja keskmine veekulu kuus, m3/s;

Cf – saasteainete taustkontsentratsioon vooluveekogus (määratud pikaajaliste vaatluste põhjal), g/m3 (mg/dm3);

Cw·– saasteainete kontsentratsioon vooluveekogus pärast segunemist (lahjendus), g/m3 (mg/dm3);

Materjalibilansi võrrandist saab leida saasteainete kontsentratsiooni vooluveekogus pärast lahjendamist:

Cv = https://pandia.ru/text/80/127/images/image002_20.png" width="117" height="73 src=">

L – kaugus piki vooluveekogu faarvaatrit (faarvaatri on antud sügavaim riba veekogu) vabastamispunktist kontrollpunkti, m;

α on koefitsient, mis sõltub hüdraulilise voolu tingimustest. Koefitsient α arvutatakse võrrandi abil:

kus ξ on koefitsient, mis sõltub reovee vooluveekogusse juhtimise asukohast: ξ = 1 kalda lähedale juhtimisel, ξ = 1,5 laevateele vabastamisel;

φ – vooluveekogu käänulisuse koefitsient, s.o vaadeldavate vooluveekogu lõikude vahelise kauguse suhe mööda faarvaatrit kaugusesse sirgjoonel; D – turbulentse difusiooni koefitsient.

Madalmaade jõgede ja lihtsustatud arvutuste puhul leitakse turbulentne difusioonikoefitsient järgmise valemi abil:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image005_9.png" width="59 height=47" height="47">= · Ks-v,

kus ac, av on aine A aktiivsus sorptsioonikihis ja vesifaasis;

γс, γв – aine A aktiivsuskoefitsiendid sorptsioonikihis ja vesifaasis;

Сс, Св – aine A kontsentratsioonid sorptsioonikihis ja vesifaasis;

Ks-v – aine A jaotuskoefitsient (tasakaalukonstant

AB ↔ AC, väljendatuna kontsentratsioonina).

Siis suhteliselt konstantne koefitsient aine A aktiivsus sorptsioonikihis (orgaaniline faas):

Ks-v = Ka s-v·DIV_ADBLOCK4">

Eelkõige määrab see kindlaks korrelatsiooni olemasolu ainete jaotuskoefitsientide vahel süsteemis oktanool - vesi ja tahke orgaaniline aine - vesi:

Ks-v ≈ 0,4 Ks-v ,

kus Co-in on aine jaotuskoefitsient oktanool-vee süsteemis.

Co-w väärtus on seotud aine lahustuvusega vees lihtsa empiirilise seosega:

log Co-in = (4,5 ÷ 0,75) log S,

kus S on aine lahustuvus, väljendatuna mg/dm3.

See seos kehtib paljude orgaaniliste ühendite klasside, sealhulgas süsivesinike, halogeenitud süsivesinike, aromaatsete hapete, kloororgaaniliste pestitsiidide ja klooritud bifenüülide kohta.

Looduslikes sorbentides moodustab orgaaniline aine ainult teatud osa sorbendi massist. Seetõttu normaliseeritakse jaotuskoefitsient sorbendi-vee süsteemis Ks-v orgaanilise süsiniku sisaldusele sorbendis Ks-v*:

Ks-v* = Ks-v ω(C),

kus ω(C) – massiosa orgaaniline aine sorbendis.

Sel juhul on vesikeskkonnast ωsorb sorbeeritud aine osa võrdne:

ωsorb = https://pandia.ru/text/80/127/images/image009_9.png" width="103" height="59">,

kus Ssorb on vees suspendeeritud sorbendi kontsentratsioon.

Põhjasetetes on Ssorbi väärtus märkimisväärne, seetõttu võib paljude saasteainete puhul Ks-v*·Ssorb >> 1 ja nimetaja ühtsuse tähelepanuta jätta. ωsorb väärtus kipub olema ühtne, st kogu aine A on sorbeeritud olekus.

Avatud reservuaarides on olukord erinev - suspendeeritud sorbendi kontsentratsioon on äärmiselt madal. Seetõttu annavad sorptsiooniprotsessid olulise panuse reservuaari isepuhastumisse ainult ühendite puhul, mille Ks-v ≥ 105.

Paljude saasteainete sorptsioon vees lahustuvusega 10-3 mol/l on üks peamisi protsesse keemilise aine eemaldamiseks vesifaasist. Nende ainete hulka kuuluvad kloororgaanilised pestitsiidid, polüklooritud bifenüülid ja PAH-id. Need ühendid lahustuvad vees vähe ja neil on kõrge Co-w väärtus (104–107). Sorptsioon on kõige tõhusam viis veekeskkonna isepuhastamiseks sellistest ainetest.

4 MIKROBIOLOOGILINE ISEPUHASTUS

Saasteainete mikrobioloogilist muundamist peetakse veekeskkonna isepuhastumise üheks peamiseks kanaliks . Mikrobioloogilised biokeemilised protsessid hõlmavad mitut tüüpi reaktsioone. Need on reaktsioonid, mis hõlmavad redoks- ja hüdrolüütilisi ensüüme. Optimaalne temperatuur biolagunemisprotsesside toimumiseks on saasteained 25-30ºС.

Aine mikrobioloogilise muundumise kiirus ei sõltu ainult selle omadustest ja struktuurist, vaid ka mikroobikoosluse metaboolsest võimest..png" width="113" height="44 src=">,

kus CS on substraadi (saasteaine) kontsentratsioon, . Siin on keff biolüüsi kiiruskonstant, .m on mikroorganismide biomass või populatsiooni suurus.

Mõnede saasteainete pseudo-esimest järku transformatsiooni kineetika fikseeritud populatsiooni suuruse juures ja kiiruskonstandi otsene proportsionaalne suurenemine bakterite arvu suurenemisega on paljudel juhtudel eksperimentaalselt tõestatud. Pealegi ei sõltu keff paljudel juhtudel rahvastiku kasvu faasist, pindalast ja liigiline koostis mikroobide kooslus.

Esimest järku reaktsiooni kineetilise võrrandi integreerimisel saame:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image013_7.png" width="29" height="25 src="> – substraadi algkontsentratsioon (või biokeemiliselt oksüdeeruvate ainete, mis vastab BODtotal-ile). ;

– substraadi (või biokeemiliselt oksüdeeruvate ainete, mis vastab BODtotal – BODτ) hetkekontsentratsioonile.

Kui asendada https://pandia.ru/text/80/127/images/image014_8.png" width="29" height="25"> võrrandis vastava BOD väärtusega, saame:

Tähistame kB/2,303 = k*, kus k* on biokeemiline oksüdatsioonikonstant (sellel on esimest järku reaktsioonikonstandi mõõde - päev-1). Võrrandi võimendamisel on meil võrrand, mis on seotud BODtotaliga. ja BODτ eksponentsiaalsel kujul:

Seda võrrandit kasutades saame määrata biokeemiliselt oksüdeeruvate ainete täieliku oksüdeerumise aeg - aeg, mille jooksul oksüdeerub 99% ainest .

Keskmiste laiuskraadide looduslikes tingimustes lagunevad mikrobioloogiliste protsesside tulemusena normaalse struktuuriga alkaanid kõige kiiremini (3 nädalaga 60-90%). Hargnenud alkaanid ja tsükloalkaanid lagunevad aeglasemalt kui n-alkaanid – nädalaga 40%, kolme nädalaga 80%. Madala molekulmassiga benseeni derivaadid mineraliseeruvad kiiremini kui küllastunud süsivesinikud (näiteks fenoolid ja kresoolid) . Asendatud di- ja triklorofenoolid lagunevad põhjasetetes täielikult nädalaga, nitrofenoolid - kahe kuni kolme nädala jooksul. PAH-d lagunevad aga aeglaselt.

Biolagunemisprotsesse mõjutavad paljud tegurid: valgustus, lahustunud hapniku sisaldus, pH , toitainete sisaldus, toksiliste ainete olemasolu jne. . Isegi kui mikroorganismidel on saasteainete hävitamiseks vajalik ensüümide komplekt, ei pruugi nad täiendavate substraatide või tegurite puudumise tõttu olla aktiivsed.

5 HÜDROLÜÜS

Paljud saasteained on nõrgad happed või alused ja osalevad happe-aluse muundumisel. Nõrkade aluste või nõrkade hapete moodustatud soolad hüdrolüüsivad . Nõrkadest alustest moodustunud soolad hüdrolüüsivad katioonid, nõrkadest hapetest moodustunud soolad aniooniga. TM, Fe3+, Al3+ katioonid hüdrolüüsivad:

Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+

Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+

Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+

Pb2+ + HOH ↔ PbOH+ + H+.

Need protsessid põhjustavad keskkonna hapestumist.

Nõrkade hapete anioonid hüdrolüüsitakse:

CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-

SiO32- + HOH ↔ HSiO3- + OH-

PO43- + HOH ↔ HPO42- + OH-

S2- + HOH ↔ HS - + OH-,

mis aitab kaasa keskkonna leelistamisele.

Hüdrolüüsivate katioonide ja anioonide samaaegne esinemine põhjustab mõnel juhul täieliku pöördumatu hüdrolüüsi, mis võib põhjustada halvasti lahustuvate hüdroksiidide Fe(OH)3, Al(OH)3 jne sadenemise.

Katioonide ja anioonide hüdrolüüs toimub kiiresti, kuna see on seotud ioonivahetusreaktsioonidega.

Orgaanilistest ühenditest hüdrolüüsivad estrid ja amiidid karboksüülhapped ja mitmesugused fosforit sisaldavad happed. Sel juhul osaleb vesi reaktsioonis mitte ainult lahustina, vaid ka reagendina:

R1–COO–R2 + HOH ↔ R1–COOH + R2OH

R1–COO–NH2 + HOH ↔ R1–COOH + NH3

(R1O)(R2O)–P=O(OR3) + HOH ↔ H3PO4 + R1OH + R2OH + R3OH

Näitena võib mainida diklorofossi (o, o-dietüül-2,2-diklorovinüülfosfaati).

(C2H5O)2–P=O(O–CH=CCl2) + 2HOH ↔ (HO)2–P=O(O–CH=CCl2) + 2C2H5OH

Samuti hüdrolüüsitakse mitmesuguseid halogeenorgaanilisi ühendeid:

R–Cl + HOH ↔ R–OH + HCl;

R–C–Cl2 + 2HOH ↔ R–C–(OH)2 + 2HCl ↔ R–C=O + H2O + 2HCl;

R–C–Cl3 + 3HOH ↔ R–C–(OH)3 + 3HCl ↔ R–COOH + 2H2O + 3HCl.

Need hüdrolüütilised protsessid toimuvad erineval ajaskaalal. Hüdrolüüsireaktsioone saab läbi viia nii ilma katalüsaatorita kui ka katalüsaatoritena looduslikes vetes lahustunud hapete ja aluste osalusel. Sellest lähtuvalt võib hüdrolüüsi kiiruskonstandi esitada järgmiselt:

Kus https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> – happelise hüdrolüüsi, hüdrolüüsi neutraalses keskkonnas ja aluselise hüdrolüüsi kiiruskonstandid;

Sel juhul võib hüdrolüüsi pidada pseudoesimest järku reaktsiooniks, kuna saasteaineid leidub looduslikes vetes mikrokogustes. Vee kontsentratsioon võrreldes nende kontsentratsioonidega on palju suurem ja seda peetakse praktiliselt muutumatuks.

Saasteaine ajas muutuva kontsentratsiooni määramiseks kasutatakse esimest järku kineetilise reaktsiooni võrrandit:

kus C0 – saasteaine algkontsentratsioon;

KOOS – praegune saasteaine kontsentratsioon;

τ – reaktsiooni algusest möödunud aeg;

k – reaktsiooni (hüdrolüüsi) kiiruskonstant.

Saasteaine konversiooniastme (reageerinud aine osakaalu) saab arvutada võrrandi abil:

β = (C0 – C)/C0 = 1– e-kτ.

6 PROBLEEMIDE LAHENDAMISE NÄITET

Näide 1. Arvutage rauaioonide Fe3+ kontsentratsioon jõevees 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui selle kontsentratsioon reovees reservuaari väljalaskmisel on 0,75 mg/dm3. Jõe voolukiirus on 0,18 m/s, mahtvooluhulk 62 m3/s, jõe sügavus 1,8 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,0. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,005 m3/s. Fe3+ taustkontsentratsioon on 0,3 mg/dm3.

Lahendus:

Turbulentse difusiooni koefitsient on võrdne

https://pandia.ru/text/80/127/images/image025_3.png" width="147" height="43">.

Koefitsient α vastavalt ülesande tingimustele (reovee ärajuhtimise tingimusi arvestav koefitsient ξ = 1 kalda lähedale juhtimisel; jõe käänulisuse koefitsient φ = 1) arvutatakse võrrandiga:

= 1.0 1.0https://pandia.ru/text/80/127/images/image028_2.png" width="44" height="28 src="> ja leidke selle arvväärtus

β = https://pandia.ru/text/80/127/images/image030_2.png" width="107" height="73">.png" width="145" height="51 src="> .= 0,302 ≈ 0,3 mg/dm3.

Vastus: Fe3+ kontsentratsioon 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast on 0,302 mg/dm3, st peaaegu võrdne taustkontsentratsiooniga.

Näide 2. Arvutage biooksüdatsiooni kiiruskonstant k*, kui on katseliselt kindlaks tehtud, et kogu BHT täheldati proovi inkubeerimise 13. päeval. Kui suur osa BODtotalist on antud juhul BOD5?

Lahendus:

BODtot määramiseks eeldatakse, et BODtot: (BODtot – BODτ) = 100: 1, st 99% orgaanilistest ainetest on oksüdeerunud.

k* = https://pandia.ru/text/80/127/images/image035_1.png" width="72" height="47"> = 1–10-k*5 = 1–10–0,15 ∙5 = 0,822 või 82,2%.

Vastus : Biooksüdatsiooni kiiruskonstant on 0,15 päev-1. BOD5 BODtotalist on 82,2%.

Näide 3. Arvutage poolväärtusaeg, hüdrolüüsiaste ja metüülkoratsetaadi (ClCH2COOCH3) kontsentratsioon T = 298K juures seisvas reservuaaris pH = 6,9 pärast: a) 1 tund; b) 1 päev pärast reservuaari sattumist, kui selle algkontsentratsioon oli 0,001 mg/l. Metüülkloroatsetaadi hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

Lahendus:

Vastavalt massimõju seadusele on hüdrolüüsi kiirus võrdne

kus kHYDR on hüdrolüüsi kiiruskonstant, s-1;

Saasteainete kontsentratsioon – saasteainete kontsentratsioon.

Hüdrolüüsi võib pidada pseudo-esimese järgu reaktsiooniks, kuna saasteaineid leidub looduslikes vetes väikestes kogustes. Vee kontsentratsioon võrreldes nende kontsentratsioonidega on palju suurem ja seda peetakse praktiliselt muutumatuks.

Hüdrolüüsikonstant arvutatakse võrrandi abil

Kus https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> – happelise hüdrolüüsi, neutraalses keskkonnas hüdrolüüsi ja aluselise hüdrolüüsi kiiruskonstandid (vt lisatabelit );

СH+ – vesinikioonide kontsentratsioon, mol/l;

СOH – hüdroksiidioonide kontsentratsioon, mol/l.

Kuna vastavalt ülesande tingimustele on pH = 6,9, saame leida vesinikioonide kontsentratsiooni ja hüdroksiidioonide kontsentratsiooni.

Vesinikuioonide kontsentratsioon (mol/l) on võrdne:

CH+. = 10-pH = 10-6,9 = 1,26·10-7.

Vesiniku ja hüdroksüüli näitajate summa on alati konstantne

Seetõttu saate pH-d teades leida hüdroksüülindeksi ja hüdroksiidioonide kontsentratsiooni.

pOH = 14 – pH = 14 – 6,9 = 7,1

Hüdroksiidioonide kontsentratsioon (mol/l) on võrdne:

COH - = 10-pOH = 10-7,1 = 7,9 10-8.

Metüülkloroatsetaadi hüdrolüüsikonstant on:

2,1·10-7·1,26·10-7+8,5·10-5+140·7,9·10-8=.

8,5·10-5 + 1,1·10-5 = 9,6·10-5s-1.

Aine poolestusaeg τ0,5 esimest järku reaktsioonis on võrdne:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image037_1.png" width="155" height="47">s = 2 tundi.

Saasteaine konversiooniastme (hüdrolüüsi astme) saab arvutada võrrandi abil:

β = (C0 – C)/C0 = 1– e-kτ.

Tund pärast metüülkloroatsetaadi sisenemist reservuaari on selle hüdrolüüsiaste võrdne:

β = 1– e-0,000096·3600 = 1–0,708 = 0,292 (ehk 29,2%).

24 tunni pärast on saasteainete hüdrolüüsi aste:

β = 1 – e-0,000096 24 3600 = 1 – 0,00025 = 0,99975 (ehk 99,98%).

Metüülkloroatsetaadi hetkekontsentratsiooni saab määrata, teades selle konversiooniastet C = C0(1 – β).

Tund pärast metüülkloroatsetaadi reservuaari sisenemist on selle kontsentratsioon:

C = C0(1 – β) = 0,001 (1 – 0,292) = 0,001·0,708 = 7,08 10-4 mg/l.

24 tunni pärast on saasteainete kontsentratsioon võrdne:

C = C0(1 – β) = 0,001 (1 – 0,99975) = 0,001·0,00025 = 2,5 10-7 mg/l.

Vastus: Metüülkloroatsetaadi poolväärtusaeg on 2 tundi. Tund pärast saasteaine reservuaari sattumist on selle muundumisaste 29,2%, kontsentratsioon – 7,08 10-4 mg/l. Päev pärast saasteaine reservuaari sattumist on selle muundumisaste 99,98%, kontsentratsioon – 2,5 ± 10-7 mg/l.

7 ÜLESANNE ISESEISEMA LAHENDUSEKS

1. Arvutage Cu2+ ioonide kontsentratsioon jõevees 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui Cu2+ kontsentratsioon reovees on 0,015 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,25 m/s, mahtvooluhulk 70 m3/s, jõe sügavus 3 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,2. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,05 m3/s. Cu2+ taustkontsentratsioon on 0,010 mg/l.

2. Arvutage NH4+ ioonide kontsentratsioon jõevees 800 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui NH4+ kontsentratsioon reovees on 0,25 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,18 m/s, mahtvooluhulk 50 m3/s, jõe sügavus 1,8 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,2. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,04 m3/s. NH4+ taustkontsentratsioon on 0,045 mg/l.

3. Arvutage Al3+ ioonide kontsentratsioon jõevees 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui Al3+ kontsentratsioon reovees on 0,06 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,25 m/s, mahtvooluhulk 70 m3/s, jõe sügavus 3 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,0. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,05 m3/s. Al3+ taustkontsentratsioon on 0,06 mg/l.

4. Arvutage Fe3+ ioonide kontsentratsioon jõevees 300 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui Fe3+ kontsentratsioon reovees on 0,55 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,20 m/s, mahtvooluhulk 65 m3/s, jõe sügavus 2,5 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,1. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,45 m3/s. Fe3+ taustkontsentratsioon on 0,5 mg/l.

5. Arvutage sulfaadioonide kontsentratsioon jõevees 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui SO42- kontsentratsioon reovees on 105,0 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,25 m/s, mahtvooluhulk 70 m3/s, jõe sügavus 3 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,2. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,05 m3/s. SO42- taustkontsentratsioon on 29,3 mg/l.

6. Arvutage kloriidioonide kontsentratsioon jõevees 500 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui Cl - kontsentratsioon reovees on 35,0 mg/l. Jõe voolukiirus on 0,25 m/s, mahtvooluhulk 70 m3/s, jõe sügavus 3 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,0. Reovesi juhitakse kaldalt. Reovee mahuline vooluhulk on 0,5 m3/s. SO42- taustkontsentratsioon on 22,1 mg/l.

7. Cu2+ vase ioonide kontsentratsioon reovees on 0,02 mg/l. Millisel kaugusel reovee väljalaskekohast ületab Cu2+ kontsentratsioon fooni 10%, kui reovee mahuline vooluhulk on 0,05 m3/s? Jõe voolukiirus on 0,15 m/s, mahtvooluhulk 70 m3/s, jõe sügavus 3 m, jõe kurvikuse koefitsient 1,2. Reovesi juhitakse kaldalt. Cu2+ taustkontsentratsioon on 0,010 mg/l.

8. Atmosfäärist kuivsadestamise tulemusena sattusid 50 mikroni läbimõõduga ja 2500 kg/m3 tihedusega aerosooliosakesed 1,5 m sügavusse voolavasse reservuaari. Vee voolukiirus on 0,8 m/s, vee viskoossus 1·10-3 Pa·s, vee tihedus 1000 kg/m3. Kui kaugele need voolu poolt kaasa kantud osakesed läbivad enne põhja settimist?

9. Atmosfäärist märja sadestumise tulemusena sisenesid 20 mikroni läbimõõduga ja 2700 kg/m3 tihedusega aerosooliosakesed 3,0 m sügavusse voolavasse reservuaari. Vee voolukiirus on 0,2 m/s, vee viskoossus 1·10-3 Pa·s, vee tihedus 1000 kg/m3. Kui kaugele need voolu poolt kaasa kantud osakesed läbivad enne põhja settimist?

10. Atmosfäärist kuivsadestamise tulemusena sattusid 2,0 m sügavusse voolavasse reservuaari 40 mikroni läbimõõduga ja 2700 kg/m3 tihedusega aerosooliosakesed. Vee voolukiirus on 0,25 m/s, vee viskoossus 1·10-3 Pa·s, vee tihedus 1000 kg/m3. Veehoidla pikkus hoovuse suunas on 5000 m. Kas need osakesed settivad veehoidla põhja või kanduvad vooluga need üle selle piiride?

11. Arvutage reoveega voolavasse reservuaari sisenevate hõljuvate osakeste läbimõõt, mis settivad reservuaari põhja 200 m kaugusel reovee väljalaskekohast, kui osakeste tihedus on 2600 kg/m3. Vee voolukiirus on 0,6 m/s, vee viskoossus 1·10-3 Pa·s, vee tihedus 1000 kg/m3. Veehoidla sügavus on 1,8 m.

12. Õnnetuse tagajärjel levis reservuaari pinnale heksaan. Heksaani küllastunud aururõhk temperatuuril 20 °C, 30 °C ja 40 °C on vastavalt 15998,6 Pa, 24798,0 Pa ja 37063,6 Pa. Määrake graafiliselt heksaani küllastunud auru rõhk temperatuuril 15 °C. Arvutage valemi abil heksaani aurustumiskiirus temperatuuril 15°C, kui tuule kiirus on 1 m/s. Õhu tihedus 0°C juures on 1,29 kg/m3, õhu viskoossus 15°C juures 18∙10−6 Pa∙s, heksaanist moodustunud laigu läbimõõt veepinnal on 100 m.

13. Õnnetuse tagajärjel levis tolueen üle reservuaari pinna. Tolueeni küllastunud aururõhk temperatuuril 20 °C, 30 °C ja 40 °C on vastavalt 3399,7 Pa, 5266,2 Pa ja 8532,6 Pa. Määrake graafiliselt tolueeni küllastunud auru rõhk temperatuuril 25 °C. Arvutage tolueeni aurustumiskiirus 25°C juures valemiga, kui tuule kiirus on 2 m/s. Õhu tihedus 0°C juures on 1,29 kg/m3, õhu viskoossus 25°C juures 20∙10−6 Pa∙s, tolueenist moodustunud laigu läbimõõt veepinnal on 200 m.

14. Õnnetuse tagajärjel levis see üle veehoidla pinna m-ksüleen. Küllastunud auru rõhk m-ksüleen 20 °C ja 30 °C juures on vastavalt 813,3 ja 1466,5 Pa. Määrake küllastunud auru rõhk m-ksüleen temperatuuril 25°C, kasutades keemilise reaktsiooni isobaari võrrandi integraalvormi. Arvutage aurustumiskiirus m-ksüleen 25°C juures valemi järgi, kui tuule kiirus on 5 m/s. Õhu tihedus 0°C juures on 1,29 kg/m3, õhu viskoossus 25°C juures on 20∙10−6 Pa∙s, tekkinud laigu läbimõõt m- ksüleen veepinnal, võrdne 500 m.

15. Benseeni sattus kogemata laboripingile. Benseeni küllastunud auru rõhk temperatuuril 20 °C ja 30 °C on vastavalt 9959,2 ja 15732,0 Pa. Määrake benseeni küllastunud auru rõhk temperatuuril 25 °C, kasutades keemilise reaktsiooni isobaari võrrandi lahutamatut vormi. Arvutage benseeni aurustumiskiirus temperatuuril 25 °C, kasutades emissioonimeetodit kahjulikud ained atmosfääris. Benseenist moodustatud laigu läbimõõt laua pinnal on 0,5 m. Kas MPC väärtust ületatakse? h.(C6H6) = 5 mg/m3 15 minutit pärast benseeni reostust, kui ruumi maht on 200 m3?

16. Klorobenseen sattus kogemata laboripingile. Klorobenseeni küllastunud aururõhk temperatuuril 20 °C ja 30 °C on vastavalt 1173,2 ja 199,8 Pa. Määrake klorobenseeni küllastunud auru rõhk temperatuuril 25 °C, kasutades keemilise reaktsiooni isobaari võrrandi lahutamatut vormi. Arvutage klorobenseeni aurustumiskiirus 25°C juures, kasutades atmosfääri kahjulike ainete heitkoguste määramise meetodit. Klorobenseenist tekkinud laigu läbimõõt laua pinnal on 0,3 m. Kas MPC väärtust ületatakse? h.(C6H5Cl) = 50 mg/m3 10 minutit pärast klorobenseeni leket, kui ruumi maht on 150 m3?

17. Õnnetuse tagajärjel tekkis oktaanarvu, tolueeni ja m- ksüleen kaaluga 1000 kg. Segu koostis (massiosa): oktaanarv - 0,3; tolueen - 0,4; m-ksüleen - 0,3. Küllastunud aururõhk oktaanarvust, tolueenist ja m-ksüleen 20 °C juures on 1386,6; vastavalt 3399,7 Pa ja 813,3 Pa. Arvutage süsivesinike aurustumiskiirused 20°C juures, kasutades atmosfääri kahjulike ainete heitkoguste määramise metoodikat. Määrata segu koostis (massifraktsioonid) tunni pärast, kui süsivesinike segust moodustunud laigu läbimõõt veepinnal on 10 m. Tuule kiirus on 1m/s.

18. Õnnetuse tagajärjel tekkis benseeni, tolueeni ja m- ksüleen kaaluga 1000 kg. Segu koostis (massifraktsioon): benseen - 0,5; tolueen - 0,3; m-ksüleen - 0,2. Küllastunud aururõhk benseeni, tolueeni ja m-ksüleen 20 °C juures on 9959,2; vastavalt 3399,7 Pa ja 813,3 Pa. Arvutage süsivesinike aurustumiskiirused 20°C juures, kasutades atmosfääri kahjulike ainete heitkoguste määramise metoodikat. Määrata segu koostis (massifraktsioonid) tunni pärast, kui süsivesinike segust moodustunud laigu läbimõõt veepinnal on 12 m. Tuule kiirus on 0,5 m/s.

19. Arvutage 3,5% (massi järgi) orgaanilist süsinikku sisaldavate suspendeeritud osakeste poolt adsorbeeritud 2,3,7,8-Cl4-dibensodioksiini fraktsioon. Hõljuvate osakeste kontsentratsioon reservuaari põhjakihtides on 12 000 ppm. 2,3,7,8-Cl4-dibensodioksiini jaotuskoefitsient oktanool-vesi süsteemis KO-B on 1,047·107.

20. Arvutage 4% (massi järgi) orgaanilist süsinikku sisaldavate suspendeeritud osakeste poolt adsorbeeritud 1,2,3,4-Cl4-dibensodioksiini fraktsioon. Hõljuvate osakeste kontsentratsioon reservuaari põhjakihtides on 10 000 ppm. 1,2,3,4-Cl4-dibensodioksiini jaotuskoefitsient oktanool-vesi süsteemis KO-B on 5,888·105.

21. Arvutage 10% (massi järgi) orgaanilist süsinikku sisaldavate suspendeeritud osakeste poolt adsorbeeritud fenooli osa. Hõljuvate osakeste kontsentratsioon reservuaari põhjakihtides on 50 000 ppm. Fenooli jaotuskoefitsient oktanool-vesi süsteemis KO-B on 31.

22. Kas 0,01 mg/l Pb2+ ioone sisaldava reovee sattumisel voolavasse reservuaari mahulise voolukiirusega 50 m3/s tekib PbSO4 sete? Heitvee mahuline vooluhulk on 0,05 m3/s. SO42- taustkontsentratsioon on 30 mg/l. Võtke segamistegur γ, mis on võrdne 1∙10-4. PR(PbSO4) = 1,6 10-8.

23. Kas 0,7 mg/l Fe3+ ioone sisaldava reovee sattumisel voolavasse reservuaari mahulise voolukiirusega 60 m3/s tekib Fe(OH)3 sade? Heitvee mahuline vooluhulk on 0,06 m3/s. pH = 7,5. Võtke segamistegur γ, mis on võrdne 4∙10-4. PR(Fe(OH)3) = 6,3 10-38.

24. Arvutage hüdrolüüsi aste ja kloroformi (CHCl3) kontsentratsioon temperatuuril T = 298 K seisvas reservuaaris pH = 7,5 pärast: a) 1 päev; b) 1 kuu; c) 1 aasta pärast selle reservuaari sattumist, kui selle algkontsentratsioon oli 0,001 mg/l. Kloroformi hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

25. Arvutage hüdrolüüsi aste (konversiooniaste) ja diklorometaani (CH2Cl2) kontsentratsioon temperatuuril T = 298 K seisvas reservuaaris pH = 8,0 pärast: a) 1 ööpäeva möödumist; b) 1 kuu; c) 1 aasta pärast selle reservuaari sattumist, kui selle algkontsentratsioon oli 0,001 mg/l. Diklorometaani hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

26. Arvutage hüdrolüüsi aste (konversiooniaste) ja bromometaani (CH3Br) kontsentratsioon temperatuuril T = 298 K seisvas reservuaaris pH = 8,0 pärast: a) 1 ööpäeva möödumist; b) 1 kuu; c) kuus kuud pärast selle sattumist reservuaari, kui selle algkontsentratsioon oli 0,005 mg/l. Bromometaani hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

27. Mis aja möödudes on etüülatsetaadi kontsentratsioon aeglaselt voolavas reservuaaris võrdne: a) poolega algkontsentratsioonist; b) 10% algkontsentratsioonist; c) 1% algsest kontsentratsioonist? T = 298K. pH = 6,5. Etüülatsetaadi hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

28. Mis aja möödudes muutub fenüülatsetaadi kontsentratsioon seisvas veekogus võrdseks: a) poolega algkontsentratsioonist; b) 10% algkontsentratsioonist; c) 1% algsest kontsentratsioonist? T = 298K. pH = 7,8. Fenüülatsetaadi hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

29. Mis aja möödudes on fenüülbensoaadi kontsentratsioon seisvas reservuaaris võrdne: a) poolega algkontsentratsioonist; b) 10% algkontsentratsioonist; c) 1% algsest kontsentratsioonist? T = 298K. pH = 7,5. Fenüülbensoaadi hüdrolüüsi kiiruskonstandid on toodud tabelis.

30. Arvutage loodusliku vee biooksüdatsioonikonstant k* ja poole saasteainete eemaldamise aeg, kui katseliselt on määratud BHT5 ja BHTtotal väärtused vastavalt 3,0 ja 10,0 mgO2/dm3.

31. Arvutage loodusliku vee biooksüdatsioonikonstant k* ja poole saasteainete eemaldamise aeg, kui katseliselt on määratud BHT5 ja BHTtotal väärtused vastavalt 1,8 ja 8,0 mgO2/dm3.

32. Arvutage loodusliku vee biooksüdatsiooni kiiruskonstant k*, kui katseliselt on kindlaks tehtud, et selle veeproovi inkubeerimise 13. päeval täheldatakse BHT koguväärtust. Kui suur osa BODtotalist on antud juhul BOD5?

33. Arvutage loodusliku vee biooksüdatsiooni kiiruskonstant k*, kui katseliselt on kindlaks tehtud, et selle veeproovi inkubeerimise 18. päeval täheldatakse BHT koguväärtust. Kui suur osa BODtotalist on antud juhul BOD5?

34. Fenooli täieliku oksüdeerumise aeg loodusliku aeratsiooniga tiigis oli 50 päeva. Arvutage fenooli biooksüdatsiooni kiiruskonstant k* selles tiigis ja selle kontsentratsioon 10 päeva pärast, kui fenooli algkontsentratsioon on 20 µg/l.

35. Tolueeni täieliku oksüdeerumise aeg loodusliku aeratsiooniga tiigis oli 80 päeva. Arvutage tolueeni biooksüdatsiooni kiiruskonstant k* selles tiigis, samuti selle kontsentratsioon 30 päeva pärast, kui tolueeni algkontsentratsioon on 50 µg/l.

36. Arvuta COD. äädikhape. Arvutage 1,10-4 mol/L äädikhapet sisaldava loodusliku vee KHT. Arvutage BODtotal. sellest veest, kui BHTsumma: KHT = 0,8: 1. Arvutage

37. Määrata fenooli kontsentratsioon seisva reservuaari vees üks päev pärast selle sisenemist, kui fenooli algkontsentratsioon oli 0,010 mg/l. Arvestage, et fenooli muundumine toimub peamiselt RO2 radikaali oksüdatsiooni tulemusena. RO2 püsikontsentratsioon on 10-9 mol/l. Reaktsiooni kiiruskonstant on 104 mol l-1 s-1.

38. Määrata formaldehüüdi kontsentratsioon aeglase vooluga reservuaari vees 2 päeva pärast selle sisenemist, kui formaldehüüdi algkontsentratsioon oli 0,05 mg/l. Arvestage, et formaldehüüdi muundumine toimub peamiselt RO2 radikaali oksüdatsiooni tulemusena. RO2 püsikontsentratsioon on 10-9 mol/l. Reaktsiooni kiiruskonstant on 0,1 mol l-1 s-1.

RAKENDUS

Tabel - Osade orgaaniliste ainete hüdrolüüsi kiiruskonstandid T=298K juures

Aine	Tooted hüdrolüüs	Hüdrolüüsi konstandid
l mol-1 s-1		l mol-1 s-1
Etüülatsetaat	CH3COOH + C2H5OH
Metüülkloroatsetaat	СlCH2COOH + CH3OH
Fenüülatsetaat	CH3COOH + C6H5OH
Fenüülbensoaat	C6H5COOH + C6H5OH
Kloriid CH3Cl
Bromometaan CH3Br
Diklorometaan CH2Cl2
Triklorometaan CHCl3

Veekogude isepuhastus

Veeökosüsteemi toimimise ajal toimub pidev aine- ja energiavahetus. See vahetus on tsükliline erineval määral isoleerimine, millega kaasneb orgaanilise aine, eelkõige fenoolide muundumine füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste tegurite mõjul. Muundamise käigus võib toimuda keerukate orgaaniliste ainete järkjärguline lagunemine lihtsateks ja lihtsad ained sünteesida keerukateks. Olenevalt veeökosüsteemile avalduva välismõju intensiivsusest ja protsesside iseloomust taastub veeökosüsteem kas tausttingimustele (isepuhastumine) või liigub veeökosüsteem teise püsiseisund, mida iseloomustavad muud kvantitatiivsed ja kvalitatiivsed näitajad biootiliste ja abiootilised komponendid. Kui välismõju ületab veeökosüsteemi iseregulatsioonivõime, võib toimuda selle hävimine.

Loodusveekogude isepuhastus toimub välistest allikatest tulevate ainete kaasamise tõttu pidevalt toimuvatesse transformatsiooniprotsessidesse, mille tulemusena suunatakse saadud ained tagasi oma reservfondi.

Ainete muundumine on erinevate samaaegselt toimivate protsesside tulemus, mille hulgas saab eristada füüsikalisi, keemilisi ja bioloogilisi mehhanisme. Iga mehhanismi panuse suurus sõltub lisandi omadustest ja konkreetse ökosüsteemi omadustest.

Biokeemiline isepuhastus.

Biokeemiline isepuhastus on veeorganismide poolt läbiviidava ainete muundamise tagajärg. Reeglina annavad isepuhastusprotsessile peamise panuse biokeemilised mehhanismid ja alles siis, kui veeorganisme rõhutakse (näiteks toksiliste ainete mõju all), hakkavad füüsikalis-keemilised protsessid mängima olulisemat rolli. Orgaaniliste ainete biokeemiline muundamine toimub nende kaasamise tagajärjel troofilistesse võrkudesse ning toimub tootmis- ja hävitamisprotsesside käigus.

Eriti oluline roll esmatootmine mängib rolli, kuna see määrab ära enamiku reservuaarisiseseid protsesse. Orgaanilise aine uue moodustumise peamine mehhanism on fotosüntees. Enamikus veeökosüsteemides on fütoplankton peamised esmatootjad. Fotosünteesi käigus muundatakse päikeseenergia otse biomassiks. Selle reaktsiooni kõrvalsaadus on vee fotolüüsil toodetud vaba hapnik. Koos fotosünteesiga läbivad taimed hingamisprotsessid, mis tarbivad hapnikku.

Isepuhastumise keemilised mehhanismid.

Fotolüüs on aine molekulide muundumine neeldunud valguse mõjul. Fotolüüsi erijuhud on fotokeemiline dissotsiatsioon – osakeste lagunemine mitmeks lihtsamaks ja fotoionisatsioon – molekulide muundumine ioonideks. Alates koguarv Fotosünteesis kasutatakse umbes 1% päikesekiirgust, 5% kuni 30% peegeldub veepinnalt. Peamine osa päikeseenergiast muundatakse soojuseks ja osaleb fotokeemilistes reaktsioonides. Päikesevalguse kõige tõhusam osa on ultraviolettkiirgus. Ultraviolettkiirgus neeldub umbes 10 cm paksuses veekihis, kuid turbulentse segunemise tõttu võib see tungida sügavamatesse veekogude kihtidesse. Fotolüüsitava aine kogus sõltub aine tüübist ja selle kontsentratsioonist vees. Veekogudesse sattuvatest ainetest on humiinained vastuvõtlikud suhteliselt kiirele fotokeemilisele lagunemisele.

Hüdrolüüs on ioonivahetusreaktsioon erinevate ainete ja vee vahel. Hüdrolüüs on üks juhtivaid tegureid orgaaniliste ainete keemilisel muundamisel veekogudes. Selle protsessi kvantitatiivseks tunnuseks on hüdrolüüsi aste, mille all mõistetakse molekulide hüdrolüüsitud osa ja soola kogukontsentratsiooni suhet. Enamiku soolade puhul on see paar protsenti ja suureneb lahjenduse ja vee temperatuuri tõustes. Orgaanilised ained alluvad ka hüdrolüüsile. Sel juhul toimub hüdrolüütiline lõhustumine kõige sagedamini süsinikuaatomi sideme kaudu teiste aatomitega.

Üks tõhusaid isepuhastusviise on saasteaine muundumine redoksreaktsioonide tõttu, kui ta suhtleb veekeskkonna redokskomponentidega.

Red-Ox transformatsioonide võimalikkust süsteemis iseloomustab selle redokspotentsiaali väärtus (E h). Loodusveekogude Eh väärtust mõjutavad vabad O 2, H 2 O 2, Fe 2+, Fe 3+, Mn 2+, Mn 4+, H +, orgaanilised ühendid ja muud "potentsiaali seadvad komponendid". Looduslikes vetes on Eh tavaliselt vahemikus +0,7 kuni -0,5 V. Hapnikuga küllastunud pinna- ja põhjavett iseloomustab kõige sagedamini E h intervall +0,150 kuni +0,700 V. Uuringud näitavad, et looduslike reservuaaride fenoolidest isepuhastumisprotsessides mängivad olulist rolli reservuaarides esinevad loodusliku päritoluga H 2 O 2 ja muutuva valentsiga metalliioonide osalusel toimuvad redoksmuutused. Looduslikus vees on H 2 O 2 statsionaarne kontsentratsioon vahemikus 10 -6 - 10 -4 mol/l. Vesinikperoksiid moodustub fotokeemiliste ja oksüdatiivsete protsesside tõttu molekulaarse hapniku osalusel homogeenses keskkonnas. Kuna H 2 O 2 lagunemise määravad peamiselt metalliioonide ja päikesevalguse katalüütilised kogused, on selle kiirus peaaegu sõltumatu algkontsentratsioonist.

Isepuhastumise füüsilised mehhanismid.

Gaasivahetus atmosfääri-vee liidesel. Tänu sellele protsessile satuvad veekogusse ained, millel on atmosfääris reservfond ja need ained suunatakse veekogust tagasi reservfondi. Üheks oluliseks gaasivahetuse erijuhtumiks on atmosfääri õhutamise protsess, mille tõttu satub veekogusse märkimisväärne osa hapnikust. Gaasivahetuse intensiivsus ja suund määratakse gaasi kontsentratsiooni kõrvalekaldega vees küllastuskontsentratsioonist C. Küllastuskontsentratsiooni väärtus sõltub aine olemusest ja füüsikalistest tingimustest veekogus - temperatuurist ja rõhust. C-st suuremate kontsentratsioonide korral aurustub gaas atmosfääri ja kontsentratsioonidel, mis on väiksemad kui Cs, neeldub gaas veemassi.

Sorptsioon on lisandite imendumine hõljuvate ainete, põhjasetete ja veeorganismide pindade poolt. Kolloidsed osakesed ja orgaanilised ained, näiteks fenoolid, mis on dissotsieerumata molekulaarses olekus, sorbeeritakse kõige energeetilisemalt. Protsess põhineb adsorptsiooni fenomenil. Aine akumuleerumise kiirus sorbendi massiühiku kohta on võrdeline selle küllastumatusega antud aine puhul ja aine kontsentratsiooniga vees ning pöördvõrdeline aine sisaldusega sorbendis.

Sedimentatsioon ja resuspendeerimine. Veekogud sisaldavad alati mingis koguses hõljuvaid aineid, anorgaanilisi ja orgaanilist päritolu. Settimist iseloomustab hõljuvate osakeste võime raskusjõu mõjul põhja langeda. Osakeste üleminekut põhjasetetest suspendeeritud olekusse nimetatakse resuspendeerimiseks. See tekib turbulentse voolukiiruse vertikaalse komponendi mõjul.

Seega on sorptsiooni- ja redoksprotsessidel oluline roll looduslike reservuaaride isepuhastumisel.

Loodusliku vee üks väärtuslikumaid omadusi on nende isepuhastumisvõime. Vee isepuhastumine on nende looduslike omaduste taastamine jõgedes, järvedes ja muudes veekogudes, mis toimub looduslikult omavahel seotud füüsikalis-keemiliste, biokeemiliste ja muude protsesside (turbulentne difusioon, oksüdatsioon, sorptsioon, adsorptsioon jne) tulemusena. Jõgede ja järvede isepuhastumisvõime sõltub tihedalt paljudest teistest looduslikest teguritest, eelkõige füüsikalistest ja geograafilistest tingimustest, päikesekiirgusest, vees leiduvate mikroorganismide aktiivsusest, veetaimestiku ja eriti hüdrometeoroloogilisest režiimist. Kõige intensiivsem vee isepuhastus veehoidlates ja ojades toimub soojal aastaajal, mil bioloogiline aktiivsus veeökosüsteemides on suurim. See voolab kiiremini jõgedel, kus on kiire hoovus ja nende kallastel on tihe pilliroogu, pilliroogu ja kassikaid, eriti metsa-steppides ja steppide tsoonid riigid. Täielik veevahetus jõgedes võtab keskmiselt 16 päeva, soodes - 5 aastat, järvedes - 17 aastat.

Et säilitada vajalik loomulik kvaliteet Veekogudes on suur tähtsus veetaimestiku levikul, mis toimib neis omamoodi biofiltrina. Veetaimede kõrget puhastusvõimet kasutatakse laialdaselt paljudes tööstusettevõtetes nii meil kui ka välismaal. Selleks luuakse erinevad kunstlikud settepaagid, kuhu istutatakse järve- ja sootaimestik, mis puhastab tõhusalt reostunud veekogusid.

Viimastel aastatel on laialt levinud kunstlik õhutamine – üks tõhusaid viise saastunud vee puhastamiseks, kui isepuhastusprotsess väheneb järsult vees lahustunud hapniku puuduse tõttu. Selleks paigaldatakse reservuaaridesse ja vooluveekogudesse või õhutusjaamadesse enne saastunud vee väljalaskmist spetsiaalsed aeraatorid.

Veevarude kaitse reostuse eest.

Veevarude kaitse seisneb puhastamata vee reservuaaridesse ja vooluveekogudesse juhtimise keelamises, veekaitsevööndite loomises, veekogude isepuhastusprotsesside soodustamises, valgaladel pinna- ja maa-aluse äravoolu tekkimise tingimuste säilitamises ja parandamises.

Mitu aastakümmet tagasi suutsid jõed tänu oma isepuhastuvale funktsioonile oma vett puhastada. Nüüd paiknevad riigi kõige asustatud piirkondades uute linnade ja tööstusettevõtete rajamise tulemusena veekasutuskohad nii tihedalt, et sageli on reovee ärajuhtimiskohad ja veevõtukohad peaaegu lähedal. Seetõttu pööratakse järjest enam tähelepanu reovee puhastamise ja järeltöötluse, kraanivee puhastamise ja neutraliseerimise tõhusate meetodite väljatöötamisele ja rakendamisele. Mõnes ettevõttes mängivad veega seotud toimingud üha olulisemat rolli. Veevarustuse, puhastamise ja reovee ärajuhtimise kulud on eriti suured tselluloosi- ja paberitööstuses, mäetööstuses ja naftakeemiatööstuses.

Reovee järjestikune puhastamine kaasaegsetes ettevõtetes hõlmab esmast, mehaanilist puhastust (kergesti settivad ja ujuvad ained eemaldatakse) ja sekundaarset, bioloogilist (eemaldatakse bioloogiliselt lagunevad orgaanilised ained). Sel juhul viiakse läbi koagulatsioon - suspendeeritud ja kolloidsete ainete, samuti fosfori sadestamiseks, adsorptsioon - lahustunud orgaaniliste ainete eemaldamiseks ja elektrolüüs - orgaanilise ja mineraalse päritoluga lahustunud ainete sisalduse vähendamiseks. Reovee desinfitseerimine toimub kloorimise ja osoonimise teel. Puhastusprotsessi oluline element on tekkinud setete eemaldamine ja desinfitseerimine. Mõnel juhul on viimane etapp vee destilleerimine.

Kõige arenenumad kaasaegsed puhastusseadmed tagavad reovee vabastamise orgaanilistest saasteainetest vaid 85-90% ja ainult mõnel juhul 95%. Seetõttu on isegi pärast puhastamist vaja neid lahjendada 6-12 korda ja sageli rohkem. puhas vesi veeökosüsteemide normaalse toimimise säilitamiseks. Fakt on see, et veehoidlate ja vooluveekogude loomulik isepuhastusvõime on väga tühine. Isepuhastus toimub ainult siis, kui väljajuhitav vesi on läbinud täieliku puhastuse ja veekogus on seda lahjendatud veega vahekorras 1:12-15. Kui reovesi satub reservuaaridesse ja vooluveekogudesse suurtes kogustes ja veelgi enam puhastamata, kaob järk-järgult veeökosüsteemide stabiilne looduslik tasakaal ja nende normaalne toimimine on häiritud.

Viimasel ajal on välja töötatud ja rakendatud üha tõhusamaid reovee puhastamise ja järeltöötluse meetodeid. bioloogiline ravi kasutades uusimaid reoveepuhastusmeetodeid: kiirgus, elektrokeemiline, sorptsioon, magnetiline jne. Reoveepuhastustehnoloogia täiustamine, puhastusastme edasine tõstmine on vee reostuse eest kaitsmise alal kõige olulisemad ülesanded.

Märksa laiemalt tuleks kasutada puhastatud reovee järelpuhastust põllumajanduslikel niisutatavatel põldudel (AIF). Reovee järelpuhastamisel ZPO-s ei kulutata vahendeid nende tööstuslikule järelpuhastusele, luuakse võimalus hankida täiendavaid põllumajandussaadusi, säästetakse oluliselt vett, kuna niisutusvee tarbimine väheneb ja puudub vajadus vee kulutamiseks reovee lahjendamiseks. Olmereovee kasutamisel jäätmekäitluskohas omastavad selles sisalduvad toitained ja mikroelemendid taimed kiiremini ja täielikumalt kui tehislikud mineraalväetised.

Oluliste ülesannete hulka kuulub ka veekogude pestitsiidide ja mürgiste kemikaalidega reostamise vältimine. Selleks on vaja kiirendada erosioonivastaste meetmete rakendamist, luua taimekaitsevahendeid, mis laguneksid 1-3 nädala jooksul ilma saagis mürgiseid jääke säilitamata. Kuni nende probleemide lahendamiseni on vaja piirata vooluveekogude äärsete rannikuvööndite põllumajanduslikku kasutamist või mitte kasutada neis pestitsiide. Suuremat tähelepanu nõuab ka veekaitsevööndite loomine.

Veeallikate kaitsmisel reostuse eest on oluline reovee ärajuhtimise tasu kehtestamine, terviklike piirkondlike veetarbimise, vee ärajuhtimise ja reoveepuhastuse skeemide loomine ning veeallikate veekvaliteedi kontrolli automatiseerimine. Tuleb märkida, et komplekssed regionaalsed skeemid võimaldavad üle minna vee kordus- ja taaskasutamisele, piirkonnale ühiste reoveepuhastite käitamisele, samuti automatiseerida veevarustus- ja kanalisatsioonisüsteemide talitluse juhtimise protsesse.

Loodusveekogude saastamise vältimisel on hüdrosfääri kaitsmise roll suur, kuna hüdrosfääri poolt omandatud negatiivsed omadused mitte ainult ei muuda veeökosüsteemi ega avalda pärssivat mõju selle hüdrobioloogilistele ressurssidele, vaid hävitavad ka maa ökosüsteeme, bioloogilised süsteemid, samuti litosfäär.

Tuleb rõhutada, et üks radikaalseid meetmeid reostuse vastu võitlemisel on ületada kinnistunud traditsioon käsitleda veekogusid reovee vastuvõtjatena. Võimaluse korral tuleks samades vooluveekogudes ja veekogudes likvideerida kas veevõtt või heitvee ärajuhtimine.

Turvalisus atmosfääriõhk ja pinnas.

Spetsiaalselt kaitstud looduslikud alad. Loomakaitse ja taimestik.

Tõhus vorm looduslike ökosüsteemide kaitse, nagu ka biootilised kooslused eriliselt kaitstud loodusalad. Need võimaldavad säilitada puutumatute biogeotsenooside standardeid (proove) mitte ainult mõnes eksootilises, haruldases kohas, vaid ka kõigis tüüpilistes Maa looduslikes vööndites.

TO eriliselt kaitstud loodusalad(SPNA) viitavad maa- või veepinnale, mis oma keskkonna- ja muu tähtsuse tõttu on valitsuse otsustega täielikult või osaliselt majanduslikust kasutusest välja jäetud.

1995. aasta veebruaris vastu võetud looduskaitsealade seadusega kehtestati nende alade kategooriad: a) riiklikud looduskaitsealad, sh. biosfäär; b) rahvuspargid; c) looduspargid; d) riiklikud looduskaitsealad; e) loodusmälestised; f) dendroloogiapargid ja botaanikaaiad.

Reserv- see on seadusega erikaitsealune ruum (territoorium või akvatoorium), mis on tavapärasest majanduskasutusest täielikult eemaldatud, et säilitada looduslik kompleks selle loomulikus olekus. Looduskaitsealadel on lubatud ainult teadus-, julgeoleku- ja kontrollitegevus.

Tänapäeval on Venemaal 95 looduskaitseala kogupindalaga 310 tuhat ruutmeetrit. km, mis moodustab umbes 1,5% kogu Venemaa territooriumist. Piirnevate territooriumide tehnogeense mõju neutraliseerimiseks, eriti arenenud tööstusega piirkondades, luuakse looduskaitsealade ümber kaitsevööndid.

Biosfääri kaitsealad (BR) täidavad nelja funktsiooni: meie planeedi geneetilise mitmekesisuse säilitamine; teadusuuringute läbiviimine; biosfääri taustseisundi jälgimine (ökoloogiline monitooring); keskkonnaharidus ja rahvusvaheline koostöö.

On ilmselge, et looduskaitseala funktsioonid on laiemad kui mis tahes teist tüüpi kaitstavatel loodusaladel. Need on omamoodi rahvusvahelised standardid, keskkonnastandardid.

Nüüdseks on Maal loodud ühtne üle 300 biosfääri kaitseala ülemaailmne võrgustik (Venemaal on neid 11). Kõik nad töötavad kokkulepitud UNESCO programmi järgi, tehes pidevaid vaatlusi looduskeskkonna muutustest inimtegevuse mõjul.

rahvuspark- suur territoorium (mitu tuhat kuni mitu miljonit hektarit), mis hõlmab nii täielikult kaitsealasid kui ka teatud tüüpi majandustegevuseks mõeldud vööndeid.

Loomise eesmärgid Rahvuspargid on: 1) keskkond (looduslike ökosüsteemide säilitamine); 2) teaduslik (loodusliku kompleksi säilitamise meetodite väljatöötamine ja rakendamine külastajate massilise sissepääsu tingimustes) ja 3) rekreatiivne (reguleeritud turism ja inimeste puhkus).

Venemaal on 33 rahvusparki kogupindalaga umbes 66,5 tuhat ruutmeetrit. km.

Looduspark- erilise ökoloogilise ja esteetilise väärtusega territoorium, mida kasutatakse elanikkonna organiseeritud puhkuseks.

Reserv- See looduslik kompleks, mis on mõeldud ühe või mitme looma- või taimeliigi säilitamiseks, piirates samal ajal teiste kasutamist. Seal on maastiku-, metsa-, ihtüoloogilisi (kala), ornitoloogilisi (linnud) ja muud liiki kaitsealasid. Tavaliselt pärast kaitsealuste looma- või taimeliikide asustustiheduse taastamist kaitseala suletakse ja lubatakse üks või teine majandustegevus. Venemaal on praegu üle 1600 riikliku looduskaitseala, mille kogupindala on üle 600 tuhande ruutmeetri. km.

Loodusmälestis- üksikud loodusobjektid, mis on ainulaadsed ja taastoodamatud ning millel on teaduslik, esteetiline, kultuuriline või hariduslik tähendus. Need võivad olla väga vanad puud, mis olid mõne ajaloosündmuse "tunnistajad", koopad, kivid, kosked jne. Venemaal on neid umbes 8 tuhat, samas kui territooriumil, kus monument asub, toimub igasugune tegevus, mis võib neid hävitada. on keelatud.

Dendroloogiapargid ja botaanikaaiad on inimese loodud puude ja põõsaste kogumid nii elustiku mitmekesisuse säilitamise ja taimestiku rikastamise eesmärgil kui ka teaduse, õppe- ning kultuuri- ja kasvatustöö huvides. Sageli teevad nad uute taimede juurutamise ja aklimatiseerimisega seotud töid.

Erikaitsealuste loodusalade režiimi rikkumise eest kehtestavad Venemaa seadused haldus- ja kriminaalvastutuse. Samal ajal soovitavad teadlased ja eksperdid tungivalt erikaitsealade pindala oluliselt suurendada. Nii näiteks moodustab USA-s viimase pindala üle 7% riigi territooriumist.

Keskkonnaprobleemide lahendamine ja sellest tulenevalt ka tsivilisatsiooni säästva arengu väljavaated on suuresti seotud taastuvate ressursside ja ökosüsteemide erinevate funktsioonide kompetentse kasutamise ning nende majandamisega. See suund on kõige olulisem viis loodusvarade üsna pikaajaliseks ja suhteliselt säästlikuks kasutamiseks koos biosfääri ja sellest tulenevalt ka inimkeskkonna stabiilsuse säilitamise ja säilitamisega.

Iga bioloogiline liik on ainulaadne. See sisaldab teavet taimestiku ja loomastiku arengu kohta, millel on suur teaduslik ja rakenduslik tähtsus. Kuna kõik võimalused antud organismi pikemas perspektiivis kasutamiseks on sageli ettearvamatud, on kogu meie planeedi genofond (välja arvatud ehk mõned inimesele ohtlikud patogeensed organismid) range kaitse all. Geenivaramu kaitsmise vajadust säästva arengu (“kaasevolutsioon”) kontseptsiooni seisukohast ei dikteeri mitte niivõrd majanduslikud, kuivõrd moraalsed ja eetilised kaalutlused. Inimkond ei jää ellu üksi.

Tasub meenutada üht B. Commoneri keskkonnaseadust: “Loodus teab kõige paremini!” Varem ettenägematuid loomade genofondi kasutusvõimalusi demonstreerib nüüd bioonika, tänu millele on metsloomade elundite ehituse ja talitluse uurimisel põhinevates insenertehnilistes projektides arvukalt täiendusi. On kindlaks tehtud, et mõnedel selgrootutel (molluskidel, käsnadel) on võime akumuleerida suures koguses radioaktiivseid elemente ja pestitsiide. Selle tulemusena võivad need olla keskkonnareostuse bioindikaatorid ja aidata inimestel seda olulist probleemi lahendada.

Taimede genofondi kaitse. Olemine lahutamatu osa Keskkonnasõbraliku looduse kaitse üldprobleem, taimede genofondi kaitse on meetmete kogum taimede kogu liigilise mitmekesisuse säilitamiseks - produktiivsete või teaduslikult või praktiliselt väärtuslike omaduste pärandi kandjateks.

On teada, et loodusliku valiku mõjul ja isendite sugulisel paljunemisel kogunevad iga liigi või populatsiooni genofondi kõige kasulikumad omadused liigile; need sisalduvad geenikombinatsioonides. Seetõttu on loodusliku taimestiku kasutamise ülesanded väga olulised. Meie kaasaegsed teravilja-, puuvilja-, köögivilja-, marja-, sööda-, tööstus- ja dekoratiivkultuurid, mille päritolukeskused rajas meie silmapaistev kaasmaalane N.I. Vavilov, jälgige nende põlvnemist kas metsikutelt esivanematelt või on need teaduslikud lood, kuid põhinevad looduslikel geenistruktuuridel. Looduslike taimede pärilikke omadusi kasutades on saadud täiesti uut tüüpi kasulikke taimi. Hübriidselektsiooni abil loodi mitmeaastase nisu ja teravilja-söödahübriidid. Teadlaste arvutuste kohaselt saab Venemaa taimestikust põllukultuuride valikul kasutada umbes 600 looduslikku taimeliiki.

Taimede genofondi kaitset teostatakse looduskaitsealade, loodusparkide, botaanikaaedade loomisega; kohalike ja introdutseeritud liikide genofondipanga moodustamine; bioloogia, keskkonnavajaduste ja taimede konkurentsivõime uurimine; taime kasvukoha ökoloogiline hinnang, prognoosid selle muutuste kohta tulevikus. Tänu kaitsealadele on säilinud Pitsunda ja Eldari männid, pistaatsia, jugapuu, pukspuu, rododendron, ženšenn jne.

Loomade genofondi kaitse. Inimtegevuse mõjul toimuv elutingimuste muutus, millega kaasneb loomade otsene tagakiusamine ja hävitamine, toob kaasa nende liigilise koosseisu ammendumise ja paljude liikide arvukuse vähenemise. Aastal 1600 Planeedil elas ligikaudu 4230 liiki imetajaid, praeguseks on 36 liiki kadunud ja 120 liiki on väljasuremisohus. 8684 linnuliigist on 94 kadunud ja 187 ohustatud. Alamliikidega pole olukord parem: alates 1600. aastast on kadunud 64 imetajate ja 164 lindude alamliiki, ohus on 223 imetajate alamliiki ja 287 lindude alamliiki.

Inimkonna genofondi kaitse. Selleks on loodud mitmesuguseid teaduslikke suundi, näiteks:

1) ökotoksikoloogia- toksikoloogia (mürkide teadus) sektsioon, mis uurib keskkonnas leiduvate kahjulike ainete koostist, jaotumise omadusi, bioloogilist toimet, aktiveerimist, deaktiveerimist;

2) meditsiiniline geneetiline nõustamine spetsiaalsetes raviasutustes ökotoksiliste ainete toime olemuse ja tagajärgede väljaselgitamiseks inimese geneetilisele aparatuurile, et sünnitada terveid järglasi;

3) sõelumine– keskkonnategurite (inimesi ümbritsev looduskeskkond) mutageensuse ja kantserogeensuse valimine ja testimine.

Keskkonnapatoloogia- inimeste haiguste doktriin, mille esinemises ja arengus mängivad juhtivat rolli ebasoodsad keskkonnategurid koos teiste patogeensete teguritega.

Kaitse põhisuunad keskkond.

Keskkonnakvaliteedi standardimine. Atmosfääri, hüdrosfääri, litosfääri, biootiliste koosluste kaitse. Ökokaitsevahendid ja tehnoloogiad.

Veehoidlates vee isepuhastumine on omavahel seotud hüdrodünaamiliste, füüsikalis-keemiliste, mikrobioloogiliste ja hüdrobioloogiliste protsesside kogum, mis viib veekogu algse seisundi taastamiseni.

Füüsikalistest teguritest on esmatähtis sissetulevate saasteainete lahjendamine, lahustumine ja segamine. Jõgede kiire vooluga tagab hea segunemise ja hõljuvate osakeste vähenenud kontsentratsiooni. Veehoidlate isepuhastumist soodustab lahustumatute setete settimine põhja, samuti reostunud vete settimine. Piirkondades, kus parasvöötme kliima jõgi puhastab ennast 200-300 km kaugusel reostuskohast ja kl Kaug-Põhja- pärast 2 tuhat km.

Vee desinfitseerimine toimub päikese ultraviolettkiirguse mõjul. Desinfitseeriv toime saavutatakse ultraviolettkiirte otsese hävitava mõjuga mikroobirakkude protoplasma valkude kolloididele ja ensüümidele, samuti spoorilistele organismidele ja viirustele.

Alates keemilised tegurid reservuaaride isepuhastumine, orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete oksüdatsioon. Mahuti isepuhastumist hinnatakse sageli seoses kergesti oksüdeeruvaga orgaaniline aine või kogu orgaanilise aine sisalduse järgi.

Veehoidla sanitaarrežiimi iseloomustab eelkõige selles lahustunud hapniku hulk. Esimese ja teise tüüpi reservuaaride puhul peaks see olema igal ajal aastas vähemalt 4 mg 1 liitri vee kohta. Esimesse tüüpi kuuluvad reservuaarid, mida kasutatakse ettevõtete joogiveega varustamiseks, teine tüüp hõlmab ujumiseks, spordiüritusteks ja asustatud piirkondades kasutatavaid veehoidlaid.

Veehoidla isepuhastuse bioloogilised tegurid on vetikad, hallitus ja pärm. Ent fütoplanktonil ei ole alati positiivset mõju enesepuhastusprotsessidele: mõnel juhul on sinivetikate massiline areng. kunstlikud veehoidlad võib vaadelda kui enesereostusprotsessi.

Loomamaailma esindajad saavad kaasa aidata ka veekogude isepuhastumisele bakteritest ja viirustest. Seega auster ja mõned teised amööbid adsorbeerivad soole- ja muid viirusi. Iga mollusk filtreerib rohkem kui 30 liitrit vett päevas.

Veekogude puhtus on mõeldamatu ilma nende taimestikku kaitsmata. Ainult iga veehoidla ökoloogia sügavate teadmiste põhjal, tõhus kontroll Selles asustavate erinevate elusorganismide areng võib anda positiivseid tulemusi, tagades jõgede, järvede ja veehoidlate läbipaistvuse ja kõrge bioloogilise produktiivsuse.

Veekogude isepuhastusprotsesse mõjutavad negatiivselt ka muud tegurid. Veekogude keemiline reostamine tööstusliku reovee, toitainetega (lämmastik, fosfor jne) pärsib looduslikke oksüdatiivseid protsesse ja tapab mikroorganisme. Sama kehtib soojuselektrijaamade soojusreovee ärajuhtimise kohta.

Mitmeetapiline protsess, mis mõnikord ulatub kuni kaua aega- isepuhastuv õlist. IN looduslikud tingimused naftast vee isepuhastumise füüsikaliste protsesside kompleks koosneb mitmest osast: aurustamine; tükkide settimine, eriti setete ja tolmuga ülekoormatud; veesambas hõljuvate tükkide kokkukleepumist; tükkide ujumine, mis moodustavad vee ja õhu lisanditega kile; hõljuva ja lahustunud õli kontsentratsiooni vähendamine settimise, hõljumise ja puhta veega segamise tõttu. Nende protsesside intensiivsus sõltub konkreetset tüüpi õli omadustest (tihedus, viskoossus, koefitsient soojuspaisumine), kolloidide olemasolu vees, hõljuvad ja transporditud planktoniosakesed jne, õhutemperatuur ja päikesevalgus.