Su kütlelerinde suyun kendi kendini arıtmasının düzenlilikleri. Doğal suların kendi kendini arıtma süreçleri

Gezegendeki kirlilik ve içme suyu kıtlığı hakkında yeterince şey yazıldı. Su açısından en zengin ülkelerden biri olan Rusya'da, kaynak suyunun sadece yüzde biri yüzey kaynakları içme suyu temini kalite standartlarına uygundur. Su kaynaklarının mevcudiyetinin ortalama Rus göstergelerini 2-3 kat aştığı nehirler ve göller ülkesi Karelya'da, su örneklerinin yaklaşık% 70'i dağıtım şebekelerine giriyor. Yerleşmeler, cevap verme hijyen gereksinimleri gönderildi içme suyu. Bu, büyük ölçüde, öncelikle insanlığın anlık ihtiyaçlarını karşılamayı amaçlayan yoğun teknolojik ve tarımsal-endüstriyel faaliyetlerden ve tasarrufa yeterince dikkat edilmemesinden kaynaklanmaktadır. su kaynakları gelecek nesiller için. Ancak bununla da kalmayıp, insanoğlu için hayati önem taşıyan doğal su, “teşekkürler” ile kritike yakın bir durumdadır.

Doğal su elde edilen kirlilik en çok Çeşitli bölgeler. Su kirliliği kaynakları son derece çeşitlidir. Her şeyden önce, bunlar şehirlerin ve sanayi işletmelerinin kanalizasyonlarıdır. Suyun en yoğun olduğu endüstriler madencilik, çelik, kimyasallar, petrokimya, kağıt ve gıda işlemedir. Endüstride kullanılan tüm suyun %70'ini alırlar. Ayrıca, soğutma için büyük miktarda su termal ve nükleer enerji santralleri boşaltılan su, su kütlelerinin termal, hidrokimyasal ve hidrobiyolojik rejimlerini ihlal eden su kütlelerinin termal kirliliğine yol açar.

AT son yıllar bazı bölgelerde, hayvancılık komplekslerinin atık suları ve sulama dizilerinden ve yağmurla beslenen topraklardan gelen su ile "rekabet halindedirler". hepsinin %60-80'i temiz su. Dünyanın birçok yerinde, su kirliliği giderek artan bir şekilde su kirliliği ile ilişkilendirilmektedir. yağış. Nehirlerin ve göllerin rejimindeki değişiklikler su kalitesinin bozulmasında belirli bir rol oynamaktadır.

Büyük kirlilik sorunu nedeniyle doğal sular Suyu arıtmanın farklı yöntemleri ve yolları vardır. Ancak buna rağmen, doğal suların en değerli özelliklerinden biri de kendi kendini arındırabilmeleridir.

Suların kendi kendini arındırması onların restorasyonudur doğal özellikler nehirlerde, göllerde ve diğer yerlerde su kütleleri birbiriyle ilişkili fizikokimyasal, biyokimyasal ve diğer süreçlerin (türbülanslı difüzyon, oksidasyon, sorpsiyon, adsorpsiyon, vb.) bir sonucu olarak doğal olarak meydana gelir. Nehirlerin ve göllerin kendi kendini arındırma yeteneği, pek çok şeye yakından bağlıdır. doğal faktörler. Bu faktörler şunları içerir: biyolojik - sucul bitki organizmalarının gelen atık suların bileşenleri ile etkileşiminin karmaşık süreçleri; hidrolojik - kirleticilerin su kütlesi ile seyreltilmesi ve karıştırılması; fiziksel etki Güneş radyasyonu ve sıcaklık; mekanik - asılı parçacıkların çökeltilmesi; kimyasal - organik maddelerin minerallere dönüştürülmesi (yani mineralizasyon).

kayıt sırasında atıksu atıksular rezervuarın suyuna karışır ve kirleticilerin konsantrasyonu azalır. Nehirlerde tam bir su değişimi ortalama 16 gün, bataklıklar - 5 gün, göller - 17 yıl sürer. Saat farkı ile ilgili farklı terimler farklı akarsularda ve rezervuarlarda tam su değişimi.

Rezervuarlarda ve akarsularda suyun en yoğun kendi kendine arıtılması, sıcak dönem su ekosistemlerinde biyolojik aktivitenin en yüksek olduğu yıllar. Nehirlerde daha hızlı kendi kendini temizleme hızlı akım. Çoğu askıda safsızlıklar biriktirilir, bunlar askıda mineral ve organik parçacıklar, helmint yumurtaları ve mikroorganizmalardır, bundan dolayı su berrak ve şeffaf hale gelir.

Su kütlelerini kirleten inorganik maddelerin konsantrasyonunun azaltılması, doğal suların doğal tamponlanması, az çözünür bileşiklerin oluşumu, hidroliz, sorpsiyon ve çökelme nedeniyle asitleri ve alkalileri nötralize ederek gerçekleşir. Organik maddelerin konsantrasyonu ve toksisitesi, kimyasal ve biyokimyasal oksidasyon nedeniyle azalır.

Suyun kendi kendini temizlemesinin önemli süreçlerinden biri, organik maddelerin mineralizasyonu, yani. biyolojik, kimyasal ve diğer faktörlerin etkisi altında organik maddelerden mineral maddelerin oluşumu. Suda mineralizasyon ile organik madde miktarı azalır, bununla birlikte mikropların organik maddesi de oksitlenebilir ve sonuç olarak bakterilerin bir kısmı ölür.

Kendi kendini temizleme sürecinde saprofitler ve patojenik mikroorganizmalar ölür. Suyun besinlerle tükenmesi sonucu ölürler; su sütununa 1 m'den fazla nüfuz eden güneşin ultraviyole ışınlarının bakterisit etkisi; saprofitlerin salgıladığı bakteriyofajların ve antibiyotik maddelerin etkisi; olumsuz sıcaklık koşulları; suda yaşayan organizmaların ve diğer faktörlerin antagonistik etkisi. Suyun kendi kendini temizleme süreçlerinde önemli bir rol, sözde saprofitik mikroflora ve suda yaşayan organizmalar tarafından oynanır. Su kütlelerinin mikroflorasının bazı temsilcileri, patojenik mikroorganizmalara karşı antagonistik özelliklere sahiptir ve bu da ikincisinin ölümüne yol açar. En basit su organizmaları ve ayrıca zooplankton (kabuklular, rotiferler vb.), Bağırsaklarından su geçirerek çok sayıda bakteri yok eder. Rezervuara düşen bakteriyofajlar da patojenler üzerinde etkilidir.

kendi kendini temizleme yeraltı suyu topraktan süzülerek ve mineralizasyon süreçleri nedeniyle oluşur.

Su kütlelerinin kendi kendini temizleme yeteneğinin sınırlı olduğu unutulmamalıdır. Kurşun, bakır, çinko, cıva bileşikleri, suyun kendi kendini temizleme sürecini yavaşlatabilir ve organoleptik özelliklerini kötüleştirebilir.

İçlerinde bir tür biyofiltre rolü oynayan su bitki örtüsünün (kıyı boyunca yoğun sazlık, sazlık ve kuyruk çalılıkları) dağılımı büyük önem taşır. Su bitkilerinin yüksek temizleme kabiliyeti hem ülkemizde hem de yurtdışında birçok sanayi kuruluşunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun için, kirli suyu iyi temizleyen göl ve bataklık bitki örtüsünün ekildiği çeşitli yapay çökeltme tankları oluşturulur.

Son yıllarda, yapay havalandırma yaygınlaştı - suda çözünen oksijen yetersiz olduğunda kendi kendini arıtma süreci keskin bir şekilde azaldığında, kirli suları arıtmanın etkili yollarından biri. Suyun iyi havalandırılması, oksidatif, biyolojik ve diğer süreçlerin aktivasyonunu sağlayarak suyun arıtılmasına yardımcı olur. Bunu yapmak için, kirli su tahliyesinden önce rezervuarlara ve akarsulara veya havalandırma istasyonlarına özel havalandırıcılar kurulur.

bibliyografya

1. Avakyan A.B., Shirokov V.M. Karmaşık kullanım ve su kaynaklarının korunması: Proc. ödenek. - Minsk: Un-thing, 1999;

2. Bernard Nebel "Çevre Bilimi" (2 cilt halinde), "MIR" M. 1993;

3. Belichenko Yu.P., Shvetsov M.N. akılcı kullanım ve su kaynaklarının korunması. - E.: Rosselkhozizdat, 2006

Görev numarası 6

DOĞAL SULARIN KENDİNİ ARITMA SÜREÇLERİ

1 KİRLİLİĞİN TÜRLERİ VE ETKİLERİ

(KENDİ KENDİNİ TEMİZLEYEN SU ORTAMI İÇİN KANALLAR)

Su ortamının kendi kendini arındırması altında kirleticilerin (kirleticiler) içeriğini azaltmayı amaçlayan fiziksel, biyolojik ve kimyasal iç süreçlerin bütününü anlamak.

Doğal su ortamının kendi kendini temizleme yeteneğine bireysel süreçlerin katkısı, kirleticilerin doğasına bağlıdır. Buna göre kirleticiler şartlı olarak üç gruba ayrılır.

1). Koruyucu maddeler - bozunamaz veya biyolojik olarak bozunabilir doğal çevreÇok yavaş . Bunlar mineral tuzlar, organoklorlu pestisitler gibi hidrofobik bileşikler, yağ ve yağ ürünleridir. Su hasarındaki koruyucu maddelerin konsantrasyonundaki azalma, yalnızca seyreltme, kütle transferinin fiziksel süreçleri, fizikokimyasal kompleksleşme süreçleri, sorpsiyon ve biyobirikim nedeniyle meydana gelir. Kendi kendini temizlemenin belirgin bir karakteri vardır, çünkü çevrede yalnızca kirleticilerin yeniden dağıtılması ve dağılması, bitişik nesnelerin kirlenmesi vardır.

2). Biyojenik maddeler - biyolojik döngüde yer alan maddeler. Bunlar, kolayca sindirilebilen organik bileşikler olan azot ve fosforun mineral formlarıdır.

Bu durumda, biyokimyasal süreçlerden dolayı su ortamının kendi kendini temizlemesi gerçekleşir.

3). Dahil olmayan suda çözünür maddeler biyolojik döngü antropojenik kaynaklardan su kütlelerine ve akarsulara girmek genellikle zehirlidir. Su ortamının bu maddelerden kendi kendini arındırması, esas olarak kimyasal ve mikrobiyolojik dönüşümleri nedeniyle gerçekleştirilir.

Su ortamının kendi kendini arındırması için en önemli süreçler aşağıdaki süreçlerdir:

– fiziksel transfer süreçleri: seyreltme (karıştırma), kirleticilerin komşu su kütlelerine (aşağı akış) uzaklaştırılması, asılı parçacıkların çökeltilmesi, buharlaşma, sorpsiyon (askıya alınmış parçacıklar ve alt çökeltiler tarafından), biyobirikim;

– mikrobiyolojik dönüşüm;

–kimyasal dönüşüm: sedimantasyon, hidroliz, fotoliz, redoks reaksiyonları vb.

2 ATIK SU SERİSİNDE SAT İNCELENMESİ

SU ARITMA TESİSLERİNDEN

Atık sudaki kirleticilerin kütlesi, karışık akıştaki (atık su + su yolu suyu) kirleticilerin kütlesine eşittir. Kirleticiler için malzeme dengesi denklemi:

Cct q + γ Q Cf = Cv (q + γ Q),

burada Cst atık sudaki kirleticilerin konsantrasyonudur, g/m3 (mg/dm3);

q, su yoluna deşarj edilecek atık suyun maksimum akış hızı, m3/s

γ - karıştırma oranı

Q, su yolunun aylık ortalama debisidir, m3/s;

Cf, su yolundaki kirleticilerin arka plan konsantrasyonudur (uzun süreli gözlemlere göre belirlenmiştir), g/m3 (mg/dm3);

Cv - karıştırmadan (seyreltme) sonra su yolundaki kirletici konsantrasyonu, g/m3 (mg/dm3);

Malzeme dengesi denkleminden, seyreltme sonrasında su yolundaki kirleticilerin konsantrasyonu bulunabilir:

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

L, su yolunun çimenlik yolu boyunca olan uzaklığıdır (akış yolu, belirli bir yolun en derin şerididir. su kütlesi) serbest bırakma noktasından kontrol noktasına, m;

α, akışın hidrolik koşullarına bağlı bir katsayıdır. Katsayı α aşağıdaki denkleme göre hesaplanır:

burada ξ, atık su çıkışının su yoluna çıkışının konumuna bağlı bir katsayıdır: ξ = 1 kıyıya yakın çıkış için, ξ = 1.5 çimenliğe bırakıldığında;

φ su yolunun kıvrımlılık katsayısıdır, yani su yolunun çimenli yolu boyunca dikkate alınan bölümleri arasındaki mesafenin düz çizgi boyunca mesafeye oranıdır; D türbülanslı difüzyon katsayısıdır.

Ova nehirleri ve basitleştirilmiş hesaplamalar için türbülanslı difüzyon katsayısı aşağıdaki formülle bulunur:

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

burada ac, aw sorpsiyon tabakasındaki ve sulu fazdaki A maddesinin aktiviteleridir;

γc, γw sorpsiyon tabakasındaki ve sulu fazdaki A maddesinin aktivite katsayılarıdır;

Cs, Sv, sorpsiyon tabakasındaki ve sulu fazdaki A maddesinin konsantrasyonlarıdır;

Кс-в - A maddesinin dağılım katsayısı (denge sabiti

AB ↔ AC konsantrasyon cinsinden ifade edilir).

Daha sonra nispeten sabit faktör sorpsiyon tabakasındaki (organik faz) A maddesinin aktivitesi:

X-in = Ka s-in DIV_ADBLOCK4">

Bu, özellikle, oktanol - su ve katı organik madde - su sistemindeki maddelerin dağılım katsayıları arasında bir korelasyonun varlığını belirler:

Ks-in ≈ 0.4 Ko-in ,

burada Ko-v, maddenin oktanol-su sistemindeki dağılım katsayısıdır.

Ko-in'in değeri, basit bir ampirik ilişki ile bir maddenin sudaki çözünürlüğü ile ilgilidir:

lg Ko-in = (4.5 ÷ 0.75) lg S,

burada S, maddenin çözünürlüğüdür, mg/dm3 olarak ifade edilir.

Bu oran, hidrokarbonlar, halojenli hidrokarbonlar, aromatik asitler, organoklorlu pestisitler, klorlu bifeniller dahil olmak üzere birçok organik bileşik sınıfı için geçerlidir.

Doğal sorbentlerde organik madde, sorbent kütlesinin yalnızca belirli bir kısmını oluşturur. Bu nedenle, sorbent-su sistemi Ks-v'deki dağılım katsayısı, sorbent Ks-v*: içindeki organik karbon içeriğine göre normalize edilir:

Ks-in * \u003d Ks-in ω (C),

nerede ω(С) – kütle kesri sorbentteki organik madde.

Bu durumda, sulu ortamdan emilen maddenin oranı şuna eşittir:

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

burada Csorb, suda asılı kalan sorbent konsantrasyonudur.

Dip çökellerinde Csorb değeri önemlidir, bu nedenle birçok kirletici Ks-v*· Csorb >> 1 için ve paydadaki birim ihmal edilebilir. ωsorb değeri birlik olma eğilimindedir, yani tüm A maddesi soğurulmuş durumda olacaktır.

Açık su kütlelerinde durum farklıdır: askıya alınmış emici maddenin konsantrasyonu son derece düşüktür. Bu nedenle, sorpsiyon prosesleri, yalnızca Ks-v ≥ 105 olan bileşikler için rezervuarın kendi kendini saflaştırmasına önemli bir katkı sağlar.

Suda çözünürlüğü 10-3 mol/l olan birçok kirleticinin emilmesi, bir kimyasalın sulu fazdan uzaklaştırılması için ana proseslerden biridir. Bu maddeler arasında organoklorlu pestisitler, poliklorlu bifeniller, PAH'lar bulunur. Bu bileşikler suda az çözünür ve yüksek Co-in değerlerine sahiptir (104 - 107). Sorpsiyon, su ortamını bu tür maddelerden arındırmanın en etkili yoludur.

4 MİKROBİYOLOJİK KENDİNİ TEMİZLEME

Kirleticilerin mikrobiyolojik dönüşümü, su ortamının kendi kendini temizlemesinin ana kanallarından biri olarak kabul edilir. . Mikrobiyolojik biyokimyasal süreçler, çeşitli tiplerdeki reaksiyonları içerir. Bunlar redoks ve hidrolitik enzimleri içeren reaksiyonlardır. optimum sıcaklık biyolojik bozunma süreçleri için kirletici 25-30ºС'dir.

Bir maddenin mikrobiyolojik dönüşüm hızı, yalnızca özelliklerine ve yapısına değil, aynı zamanda mikrobiyal topluluğun metabolik kapasitesine de bağlıdır..png" width="113" height="44 src=">,

burada CS, substratın (kirletici) konsantrasyonudur. Burada keff, biyolizin hız sabitidir, .m, mikroorganizmaların biyokütlesi veya popülasyon büyüklüğüdür.

Sabit bir popülasyon büyüklüğünde bazı kirleticilerin yalancı birinci dereceden dönüşümünün kinetiği ve bakteri sayısındaki artışla oran sabitinin doğru orantılı büyümesi birçok durumda deneysel olarak kanıtlanmıştır. Ayrıca, bazı durumlarda keff, nüfus artış evresine, bölgeye ve bölgeye bağlı değildir. tür bileşimi mikrobiyal topluluk.

Birinci dereceden reaksiyonun kinetik denklemini entegre ederken şunu elde ederiz:

https://pandia.ru/text/80/127/images/image013_7.png" width="29" height="25 src="> – substratın (veya BODtotal'a karşılık gelen biyokimyasal olarak oksitlenebilir maddelerin) ilk konsantrasyonu;

– substratın mevcut konsantrasyonu (veya BODtoplam – BODτ'ye karşılık gelen biyokimyasal olarak oksitlenebilir maddeler).

https://pandia.ru/text/80/127/images/image014_8.png" width="29" height="25"> denklemdeki karşılık gelen BOİ değeriyle değiştirirken şunu elde ederiz:

kB/2.303 = k* olarak gösterelim, burada k* biyokimyasal oksidasyon sabitidir (birinci dereceden reaksiyon sabiti - gün-1 boyutuna sahiptir). Denklemi güçlendirirken, BODtot ile ilgili bir denklemimiz var. ve BODτ, üstel biçimde:

Bu denklemi kullanarak, bir kişi belirleyebilir biyokimyasal olarak oksitlenmiş maddelerin tam oksidasyon zamanı - maddenin %99'unun oksitlendiği süre .

Orta enlemlerin doğal koşulları altında, mikrobiyolojik süreçlerin bir sonucu olarak, normal yapıdaki alkanlar en hızlı şekilde ayrışır (üç haftada %60-90 oranında). Dallanmış alkanlar ve sikloalkanlar, n-alkanlardan daha yavaş ayrışırlar - bir haftada %40, üç haftada %80. Düşük moleküler ağırlıklı benzen türevleri, doymuş hidrokarbonlardan daha hızlı mineralleşir (örneğin, fenoller ve kresoller) . İkame edilmiş di - ve triklorofenoller bir hafta içinde taban tortularında tamamen ayrışırlar, nitrofenoller - iki ila üç hafta içinde. Bununla birlikte, PAH'lar yavaş yavaş bozunur.

Biyodegradasyon süreçleri birçok faktörden etkilenir: aydınlatma, çözünmüş oksijen içeriği, pH , besin içeriği, toksik maddelerin varlığı vb. . Mikroorganizmalar, kirleticilerin yok edilmesi için gerekli bir dizi enzime sahip olsalar bile, ek substrat veya faktörlerin eksikliğinden dolayı aktivite göstermeyebilirler.

5 HİDROLİZ

Birçok kirletici, zayıf asitler veya bazlardır ve asit-baz dönüşümlerinde rol oynar. Zayıf bazlardan veya zayıf asitlerden oluşan tuzlar hidrolize uğrar. . Zayıf bazların oluşturduğu tuzlar katyon tarafından hidrolize edilir, zayıf asitlerin oluşturduğu tuzlar anyon tarafından hidrolize edilir. HM, Fe3+, Al3+ katyonları hidrolize uğrar:

Fe3+ + HOH ↔ FeOH2+ + H+

Al3+ + HOH ↔ AlOH2+ + H+

Cu2+ + HOH ↔ CuOH+ + H+

Pb2+ + HOH ↔ PbOH+ + H+.

Bu süreçler çevrenin asitlenmesine neden olur.

Zayıf asitlerin anyonları hidrolize edilir:

CO32- + HOH ↔ HCO3- + OH-

SiO32- + HOH ↔ HSiO3- + OH-

PO43- + HOH ↔ HPO42- + OH-

S2- + HOH ↔ HS- + OH-,

bu da ortamın alkalileşmesine katkıda bulunur.

Bazı durumlarda hidrolize edilebilir katyonların ve anyonların eşzamanlı varlığı, tamamen geri dönüşü olmayan hidrolize neden olur, bu da zayıf çözünür hidroksitlerin çökeltilerinin oluşumuna yol açabilir Fe (OH) 3, Al (OH) 3, vb.

Katyonların ve anyonların hidrolizi, iyon değişim reaksiyonlarını ifade ettiği için hızla ilerler.

Organik bileşikler arasında esterler ve amidler hidrolize uğrar. karboksilik asitler ve çeşitli fosforik asitler. Bu durumda su, reaksiyona yalnızca çözücü olarak değil, aynı zamanda bir reaktif olarak da katılır:

R1–COO–R2 + HOH ↔ R1–COOH + R2OH

R1–COO–NH2 + HOH ↔ R1–COOH + NH3

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

Örnek olarak diklorvos (o,o-dietil-2,2-diklorovinil fosfat) verilebilir.

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

Çeşitli organohalojen bileşikleri de hidrolize edilir:

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.

Bu hidrolitik süreçler farklı bir zaman ölçeğinde gerçekleşir. Hidroliz reaksiyonları hem katalizör olmadan hem de doğal sularda çözünmüş asit ve bazların katalizör olarak katılımıyla gerçekleştirilebilir. Buna göre hidroliz hızı sabiti şu şekilde temsil edilebilir:

nerede https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> – asit hidrolizinin hız sabitleri, nötr ortamda hidroliz ve alkali hidroliz;

Bu durumda, kirleticiler doğal sularda eser miktarlarda bulunduğundan, hidroliz sözde birinci dereceden bir reaksiyon olarak kabul edilebilir. Konsantrasyonlarına kıyasla su konsantrasyonu çok daha yüksektir ve pratikte değişmediği kabul edilir.

Zamanla değişen bir kirleticinin konsantrasyonunu belirlemek için birinci dereceden bir kinetik reaksiyon denklemi kullanılır:

nerede C0 – kirleticinin başlangıç konsantrasyonu;

İle – kirleticinin mevcut konsantrasyonu;

τ – reaksiyonun başlangıcından itibaren geçen süre;

k – reaksiyon (hidroliz) hız sabiti.

Kirleticinin dönüşüm derecesi (reaksiyona giren maddenin oranı) aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:

β = (С0 – С)/С0 = 1– e-kτ.

6 SORUN ÇÖZME ÖRNEĞİ

örnek 1 Rezervuar çıkışındaki atık sudaki konsantrasyonu 0.75 mg/dm3 ise, atık su çıkışından 500 m mesafede nehir suyundaki Fe3+ demir iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.18 m/s, hacimsel akış 62 m3/s, nehir derinliği 1.8 m, nehir kıvrım katsayısı 1.0'dır. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel debisi 0,005 m3/s'dir. Fe3+'nın arka plan konsantrasyonu 0,3 mg/dm3'tür.

Karar:

Türbülanslı difüzyon katsayısı

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

Sorunun durumuna göre α katsayısı (kıyıya yakın boşaltıldığında atık su deşarj koşullarını dikkate alan katsayı ξ = 1; nehir kıvrımlı katsayısı φ = 1) aşağıdaki denklemle hesaplanır:

= 1.0 1.0https://pandia.ru/text/80/127/images/image028_2.png" width="44" height="28 src="> ve sayısal değerini bulun

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.

Cevap: Atık su deşarj yerinden 500 m mesafede Fe3+ konsantrasyonu 0.302 mg/dm3'tür, yani pratik olarak arka plan konsantrasyonuna eşittir

Örnek 2 BODtoplam'ın numune inkübasyonunun 13. gününde gözlemlendiği deneysel olarak belirlenmişse, bio-oksidasyon hız sabiti k*'yi hesaplayın. Bu durumda BOİ toplamının BOD5 oranı nedir?

Karar:

BOİtoplamını belirlemek için, BOİtoplam: (BODtoplam - BODτ) = 100:1 olduğu varsayılır, yani organik maddelerin %99'u oksitlenir.

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 veya %82.2.

Cevap : Bio-oksidasyon hız sabiti 0.15 gün-1'dir. BOİtoplamının BOİ5'i %82.2'dir.

Örnek 3 Aşağıdakilerden sonra pH = 6.9 olan durgun bir su kütlesinde T = 298K'da yarı ömrü, hidroliz derecesini ve metilkorasetat (ClCH2COOCH3) konsantrasyonunu hesaplayın: a) 1 saat; b) İlk konsantrasyonu 0.001 mg/l ise, rezervuara girişinden 1 gün sonra. Metil kloroasetatın hidrolizinin hız sabitleri tabloda verilmiştir.

Karar:

Kütle eylemi yasasına göre, hidroliz hızı

burada kHYDR, hidroliz hızı sabitidir, s-1;

SZV - kirletici konsantrasyonu.

Kirleticiler doğal sularda eser miktarda bulunduğundan, hidroliz sözde birinci dereceden bir reaksiyon olarak kabul edilebilir. Suyun konsantrasyonu, konsantrasyonlarına kıyasla çok daha yüksektir ve pratik olarak değişmediği kabul edilir.

Hidroliz sabiti denklem ile hesaplanır

nerede https://pandia.ru/text/80/127/images/image020_5.png" width="12" height="19"> – asit hidrolizi, nötr bir ortamda hidroliz ve alkali hidrolizin hız sabitleri (bkz. ek);

СH+.– hidrojen iyonlarının konsantrasyonu, mol/l;

СOH, hidroksit iyonlarının konsantrasyonudur, mol/l.

Sorunun durumuna göre pH \u003d 6.9 olduğundan, hidrojen iyonlarının konsantrasyonunu ve hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu bulmak mümkündür.

Hidrojen iyonlarının konsantrasyonu (mol / l) şuna eşittir:

CH+. \u003d 10 - pH \u003d 10-6.9 \u003d 1.26 10-7.

Hidrojen ve hidroksil üslerinin toplamı her zaman sabittir

Bu nedenle, pH'ı bilerek, hidroksil indeksini ve hidroksit iyonlarının konsantrasyonunu bulabilirsiniz.

pOH = 14 - pH = 14 - 6.9 = 7.1

Hidroksit iyonlarının konsantrasyonu (mol/l) şuna eşittir:

COH - \u003d 10-pOH \u003d 10-7.1 \u003d 7.9 10-8.

Metil kloroasetatın hidroliz sabiti:

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.

Birinci dereceden bir reaksiyonda bir maddenin τ0.5 yarı ömrü:

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

Kirleticinin dönüşüm derecesi (hidroliz derecesi) aşağıdaki denklemle hesaplanabilir:

β = (С0 – С)/С0 = 1– e-kτ.

Metil kloroasetatın rezervuara girmesinden bir saat sonra, hidroliz derecesi şuna eşittir:

β = 1– e-0.000096 3600 = 1– 0.708 = 0.292 (veya %29.2).

Bir gün sonra, kirleticilerin hidroliz derecesi şuna eşittir:

β = 1– e-0.000096 24 3600 = 1– 0.00025 = 0.99975 (veya %99.98).

Mevcut metil kloroasetat konsantrasyonu, dönüşüm derecesinin С = С0(1 – β) bilinmesiyle belirlenebilir.

Metil kloroasetatın rezervuara girmesinden bir saat sonra konsantrasyonu şöyle olacaktır:

C \u003d C0 (1 - β) \u003d 0,001 (1 - 0,292) \u003d 0,001 0,708 \u003d 7,08 10-4 mg / l.

Bir günde, kirleticilerin konsantrasyonu şuna eşit olacaktır:

C \u003d C0 (1 - β) \u003d 0,001 (1 - 0,99975) \u003d 0,001 0,00025 \u003d 2,5 10-7 mg / l.

Cevap: Metil kloroasetatın yarı ömrü 2 saattir. Kirleticinin rezervuara girmesinden bir saat sonra, dönüşüm oranı %29,2, konsantrasyon 7,08 10-4 mg/l olacaktır. Kirleticinin rezervuara girmesinden bir gün sonra, dönüşüm oranı %99.98 olacak, konsantrasyon 2.5 10-7 mg/l olacaktır.

BAĞIMSIZ ÇÖZÜM İÇİN 7 GÖREV

1. Atık sudaki Cu2+ konsantrasyonu 0,015 mg/l ise, atık su çıkışından 500 m mesafede nehir suyundaki Cu2+ iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.25 m/s, hacimsel akış 70 m3/s, nehrin derinliği 3 m, nehir kıvrım katsayısı 1.2'dir. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel akışı 0,05 m3/s'dir. Cu2+'nın arka plan konsantrasyonu 0.010 mg/l'dir.

2. Atık sudaki NH4+ konsantrasyonu 0,25 mg/l ise, atık su çıkışından 800m uzaklıkta nehir suyundaki NH4+ iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0,18 m/s, hacim akışı 50 m3/s, nehir derinliği 1,8 m, nehir kıvrım katsayısı 1,2'dir. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel debisi 0,04 m3/s'dir. NH4+'nın arka plan konsantrasyonu 0.045 mg/l'dir.

3. Atık sudaki Al3+ konsantrasyonu 0,06 mg/l ise, atık su çıkışından 500 m mesafede nehir suyundaki Al3+ iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.25 m/s, hacim akışı 70 m3/s, nehir derinliği 3 m, nehir kıvrım katsayısı 1.0'dır. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel akışı 0,05 m3/s'dir. Al3+'nın arka plan konsantrasyonu 0,06 mg/L'dir.

4. Atık sudaki Fe3+ konsantrasyonu 0,55 mg/l ise, atık su çıkışından 300 m mesafede nehir suyundaki Fe3+ iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.20 m/s, hacim akışı 65 m3/s, nehir derinliği 2.5 m, nehir kıvrım katsayısı 1.1'dir. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel debisi 0,45 m3/s'dir. Fe3+'nın arka plan konsantrasyonu 0,5 mg/L'dir.

5. Atık sudaki SO42- konsantrasyonu 105,0 mg/l ise, atık su çıkışından 500 m uzaklıkta nehir suyundaki sülfat iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.25 m/s, hacimsel akış 70 m3/s, nehrin derinliği 3 m, nehir kıvrım katsayısı 1.2'dir. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel akışı 0,05 m3/s'dir. SO42-'nin arka plan konsantrasyonu 29.3 mg/l'dir.

6. Atık sudaki Cl - konsantrasyonu 35.0 mg/l ise, atık su çıkışından 500 m mesafede nehir suyundaki klorür iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayın. Nehir akış hızı 0.25 m/s, hacim akışı 70 m3/s, nehir derinliği 3 m, nehir kıvrım katsayısı 1.0'dır. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Atık suyun hacimsel debisi 0,5 m3/s'dir. SO42-'nin arka plan konsantrasyonu 22.1 mg/l'dir.

7. Atık sudaki Cu2+ bakır iyonlarının konsantrasyonu 0,02 mg/l'dir. Atık suyun hacimsel akış hızı 0,05 m3/s ise, atık su deşarj yerinden ne kadar uzaklıkta Cu2+ konsantrasyonu arka planı %10 aşacaktır? Nehir akış hızı 0,15 m/s, hacim akışı 70 m3/s, nehir derinliği 3 m, nehir kıvrım katsayısı 1,2'dir. Kıyıdan atıksu deşarj edilmektedir. Cu2+'nın arka plan konsantrasyonu 0.010 mg/l'dir.

8. Atmosferden kuru birikim sonucunda 50 μm çapında ve 2500 kg/m3 yoğunluğundaki aerosol partikülleri 1,5 m derinliğindeki akan bir rezervuara girdi. Su akış hızı 0,8 m/s, su viskozitesi 1 10-3 Pa s, su yoğunluğu 1000 kg/m3'tür. Akım tarafından taşınan bu parçacıklar, dibe yerleşmeden önce hangi mesafeyi aşacak?

9. Atmosferden ıslak çökelme sonucunda 20 μm çapında ve 2700 kg/m3 yoğunluğundaki aerosol partikülleri 3.0 m derinliğindeki akan bir rezervuara girdi. Su akış hızı 0,2 m/s, su viskozitesi 1 10-3 Pa s, su yoğunluğu 1000 kg/m3'tür. Akım tarafından taşınan bu parçacıklar, dibe yerleşmeden önce hangi mesafeyi aşacak?

10. Atmosferden kuru çökelme sonucunda 40 μm çapında ve 2700 kg/m3 yoğunluğa sahip aerosol partikülleri 2.0 m derinliğindeki akan bir rezervuara girdi. Su akış hızı 0.25 m/s, su viskozitesi 1 10-3 Pa s, su yoğunluğu 1000 kg/m3'tür. Rezervuarın akıntı yönünde uzunluğu 5000 m'dir.Bu parçacıklar rezervuarın dibine mi çökecek yoksa akıntı tarafından mı taşınacak?

11. Parçacık yoğunluğu 2600 kg/m3 ise atıksu çıkışından 200m uzaklıkta rezervuarın dibine çökecek atıksu ile akan havuza giren asılı parçacıkların çapını hesaplayın. Su akış hızı 0,6 m/s, suyun viskozitesi 1 10-3 Pa s, suyun yoğunluğu 1000 kg/m3'tür. Rezervuarın derinliği 1.8m'dir.

12. Kaza sonucu rezervuar yüzeyine heksan yayıldı. 20°C, 30°C ve 40°C'de heksanın doymuş buhar basıncı sırasıyla 15998.6 Pa, 24798.0 Pa ve 37063.6 Pa'dır. 15°C'de heksanın doymuş buhar basıncını grafiksel olarak belirleyin. Rüzgar hızı 1m/s ise, formülü kullanarak 15°C'de hekzanın buharlaşma hızını hesaplayın. 0°C'deki havanın yoğunluğu 1,29 kg/m3, 15°C'deki havanın viskozitesi 18∙10−6 Pa∙s, hekzanın su yüzeyinde oluşturduğu noktanın çapı 100m'dir.

13. Kaza sonucu rezervuar yüzeyine toluen yayıldı. Toluenin 20°C, 30°C ve 40°C'de doymuş buhar basıncı sırasıyla 3399.7 Pa, 5266.2 Pa ve 8532.6 Pa'dır. 25°C'de toluenin doymuş buhar basıncını grafik olarak belirleyin. Rüzgar hızı 2m/s ise, formülü kullanarak 25°C'de toluenin buharlaşma hızını hesaplayın. 0°C'deki havanın yoğunluğu 1,29 kg/m3, 25°C'deki havanın viskozitesi 20∙10−6 Pa∙s, toluenin su yüzeyinde oluşturduğu noktanın çapı 200m'dir.

14. Kaza sonucu rezervuar yüzeyi yayıldı m-ksilen. Doymuş buhar basıncı m-ksilen 20°C ve 30°C'de sırasıyla 813.3 ve 1466,5 Pa'ya eşittir. Doygunluk buhar basıncını belirleyin m-ksilen, kimyasal reaksiyon izobar denkleminin integral formu kullanılarak 25°C sıcaklıkta. Buharlaşma Hızını Hesapla m- Rüzgar hızı 5m/s ise formüle göre 25°C'de ksilen. 0°C'deki havanın yoğunluğu 1,29 kg/m3, 25°C'deki havanın viskozitesi 20∙10−6 Pa∙s, oluşan noktanın çapı m-Ksilen su yüzeyinde 500m'ye eşittir.

15. Benzen yanlışlıkla laboratuvar masasına döküldü. 20°C ve 30°C'de benzenin doymuş buhar basıncı sırasıyla 9959.2 ve 15732.0 Pa'dır. Kimyasal reaksiyon izobar denkleminin integral formunu kullanarak 25°C'de benzenin doymuş buhar basıncını belirleyin. Emisyon yöntemini kullanarak 25°C'de benzenin buharlaşma oranını hesaplayın zararlı maddeler atmosferde. Benzenin masa yüzeyinde oluşturduğu noktanın çapı 0,5 m'dir. MPC değeri aşılacak mı? h.(С6Н6) = 5 mg/m3 Odanın hacmi 200 m3 ise, benzen dökülmesinden 15 dakika sonra?

16. Klorobenzen yanlışlıkla laboratuvar masasına döküldü. Klorobenzenin 20°C ve 30°C'de doymuş buhar basıncı sırasıyla 1173.2 ve 199.8 Pa'dır. Kimyasal reaksiyon izobar denkleminin integral formunu kullanarak 25°C'de klorobenzenin doymuş buhar basıncını belirleyin. Atmosferik emisyon yöntemini kullanarak 25°C'de klorobenzenin buharlaşma hızını hesaplayın. Masa yüzeyinde klorobenzenin oluşturduğu lekenin çapı 0,3 m'dir. MPC değeri aşılacak mı? z.(С6Н5Cl) = 50mg/m3 Odanın hacmi 150m3 ise klorobenzen dökülmesinden 10 dakika sonra?

17. Kaza sonucunda oktan, toluen ve m- 1000 kg ağırlığında ksilen. Karışımın bileşimi (kütle fraksiyonları): oktan - 0.3; toluen - 0.4; m-ksilen - 0.3. Oktan, toluen ve doygun buhar basıncı m-ksilen 20°C'de 1386.6'ya eşittir; Sırasıyla 3399,7 Pa ve 813.3 Pa. Atmosfere zararlı maddelerin emisyonlarını belirleme yöntemini kullanarak 20°C'de hidrokarbonların buharlaşma oranlarını hesaplayın. Su yüzeyinde hidrokarbon karışımının oluşturduğu noktanın çapı 10 m ise, karışımın bileşimini (kütle oranı) bir saat sonra belirleyin. Rüzgar hızı 1m/s'dir.

18. Kaza sonucunda benzen, toluen ve m- 1000 kg ağırlığında ksilen. Karışımın bileşimi (kütle fraksiyonları): benzen - 0,5; toluen - 0.3; m-ksilen - 0.2. Benzen, toluen ve doygun buhar basıncı m-ksilen 20°C'de 9959.2'ye eşittir; Sırasıyla 3399,7 Pa ve 813.3 Pa. Atmosfere zararlı maddelerin emisyonlarını belirleme yöntemini kullanarak 20°C'de hidrokarbonların buharlaşma oranlarını hesaplayın. Su yüzeyinde hidrokarbon karışımının oluşturduğu noktanın çapı 12m ise, karışımın bileşimini (ağırlık oranı) bir saat sonra belirleyin. Rüzgar hızı 0,5 m/s'dir.

19. %3,5 (ağırlıkça) organik karbon içeren asılı parçacıklar tarafından adsorbe edilen 2,3,7,8-Cl4-dibenzodioksin oranını hesaplayın. Rezervuarın alt katmanlarında asılı kalan partiküllerin konsantrasyonu 12000 ppm'dir. 2,3,7,8-Cl4-dibenzodioksinin oktanol-su KO-B sisteminde dağılım katsayısı 1.047 107'dir.

20. %4 (ağırlıkça) organik karbon içeren partikül madde tarafından adsorbe edilen 1,2,3,4-Cl4-dibenzodioksin oranını hesaplayın. Rezervuarın alt katmanlarındaki asılı parçacıkların konsantrasyonu 10.000 ppm'dir. 1,2,3,4-Cl4-dibenzodioxin'in oktanol-su KO-B sisteminde dağılım katsayısı 5.888 105'dir.

21. %10 (ağırlıkça) organik karbon içeren asılı parçacıklar tarafından adsorbe edilen fenol oranını hesaplayın. Rezervuarın alt katmanlarındaki asılı parçacıkların konsantrasyonu 50.000 ppm'dir. Fenolün oktanol-su KO-B sistemindeki dağılım katsayısı 31'dir.

22. 0,01 mg/l Pb2+ iyonları içeren kanalizasyon, 50m3/s'lik bir hacim akışıyla akan bir rezervuara girdiğinde PbSO4 çökeltisi oluşacak mı? Atık suyun hacimsel debisi 0,05 m3/s'dir. SO42-'nin arka plan konsantrasyonu 30 mg/l'dir. 1∙10−4'e eşit olan γ karıştırma oranını alın. PR(PbSO4) = 1,6 10−8.

23. 0,7 mg/l Fe3+ iyonları içeren kanalizasyon, 60m3/s'lik bir hacim akışıyla akan bir rezervuara girdiğinde Fe(OH)3 çökelecek mi? Atık suyun hacimsel debisi 0,06 m3/s'dir. pH = 7.5. 4∙10−4'e eşit olan γ karışım oranını alın. PR(Fe(OH)3) = 6,3 10−38.

24. Aşağıdakilerden sonra pH=7.5 olan durgun bir rezervuarda T=298K'da hidroliz derecesini ve kloroform (CHCl3) konsantrasyonunu hesaplayın: a) 1 gün; b) 1 ay; c) İlk konsantrasyonu 0.001 mg/l ise, rezervuara girişinden 1 yıl sonra. Kloroformun hidrolizinin hız sabitleri tabloda verilmiştir.

25. Aşağıdakilerden sonra pH=8.0 olan durgun bir rezervuarda T=298K'da hidroliz derecesini (dönüşüm derecesi) ve diklorometan (CH2Cl2) konsantrasyonunu hesaplayın: a) 1 gün; b) 1 ay; c) İlk konsantrasyonu 0.001 mg/l ise, rezervuara girişinden 1 yıl sonra. Diklorometanın hidrolizinin hız sabitleri tabloda verilmiştir.

26. Aşağıdakilerden sonra pH=8.0 olan durgun bir rezervuarda T=298K'da hidroliz derecesini (dönüşüm derecesi) ve bromometan (CH3Br) konsantrasyonunu hesaplayın: a) 1 gün; b) 1 ay; c) İlk konsantrasyonu 0.005 mg/l ise, rezervuara girişinden altı ay sonra. Hidroliz, brom hız sabitleri tabloda verilmiştir.

27. Durgun bir rezervuardaki etil asetat konsantrasyonu ne zaman sonra şuna eşit olur: a) ilk konsantrasyonun yarısı; b) ilk konsantrasyonun %10'u; c) İlk konsantrasyonun %1'i mi? T = 298K. pH = 6.5. Etil asetatın hidrolizi için hız sabitleri tabloda verilmiştir.

28. Durgun bir rezervuardaki fenilasetat konsantrasyonu ne zaman sonra şuna eşit olur: a) ilk konsantrasyonun yarısı; b) ilk konsantrasyonun %10'u; c) İlk konsantrasyonun %1'i mi? T = 298K. pH = 7.8. Fenilasetatın hidrolizinin hız sabitleri tabloda verilmiştir.

29. Durgun bir rezervuardaki fenil benzoat konsantrasyonu ne zaman sonra şuna eşit olur: a) ilk konsantrasyonun yarısı; b) ilk konsantrasyonun %10'u; c) İlk konsantrasyonun %1'i mi? T = 298K. pH = 7.5. Fenil benzoatın hidrolizinin hız sabitleri tabloda verilmiştir.

30. Sırasıyla 3.0 ve 10.0 mgO2/dm3'e eşit olan BOİ5 ve BODtot değerleri deneysel olarak belirlenmişse, doğal sudaki biyo-oksidasyon sabiti k* ve kirliliğin yarısının ortadan kaldırılması için geçen süreyi hesaplayın.

31. Sırasıyla 1.8 ve 8.0 mgO2/dm3'e eşit olan BOİ5 ve BOİtot değerleri deneysel olarak belirlenmişse, doğal sudaki biyo-oksidasyon sabiti k* ve kirliliğin yarısının ortadan kaldırılması için geçen süreyi hesaplayın.

32. BODtoplam'ın bu suyun bir örneğinin inkübasyonunun 13. gününde gözlemlendiği deneysel olarak belirlenmişse, doğal sudaki bio-oksidasyon hız sabiti k*'yi hesaplayın. Bu durumda BOİ toplamının BOD5 oranı nedir?

33. BODtoplamının bu suyun bir örneğinin inkübasyonunun 18. gününde gözlemlendiği deneysel olarak belirlenmişse, doğal sudaki bio-oksidasyon hız sabiti k*'yi hesaplayın. Bu durumda BOİ toplamının BOD5 oranı nedir?

34. Doğal havalandırmalı bir havuzda fenolün tam oksidasyon süresi 50 gündü. Fenolün başlangıç konsantrasyonu 20 µg/l ise, bu havuzdaki fenolün bio-oksidasyon k* hız sabitini ve 10 gün sonraki konsantrasyonunu hesaplayın.

35. Doğal havalandırmalı bir havuzda toluenin tam oksidasyon süresi 80 gündü. Toluenin başlangıç konsantrasyonu 50 µg/l ise, bu havuzdaki toluenin bio-oksidasyon hız sabiti k*'sini ve 30 gün sonraki konsantrasyonunu hesaplayın.

36. KOİ hesaplayın. asetik asit. 1∙10−4 mol/l asetik asit içeren doğal suyun KOİ'sini hesaplayın. BODtot'u hesaplayın. BODtot ise bu suyun: KOİ = 0.8: 1. Hesaplayın

37. Başlangıç fenol konsantrasyonu 0.010 mg/l ise, durgun bir rezervuarın suyundaki fenol konsantrasyonunu, varışından bir gün sonra belirleyin. Fenolün dönüşümünün esas olarak RO2 radikalinin oksidasyonunun bir sonucu olarak meydana geldiğini düşünün. RO2'nin sabit konsantrasyonu 10-9 mol/l'dir. Reaksiyon hızı sabiti 104 mol l-1 s-1'dir.

38. Başlangıç formaldehit konsantrasyonu 0,05 mg/l ise, durgun bir rezervuarın suyundaki formaldehit konsantrasyonunu, varışından 2 gün sonra belirleyin. Formaldehit dönüşümünün esas olarak RO2 radikalinin oksidasyonunun bir sonucu olarak gerçekleştiğini düşünün. RO2'nin sabit konsantrasyonu 10-9 mol/l'dir. Reaksiyon hızı sabiti 0.1 mol l-1 s-1'dir.

Tablo - T = 298K'da bazı organik maddelerin hidroliz hız sabitleri

Madde	Ürün:% s hidroliz	hidroliz sabitleri
l mol-1 s-1		l mol-1 s-1
Etil asetat	CH3COOH + C2H5OH
metil kloroasetat	CICH2COOH + CH3OH
fenil asetat	CH3COOH + C6H5OH
fenil benzoat	C6H5COOH + C6H5OH
klorometan CH3Cl
bromometan CH3Br
Diklorometan CH2Cl2
triklorometan CHCl3

Su kütlelerinin kendi kendini temizlemesi

Su ekosisteminin işleyişi sürecinde bileşenleri arasında sürekli bir madde ve enerji değişimi vardır. Bu değişim döngüsel değişen dereceler fiziksel, kimyasal ve biyolojik faktörlerin etkisi altında organik maddenin, özellikle fenollerin dönüşümünün eşlik ettiği izolasyon. Dönüşüm sırasında, karmaşık organik maddeler yavaş yavaş basit olanlara ayrışabilir ve basit maddeler karmaşık olanlara sentezlenebilir. Su ekosistemi üzerindeki dış etkinin yoğunluğuna ve süreçlerin doğasına bağlı olarak, su ekosistemi arka plan koşullarına geri döndürülür (kendi kendini arındırma) veya su ekosistemi başka bir ekosisteme geçer. denge durumu farklı nicel ve nitel biyotik göstergelerle karakterize edilecek ve abiyotik bileşenler. Dış etki, su ekosisteminin kendi kendini düzenleme yeteneklerini aşarsa, yok edilebilir.

Doğal suların kendi kendine arıtılması, dış kaynaklardan gelen maddelerin sürekli olarak meydana gelen dönüşüm süreçlerine dahil edilmesi nedeniyle gerçekleştirilir ve bunun sonucunda alınan maddeler rezerv fonlarına iade edilir.

Maddelerin dönüşümü, aralarında fiziksel, kimyasal ve biyolojik mekanizmaların ayırt edilebildiği, aynı anda çalışan çeşitli süreçlerin sonucudur. Mekanizmaların her birinin katkısının değeri, safsızlığın özelliklerine ve belirli bir ekosistemin özelliklerine bağlıdır.

Biyokimyasal kendini arıtma.

Biyokimyasal kendi kendini saflaştırma, hidrobiyontlar tarafından gerçekleştirilen maddelerin dönüşümünün bir sonucudur. Kural olarak, biyokimyasal mekanizmalar kendi kendini temizleme sürecine ana katkıyı sağlar ve yalnızca suda yaşayan organizmalar engellendiğinde (örneğin, toksik maddelerin etkisi altında), fizikokimyasal süreçler daha önemli bir rol oynamaya başlar. Organik maddelerin biyokimyasal dönüşümü, besin ağlarına dahil olmalarının bir sonucu olarak meydana gelir ve üretim ve imha süreçleri sırasında gerçekleştirilir.

Özellikle önemli rol su içi süreçlerin çoğunu belirlediği için birincil üretimin rolünü oynar. Yeni organik madde oluşumunun ana mekanizması fotosentezdir. Çoğu sucul ekosistemde, fitoplankton önemli bir birincil üreticidir. Fotosentez sürecinde, Güneş'in enerjisi doğrudan biyokütleye dönüştürülür. Bu reaksiyonun yan ürünü, suyun fotolizi ile oluşan serbest oksijendir. Bitkilerde fotosentezin yanı sıra oksijenin tüketildiği solunum süreçleri de vardır.

Kendi kendini temizlemenin kimyasal mekanizmaları.

Fotoliz, bir maddenin moleküllerinin emdikleri ışığın etkisi altında dönüştürülmesidir. Fotolizin özel durumları fotokimyasal ayrışmadır - parçacıkların daha basit olanlara bozunması ve fotoiyonizasyon - moleküllerin iyonlara dönüşümü. İtibaren Toplam fotosentezde güneş radyasyonunun yaklaşık %1'i kullanılır, %5 ila %30'u su yüzeyinden yansıtılır. Güneş enerjisinin ana kısmı ısıya dönüştürülür ve fotokimyasal reaksiyonlara katılır. Güneş ışığının en etkili kısmı ultraviyole radyasyondur. Ultraviyole radyasyon yaklaşık 10 cm kalınlığındaki bir su tabakasında emilir, ancak türbülanslı karışım nedeniyle su kütlelerinin daha derin katmanlarına da nüfuz edebilir. Fotolize maruz kalan bir maddenin miktarı, maddenin türüne ve sudaki konsantrasyonuna bağlıdır. Su kütlelerine giren maddelerden humus maddeleri nispeten hızlı fotokimyasal ayrışmaya maruz kalır.

Hidroliz, çeşitli maddeler ve su arasındaki bir iyon değişim reaksiyonudur. Hidroliz, su kütlelerinde organik maddelerin kimyasal dönüşümünde önde gelen faktörlerden biridir. Bu işlemin nicel özelliği, moleküllerin hidrolize edilmiş kısmının toplam tuz konsantrasyonuna oranı olarak anlaşılan hidroliz derecesidir. Çoğu tuz için yüzde birkaçtır ve artan seyreltme ve su sıcaklığı ile artar. Organik maddeler de hidrolize tabidir. Bu durumda, hidrolitik bölünme çoğunlukla bir karbon atomunun diğer atomlarla bağı yoluyla meydana gelir.

Kendi kendini temizlemenin etkili yollarından biri, su ortamının redoks bileşenleri ile etkileşime girdiğinde redoks reaksiyonları nedeniyle kirleticinin dönüştürülmesidir.

Sistemdeki Red-Ox dönüşümlerinin olasılığı, redoks potansiyelinin (Eh) değeri ile karakterize edilir. Doğal suların E h değeri, serbest O 2 , H 2 O 2 , Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ , Mn 4+ , H+ , organik bileşikler ve diğer "potansiyel belirleyici bileşenlerden" etkilenir. . Doğal sularda E h genellikle +0.7 ile -0.5V arasında değişir. Oksijenle doymuş yüzey ve yeraltı suları, çoğunlukla +0.150 ila +0.700V arasında bir E h aralığı ile karakterize edilir. Araştırmalar, doğal su kütlelerinin fenollerden kendi kendini temizleme süreçlerinde, doğal kaynaklı H 2 O 2'nin katılımıyla redoks dönüşümlerinin ve su kütlelerinde bulunan değişken değerlikli metal iyonlarının önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Doğal suda, sabit H 2 O 2 konsantrasyonu 10 -6 - 10 -4 mol/l aralığındadır. Hidrojen peroksit, homojen bir ortamda moleküler oksijeni içeren fotokimyasal ve oksidatif işlemler sonucu oluşur. H 2 O 2'nin bozunması esas olarak metal iyonlarının ve güneş ışığının katalitik miktarları tarafından belirlendiğinden, hızı neredeyse ilk konsantrasyondan bağımsızdır.

Kendi kendini temizlemenin fiziksel mekanizmaları.

"Atmosfer-su" arayüzünde gaz değişimi. Bu işlem sayesinde atmosferde rezerv fonu olan maddeler su kütlesine girer ve bu maddeleri su kütlesinden rezerv fonuna geri verir. Gaz değişiminin önemli özel durumlarından biri, oksijenin önemli bir bölümünün su kütlesine girmesi nedeniyle atmosferik havalandırma işlemidir. Gaz değişiminin yoğunluğu ve yönü, sudaki gaz konsantrasyonunun doyma konsantrasyonundan C sapması ile belirlenir. Doyma konsantrasyonu, maddenin doğasına ve su kütlesindeki fiziksel koşullara - sıcaklık ve basınca bağlıdır. C'den daha yüksek konsantrasyonlarda gaz atmosfere kaçar ve Cs'den daha düşük konsantrasyonlarda gaz su kütlesi tarafından emilir.

Sorpsiyon, safsızlıkların askıdaki madde, dip çökeltileri ve hidrobiyont cisimlerin yüzeyleri tarafından emilmesidir. Ayrışmamış moleküler durumda olan fenoller gibi kolloidal partiküller ve organik maddeler en kuvvetli şekilde emilir. İşlem, adsorpsiyon fenomenine dayanmaktadır. Sorbentin birim kütlesi başına bir maddenin birikme hızı, verilen maddeye göre doymamışlığı ve maddenin sudaki konsantrasyonu ile orantılıdır ve maddenin sorbentteki içeriği ile ters orantılıdır.

Sedimantasyon ve yeniden süspansiyon. Su kütleleri her zaman belirli miktarda inorganik ve askıda katı madde içerir. organik kökenli. Sedimantasyon, asılı parçacıkların yerçekimi etkisi altında dibe düşme yeteneği ile karakterize edilir. Parçacıkların dip çökeltilerinden askıya alınmış bir duruma geçiş sürecine yeniden süspansiyon denir. Türbülanslı akış hızının dikey bileşeninin etkisi altında oluşur.

Bu nedenle, sorpsiyon ve redoks süreçleri, doğal rezervuarların kendi kendini temizlemesinde önemli bir rol oynar.

Doğal suların en değerli özelliklerinden biri de kendi kendini arındırabilmeleridir. Suların kendi kendini temizlemesi, birbiriyle ilişkili fizikokimyasal, biyokimyasal ve diğer süreçlerin (türbülanslı difüzyon, oksidasyon, sorpsiyon, adsorpsiyon, vb.) bir sonucu olarak doğal olarak meydana gelen nehirlerde, göllerde ve diğer su kütlelerinde doğal özelliklerinin restorasyonudur. Nehirlerin ve göllerin kendi kendini temizleme yeteneği, diğer birçok doğal faktöre, özellikle fiziksel ve coğrafi koşullara, güneş radyasyonuna, sudaki mikroorganizmaların aktivitesine, su bitki örtüsünün etkisine ve özellikle hidrometeorolojik rejime yakından bağlıdır. Rezervuarlarda ve akarsularda suyun en yoğun kendi kendini arıtması, su ekosistemlerindeki biyolojik aktivitenin en yüksek olduğu yılın ılık döneminde gerçekleştirilir. Hızlı bir akıntıya sahip nehirlerde ve kıyıları boyunca yoğun sazlık, sazlık ve uzun kuyruklu çalılıklar, özellikle orman-bozkırlarında daha hızlı akar ve bozkır bölgeleriülkeler. Nehirlerde tam bir su değişimi ortalama 16 gün, bataklıklar - 5 yıl, göller - 17 yıl sürer.

Rezervuarlarda ve su yollarında gerekli olanı sağlamak doğal kalite büyük önem taşıyan sular, içlerinde bir tür biyofiltre rolü oynayan su bitki örtüsünün dağılımıdır. Su bitkilerinin yüksek temizleme gücü gerek ülkemizde gerekse yurt dışında birçok sanayi kuruluşunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun için, kirli suyu iyi temizleyen göl ve bataklık bitki örtüsünün ekildiği çeşitli yapay çökeltme tankları oluşturulur.

Son yıllarda, yapay havalandırma yaygınlaştı - suda çözünen oksijen yetersiz olduğunda kendi kendini arıtma süreci keskin bir şekilde azaldığında, kirli suları arıtmanın etkili yollarından biri. Bunu yapmak için, kirli su tahliyesinden önce rezervuarlara ve akarsulara veya havalandırma istasyonlarına özel havalandırıcılar kurulur.

Su kaynaklarının kirlilikten korunması.

Su kaynaklarının korunması, arıtılmamış suyun rezervuarlara ve akarsulara boşaltılmasının yasaklanması, su koruma bölgelerinin oluşturulması, su kütlelerinde kendi kendini temizleme süreçlerinin teşvik edilmesi, havzalarda yüzey ve yeraltı suyu akışı oluşum koşullarının korunması ve iyileştirilmesinden oluşur.

Birkaç on yıl önce, nehirler kendi kendini temizleme işlevleri sayesinde su arıtma ile başa çıktı. Şimdi, ülkenin en kalabalık bölgelerinde, yeni şehirlerin ve sanayi işletmelerinin inşasının bir sonucu olarak, su kullanım alanları o kadar yoğun ki, çoğu zaman atık su boşaltma ve su alma yerleri pratik olarak yakınlarda bulunuyor. Bu nedenle, atık suyun arıtılması ve arıtılması, musluk suyunun arıtılması ve nötralizasyonu için etkili yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bazı işletmelerde su ile ilgili operasyonlar giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Kağıt hamuru ve kağıt, madencilik ve petrokimya endüstrilerinde su temini, atık suyun arıtılması ve bertarafı maliyetleri özellikle yüksektir.

Modern işletmelerde sıralı atık su arıtma, birincil, mekanik arıtma (kolayca çöken ve yüzen maddeler çıkarılır) ve ikincil, biyolojik (biyolojik olarak parçalanabilen organik maddeler çıkarılır) içerir. Bu durumda, pıhtılaşma - askıya alınmış ve kolloidal maddelerin yanı sıra fosforu çökeltmek için, adsorpsiyon - çözünmüş organik maddeleri uzaklaştırmak ve elektroliz - organik ve mineral kökenli çözünmüş maddelerin içeriğini azaltmak için gerçekleştirilir. Atık suların dezenfeksiyonu, klorlama ve ozonlama yoluyla gerçekleştirilir. Teknolojik temizleme işleminin önemli bir unsuru, oluşan çamurun uzaklaştırılması ve dezenfeksiyonudur. Bazı durumlarda, son işlem suyun damıtılmasıdır.

En gelişmiş modern arıtma tesisleri, atık suyun organik kirlilikten yalnızca% 85-90 ve sadece bazı durumlarda -% 95 oranında salınmasını sağlar. Bu nedenle, temizledikten sonra bile, onları 6-12 kat ve hatta çoğu zaman daha fazla seyreltmek gerekir. Temiz su su ekosistemlerinin normal işleyişini korumak için. Gerçek şu ki, rezervuarların ve akarsuların doğal kendi kendini temizleme kapasitesi çok küçüktür. Kendi kendine arıtma ancak deşarj edilen sular tamamen arıtıldığında ve su kütlesinde 1:12-15 oranında su ile seyreltildiğinde gerçekleşir. Bununla birlikte, büyük hacimlerde atık su rezervuarlara ve akarsulara girerse ve daha da fazla arıtılmazsa, su ekosistemlerinin istikrarlı doğal dengesi yavaş yavaş kaybolur ve normal işleyişi bozulur.

Son zamanlarda, atık suların arıtılması ve arıtılmasından sonra giderek daha etkili yöntemler biyolojik tedavi en son atık su arıtma yöntemlerini kullanmak: radyasyon, elektrokimyasal, sorpsiyon, manyetik vb. Atıksu arıtma teknolojisini geliştirmek, arıtma derecesini daha da artırmak, suyun kirlilikten korunması alanındaki en önemli görevlerdir.

Tarımsal sulama alanlarında arıtılmış atıksuların arıtılmasından sonra çok daha yaygın olarak kullanılması gerekmektedir. ZPO'daki atık suyun arıtılmasında, fonların endüstriyel arıtımı için harcanmaz, ek tarım ürünleri elde etme fırsatı yaratır, sulama için tatlı su alımı azaldığından su önemli ölçüde tasarruf edilir ve atık suyu seyreltmek için su harcamaya gerek yok. ZPO'da kentsel atık su kullanıldığında, içerdiği besinler ve mikro elementler bitkiler tarafından yapay mineral gübrelere göre daha hızlı ve daha eksiksiz bir şekilde emilir.

Su kütlelerinin pestisit ve pestisitlerle kirlenmesinin önlenmesi de önemli görevlerden biridir. Bu, erozyon önleyici tedbirlerin uygulanmasını hızlandırmayı, kültürde toksik kalıntıları korumadan 1-3 hafta içinde ayrışan pestisitleri yaratmayı gerektirir. Bu sorunlar çözülene kadar, akarsular boyunca kıyı bölgelerinin tarımsal kullanımının sınırlandırılması veya içlerinde pestisit kullanılmaması gerekmektedir. Su koruma bölgelerinin oluşturulması da daha fazla dikkat gerektirir.

Su kaynaklarının kirlilikten korunmasında, atık su deşarjı için bir ücret getirilmesi, su tüketimi, su bertarafı ve atıksu arıtımı için entegre ilçe şemalarının oluşturulması ve su kaynaklarında su kalite kontrolünün otomasyonu büyük önem taşımaktadır. Entegre ilçe şemalarının, suyun yeniden kullanımına ve yeniden kullanımına, ilçede ortak arıtma tesislerinin işletilmesine ve ayrıca su temini ve kanalizasyonun işletilmesinin yönetilmesi süreçlerinin otomatikleştirilmesine geçişi mümkün kıldığı belirtilmelidir.

Doğal suların kirlenmesini önlemede hidrosferin korunmasının rolü önemlidir, çünkü hidrosfer tarafından elde edilen olumsuz özellikler sadece sucul ekosistemi değiştirmekle ve hidrobiyolojik kaynakları üzerinde baskılayıcı bir etkiye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda kara ekosistemlerini de yok eder. biyolojik sistemler litosfer gibi.

Kirlilik ile mücadele için radikal önlemlerden birinin, su kütlelerini atık su alıcıları olarak görme geleneğinin üstesinden gelmek olduğu vurgulanmalıdır. Mümkün olduğunda, aynı akarsularda ve rezervuarlarda su çekilmesinden veya atık su deşarjından kaçınılmalıdır.

Güvenlik atmosferik hava ve toprak.

özel korumalı doğal alanlar. Hayvan koruma ve bitki örtüsü.

etkili biçim doğal ekosistemlerin korunması biyotik toplulukların yanı sıra özel olarak korunan doğal alanlar. Sadece bazı egzotik, nadir yerlerde değil, aynı zamanda Dünya'nın tüm tipik doğal bölgelerinde de el değmemiş biyojeosenoz standartlarını (örneklerini) kaydetmenize izin verirler.

İle özel olarak korunan doğal alanlar(SPNA), çevresel ve diğer önemleri nedeniyle Hükümet kararları ile ekonomik kullanımdan tamamen veya kısmen geri çekilen kara veya su yüzeyi alanlarını içerir.

Şubat 1995'te kabul edilen Korunan Alanlar Yasası, bu bölgelerin aşağıdaki kategorilerini belirlemiştir: a) Devlet doğa rezervleri, dahil. biyosferik; b) milli parklar; c) doğal parklar; d) devlet doğa rezervleri; e) doğa anıtları; f) dendrolojik parklar ve botanik bahçeleri.

Rezerv- bu, doğal kompleksi doğal haliyle korumak için normal ekonomik kullanımdan tamamen ayrılmış, kanunla özel olarak korunan bir alandır (toprak veya su alanı). Rezervlerde sadece bilimsel, güvenlik ve kontrol faaliyetlerine izin verilir.

Bugün Rusya'da toplam 310 bin metrekare alana sahip 95 doğa rezervi var. Rusya'nın tüm topraklarının yaklaşık% 1.5'i olan km. Özellikle sanayinin gelişmiş olduğu bölgelerde, bitişik bölgelerin teknolojik etkisini nötralize etmek için rezervlerin çevresinde korunan alanlar oluşturulur.

Biyosfer rezervleri (BR) dört işlevi yerine getirir: gezegenimizin genetik çeşitliliğinin korunması; bilimsel araştırma yapmak; biyosferin arka plan durumunun izlenmesi (çevresel izleme); çevre eğitimi ve uluslararası işbirliği.

Açıkçası, BR'nin işlevleri, diğer herhangi bir korunan doğal alanın işlevlerinden daha geniştir. Bir tür uluslararası standart, çevre standartları olarak hizmet ederler.

Şu anda Dünya'da (Rusya'da 11) 300'den fazla biyosfer rezervinden oluşan birleşik bir küresel ağ oluşturuldu. Hepsi, antropojenik faaliyetlerin etkisi altında doğal ortamdaki değişiklikleri sürekli izleyerek UNESCO'nun koordineli programına göre çalışır.

Ulusal park- hem tamamen korunan alanları hem de belirli ekonomik faaliyet türlerine yönelik alanları içeren geniş bir bölge (birkaç binden birkaç milyon hektara kadar).

Yaratılışın amaçları Ulusal parklar 1) ekolojik (doğal ekosistemlerin korunması); 2) bilimsel (ziyaretçilerin toplu kabulü koşullarında doğal kompleksi korumak için yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması) ve 3) rekreasyonel (insanlar için düzenlenmiş turizm ve rekreasyon).

Rusya'da toplam alanı yaklaşık 66,5 bin metrekare olan 33 milli park var. km.

Tabiat Parkı- özel bir ekolojik ve estetik değeri olan ve nüfusun organize rekreasyonu için kullanılan bir bölge.

Rezerv- Bu doğal kompleks diğerlerinin sınırlı kullanımı ile bir veya daha fazla hayvan veya bitki türünü korumayı amaçlayan. Peyzaj, orman, ihtiyolojik (balık), ornitolojik (kuşlar) ve diğer rezerv türleri vardır. Genellikle, korunan hayvan veya bitki türlerinin popülasyon yoğunluğunun restorasyonundan sonra, rezerv kapatılır ve bir veya başka tür ekonomik faaliyete izin verilir. Bugün Rusya'da, toplam alanı 600 bin metrekarenin üzerinde olan 1.600'den fazla devlet doğal rezervi var. km.

doğal anıt- bilimsel, estetik, kültürel veya eğitimsel değeri olan benzersiz ve yeniden üretilemez bireysel doğal nesneler. Bunlar, bazı tarihi olaylara, mağaralara, kayalara, şelalelere vb. “tanık” olan çok yaşlı ağaçlar olabilir. Rusya'da yaklaşık 8 bin tane varken, anıtın bulunduğu bölgede, onları yok edebilecek herhangi bir faaliyet var. yasaktır.

Dendrolojik parklar ve botanik bahçeler, hem biyoçeşitliliği korumak hem de florayı zenginleştirmek için ve bilim, çalışma ve kültürel ve eğitim çalışmaları için insan yapımı ağaç ve çalı koleksiyonlarıdır. Genellikle yeni bitkilerin tanıtılması ve iklimlendirilmesi ile ilgili çalışmaları yürütürler.

Özel olarak korunan doğal alanların rejiminin ihlali için, Rus mevzuatı idari ve cezai sorumluluk belirler. Aynı zamanda, bilim adamları ve uzmanlar, özel olarak korunan alanların alanında önemli bir artış önermektedir. Bu nedenle, örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde, ikincisinin alanı ülke topraklarının% 7'sinden fazladır.

Çevre sorunlarının çözümü ve dolayısıyla uygarlığın sürdürülebilir kalkınması için beklentiler, büyük ölçüde yenilenebilir kaynakların yetkin kullanımı ve ekosistemlerin çeşitli işlevleri ve bunların yönetimi ile ilişkilidir. Bu yön, biyosferin ve dolayısıyla insan ortamının istikrarının korunması ve sürdürülmesi ile birlikte, doğanın yeterince uzun ve nispeten tükenmez bir şekilde kullanılmasının en önemli yoludur.

Her tür benzersizdir. Bilimsel ve uygulamalı önemi büyük olan flora ve faunanın gelişimi hakkında bilgiler içerir. Belirli bir organizmayı uzun vadede kullanmanın tüm olasılıkları genellikle tahmin edilemez olduğundan, gezegenimizin tüm gen havuzu (insanlar için tehlikeli olan bazı patojenik organizmalar hariç) sıkı korumaya tabidir. Gen havuzunu sürdürülebilir kalkınma (“birlikte evrim”) kavramı açısından koruma ihtiyacı, ekonomik olduğu kadar ahlaki ve etik kaygılarla da belirlenir. İnsanlık tek başına hayatta kalamaz.

B. Commoner'ın çevre yasalarından birini hatırlamakta fayda var: "Doğa en iyisini bilir!" Yakın zamana kadar, hayvanların gen havuzunun öngörülemeyen kullanım olanakları, vahşi hayvanların organlarının yapı ve işlevlerinin incelenmesine dayanan mühendislik yapılarında çok sayıda gelişme olduğu için artık biyonik tarafından gösterilmektedir. Bazı omurgasızların (yumuşakçalar, süngerler) çok miktarda radyoaktif element ve böcek ilacı biriktirme kabiliyetine sahip olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, çevre kirliliğinin biyoindikatörleri olabilirler ve insanların bu önemli sorunu çözmelerine yardımcı olabilirler.

Bitki gen havuzunun korunması. Yapı ayrılmaz parça OPS'yi koruma genel sorununun bir parçası olarak, bitki gen havuzunun korunması, bitkilerin tüm tür çeşitliliğini korumak için bir dizi önlemdir - üretken veya bilimsel veya pratik olarak değerli özelliklerin kalıtsal mirasının taşıyıcıları.

Her türün veya popülasyonun gen havuzundaki bireylerin doğal seçilimin etkisiyle ve eşeyli üreme yoluyla türler için en faydalı özelliklerin biriktiği bilinmektedir; gen kombinasyonlarında bulunurlar. Bu nedenle doğal florayı kullanma görevleri büyük önem taşımaktadır. Menşe merkezleri seçkin yurttaşımız N.I. tarafından kurulan modern tahıl, meyve, sebze, meyve, yem, endüstriyel, süs bitkilerimiz. Vavilov, şecerelerini ya vahşi atalardan yönetiyor ya da bilimin kreasyonlarıdır, ancak doğal gen yapılarına dayanmaktadır. Yabani bitkilerin kalıtsal özellikleri kullanılarak tamamen yeni faydalı bitki türleri elde edilmiştir. Melez seleksiyon yoluyla çok yıllık buğday ve tahıl yemi melezleri oluşturuldu. Bilim adamlarına göre, Rusya florasından tarımsal ürünlerin seçiminde yaklaşık 600 yabani bitki türü kullanılabilir.

Bitkilerin gen havuzunun korunması rezervler, tabiat parkları, botanik bahçeleri oluşturularak; yerel ve tanıtılmış türlerden oluşan bir gen havuzunun oluşturulması; biyoloji, ekolojik ihtiyaçlar ve bitkilerin rekabet gücü çalışmaları; bitki habitatının ekolojik değerlendirmesi, gelecekteki değişikliklerinin tahminleri. Rezervler sayesinde Pitsunda ve Eldar çamları, fıstık, porsuk, şimşir, ormangülü, ginseng vb.

Hayvanların gen havuzunun korunması. Hayvanlara doğrudan zulüm ve imha ile birlikte insan faaliyetinin etkisi altında yaşam koşullarındaki değişiklik, tür kompozisyonunun fakirleşmesine ve birçok türün sayısında azalmaya yol açar. 1600 yılında gezegende yaklaşık 4230 memeli türü vardı, zamanımıza kadar 36 tür yok oldu ve 120 tür yok olma tehlikesiyle karşı karşıya. 8684 kuş türünden 94'ü yok oldu ve 187'si tehlike altında. Alt türlerle ilgili durum daha iyi değil: 1600'den beri 64 memeli alt türü ve 164 kuş alt türü yok oldu, 223 memeli alt türü ve 287 kuş alt türü tehlikede.

İnsan gen havuzunun korunması. Bunun için çeşitli bilimsel yönler oluşturulmuştur, örneğin:

1) ekotoksikoloji- madde bileşimini, dağılım özelliklerini, biyolojik eylemi, aktivasyonu, çevredeki zararlı maddelerin etkisiz hale getirilmesini inceleyen toksikoloji bölümü (zehir bilimi);

2) tıbbi genetik danışmanlık sağlıklı yavrular doğurmak için ekotoksik maddelerin insan genetik aygıtı üzerindeki etkisinin doğasını ve sonuçlarını belirlemek için özel tıbbi kurumlarda;

3) tarama- çevresel faktörlerin (insan ortamı) mutajenitesi ve kanserojenliği için seçim ve testler.

Çevresel patoloji- diğer patojenik faktörlerle birlikte olumsuz çevresel faktörlerin ortaya çıkması ve gelişmesinde öncü rolü oynadığı insan hastalıkları doktrini.

Temel koruma talimatları çevre.

Çevre kalitesinin düzenlenmesi. Atmosfer, hidrosfer, litosfer, biyotik toplulukların korunması. Çevre koruma ekipmanı ve teknolojileri.

Rezervuarlardaki suyun kendi kendine saflaştırılması, bir su kütlesinin orijinal durumunun restorasyonuna yol açan birbiriyle ilişkili bir dizi hidrodinamik, fizikokimyasal, mikrobiyolojik ve hidrobiyolojik işlemdir.

Fiziksel faktörler arasında gelen kirleticilerin seyreltilmesi, çözünmesi ve karıştırılması büyük önem taşır. İyi bir karıştırma ve askıda katı madde konsantrasyonlarının azaltılması, nehirlerin hızlı akışıyla sağlanır. Kirli suların çökeltilmesinin yanı sıra çözünmeyen tortuların dibine yerleşerek su kütlelerinin kendi kendini temizlemesine katkıda bulunur. olan alanlarda ılıman iklim nehir kirlilik yerinden 200-300 km sonra kendi kendini temizliyor ve Uzak Kuzey- 2 bin km sonra.

Suyun dezenfeksiyonu, güneşten gelen ultraviyole radyasyonun etkisi altında gerçekleşir. Dezenfeksiyonun etkisi, ultraviyole ışınlarının protein kolloidleri ve mikrobiyal hücrelerin protoplazmasının enzimleri, ayrıca spor organizmaları ve virüsler üzerindeki doğrudan yıkıcı etkisi ile elde edilir.

İtibaren kimyasal faktörler su kütlelerinin kendi kendini temizlemesi, organik ve inorganik maddelerin oksidasyonuna dikkat edilmelidir. Genellikle rezervuarın kolayca oksitlenene göre kendi kendini temizlemesi hakkında bir değerlendirme yapın. organik madde veya toplam organik madde içeriğine göre.

Bir rezervuarın sıhhi rejimi, öncelikle içinde çözünen oksijen miktarı ile karakterize edilir. Birinci ve ikinci tip rezervuarlar için yılın herhangi bir zamanında 1 litre su başına en az 4 mg geçmelidir. İlk tip, işletmelerin içme suyu temini için kullanılan su kütlelerini, ikincisi - yüzme, spor etkinlikleri ve yerleşim sınırları içinde bulunanları içerir.

Rezervuarın kendi kendini temizlemesinin biyolojik faktörleri arasında algler, küfler ve maya mantarları bulunur. Bununla birlikte, fitoplankton, kendi kendini temizleme süreçleri üzerinde her zaman olumlu bir etkiye sahip değildir: bazı durumlarda, mavi-yeşil alglerin toplu gelişimi. yapay rezervuarlar kendini kirletme süreci olarak görülebilir.

Hayvan dünyasının temsilcileri, su kütlelerinin bakteri ve virüslerden kendi kendini arındırmasına da katkıda bulunabilir. Böylece istiridye ve diğer bazı amipler bağırsak ve diğer virüsleri emer. Her yumuşakça günde 30 litreden fazla suyu filtreler.

Rezervuarların saflığı, bitki örtüsü korunmadan düşünülemez. Sadece her rezervuarın ekolojisine ilişkin derin bir bilgi temelinde, etkili kontrolİçinde yaşayan çeşitli canlı organizmaların gelişimi, olumlu sonuçlar elde edebilir, nehirlerin, göllerin ve rezervuarların şeffaflığını ve yüksek biyolojik verimliliğini sağlayabilir.

Diğer faktörler de su kütlelerinin kendi kendini temizleme süreçlerini olumsuz etkiler. Su kütlelerinin endüstriyel atık su, biyojenik elementler (azot, fosfor vb.) ile kimyasal kirlenmesi, doğal oksidatif süreçleri engeller ve mikroorganizmaları öldürür. Aynısı, termik santrallerden termal atık suyun deşarjı için de geçerlidir.

çok aşamalı süreç, bazen germe uzun zaman- yağdan kendi kendini temizleme. AT doğal şartlar suyun yağdan kendi kendini temizlemesi için fiziksel süreçlerin kompleksi bir dizi bileşenden oluşur: buharlaşma; özellikle tortu ve tozla aşırı yüklenen topakların çökmesi; su sütununda asılı kalan topakların yapışması; su ve hava içeren bir film oluşturan yüzen topaklar; çökelme, yüzdürme ve temiz su ile karıştırma nedeniyle askıda ve çözünmüş yağ konsantrasyonunu azaltmak. Bu işlemlerin yoğunluğu, belirli bir yağ türünün özelliklerine (yoğunluk, viskozite, katsayı) bağlıdır. termal Genleşme), suda kolloidlerin varlığı, asılı ve sürüklenen plankton parçacıkları vb., hava sıcaklığı ve güneş ışığından.