IV процесс, проходящий в экосистемах:Самоочищение в ОПС. Трансформация загрязняющих веществ

Самоочищение ОПС является одним из механизмов стабильности биосферы и проявлением ее ассимиляционного потенциала — способностью самостоятельно принимать и перерабатывать некоторую часть отходов и загрязнений, поступающих в среду.

В процессе самоочищения происходит трансформация поступающих поллютантов, разложение и перевод их в неактивное состояние или приемлемое для использования живыми организмами. Самоочищение представляет собой сочетание различных процессов — разложения и биологического накопления. Способностью к нему обладают все элементы биосферы, трансформация элементов происходит в результате совместной деятельности живых организмов и неживой природы. В атмосфере, гидросфере, поверхностном слое литосферы все факторы самоочищения можно разделить на химические, физические, биологические, действия которых достаточно разнообразно и роль в компонентах биосферы различается. Например, в почвах наибольшее значение имеют биологические факторы, в атмосфере — их действие почти не проявляется. В атмосфере самоочищение может идти за счет:

 

Физические факторы	Рассеивания частиц и последующего осаждения. Воздействие солнечного и других излучений. Выпадение осадков и промывки приземных слоев Осаждение загрязнителей на частицах пыли, капельках водяного пара, растениях.
Химические факторы	5) Нейтрализация одних поллютантов другими в химических реакциях.
Биологические факторы	6) уничтожение патогенных микроорганизмов за счет фитонцидов, выделяемых растениями в воздух.

В почве гораздо сильнее роль химических и биологических факторов.

Кроме перечисленных, к факторам самоочищения добавляются:

Механическое поглощение поллютантов в результате абсорбции на частицах почвы.

Комплексообразование и образование нерастворимых или малорастворимых соединений.

Активная деятельность микроорганизмов, осуществляющих разложение, биосорбцию и использование поллютантов в своем обмене веществ.

Лучше всего процессы самоочищения изучены в водной среде. Загрязнители, попадающие в воду:

Разбавляются

При перемешивании водных масс;

При движении вод.

Переносятся

Океаническими и речными течениями;

Живыми организмами.

Концентрируются

В живых организмах;

В осадках, взвесях, донных отложениях.

4) Усваиваются и используются в обмене веществ

Фитопланктоном;

Водной растительностью;

Живыми организмами.

Поллютанты могут подвергаться разнообразным превращениям, в результате чего их эффект может ослабевать или усиливаться. Способность к трансформации каждого конкретного вещества зависит от стабильности его соединений в водной среде и от свойств самой водной среды.

К факторам, способным вызвать трансформацию химических веществ относят:

Температуру воды;

рН;

инсоляцию;

количество растворенного кислорода;

водную микрофлору.

Процессы трансформации химических веществ в воде приводят:

К снижению концентрации загрязнителя вследствие разбавления и переноса.

К образованию новых веществ, отличающихся от исходных:

По химическому составу и физико-химическим свойствам.

По характеру и степени влияния на органолептические свойства воды (вкус, цвет, запах).

По способности к аккумуляции в живых организмах и переносу по пищевым цепям.

По направлению отдаленных и специфических эффектов воздействия патогенного, мутагенного, канцерогенного характера.

К примеру, трансформация приводит к образованию менее токсичных продуктов. Есть исключения, например, при хлорировании воды может образоваться ряд токсичных хлорорганических соединений — хлороформ.

Стабильность того или иного вещества в водной среде определяет возможности водоема к самоочищению.

В водной среде особенно велика роль гидробионтов в самоочищении. Это особенно заметно при загрязнении стоками с большим количеством органики. В процессах переработки таких стоков принимают участие почти все группы водных организмов, но основную работу выполняют микробы.

Скорость распада органики — минерализация зависит от температуры воды, содержания кислорода, условий перемешивания воды и концентрации органических веществ.

В процессах самоочищения энергично участвуют простейшие беспозвоночные, которые:

1. Окисляют большое количество органического вещества.

2. Потребляют бактерии, водоросли, органические взвеси, тем самым обеззараживают воду.

3. Отфильтровывают взвешенные частицы.

4. Переводят взвеси и растительные соединения в донные отложения.

Пример: в Волгоградском водохранилище двустворчатые моллюски изымают из воды до 44 млн.т. взвешенных частиц, используя и усваивая при этом 2 млн.т., остальное переводят в грунт.

Активно участвуют в процессах самоочищения водоросли и высшие растения, осуществляя процессы фотосинтеза, они выделяют большое количество кислорода и способствуют ускорению процесса минерализации. Многие сине-зеленые и зеленые водоросли усваивают растворенные органические вещества, заросли высшей водной растительности очищают воду от биогенных соединений и взвесей. Кроме того, они способны аккумулировать нефтяную пленку, выделяемые растениями и водорослями бактерицидные вещества, подавляют развитие патогенных микроорганизмов в воде. Большая группа микроорганизмов разрушает нефть и продукты ее переработки до углекислого газа и воды, причем такое биологическое окисление превышает химическое в 5-10 раз. Микроорганизмы, разрушающие нефть, присутствуют как в воде, так и в осадках пресных и морских водоемов.