Полный цикл работ по изготовлению водоемов любой сложности

Посмотрите

КИСЛОРОД В ЖИЗНИ ВОДОЕМОВ

КИСЛОРОД В ЖИЗНИ ВОДОЕМОВ

Растворенный в воде кислород относится к важнейшим физико-химическим показателям, которые влияют на экологическое состояние водных экосистем. Он является одним из самых мощных природных окислителей. Его содержание в значительной степени определяет качество воды, благодаря интенсификации процессов самоочищения, физико-химической трансформации и гидробиологическому круговороту веществ.

В природных водах растворенный кислород находится в виде молекул O2.

На его концентрации в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

- процесс абсорбции кислорода из атмосферы;

- выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;

- поступление в водоемы с дождевыми и талыми водами, перенасыщенных кислородом.

Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водного объекта. Скорость этого процесса повышается с понижением температуры, с повышением давления и понижением минерализации. Аэрация - обогащение глубинных слоев воды кислородом - происходит в результате перемешивания водных масс, в том числе ветровой, вертикальной температурной циркуляции и т. п.

Процесс фотосинтеза

Фотосинтетическое выделение кислорода происходит при ассимиляции диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем интенсивнее, чем выше температура воды, интенсивность солнечного освещения и концентрация биогенных веществ (P, N и др.) в воде. Выработка кислорода происходит в поверхностном освещенном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может колебаться от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров).

К группе процессов, уменьшающих содержание кислорода в воде, относятся реакции потребления его на окисление органических веществ:

  • биологическое (дыхание организмов),
  • биохимическое (дыхание бактерий, расход кислорода при разложении органических веществ)
  • химическое (окисление Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S).

Скорость потребления кислорода увеличивается с повышением температуры, количества бактерий и других водных организмов и веществ, подвергающихся химическому и биохимическому окислению. Кроме того, уменьшение содержания кислорода в воде может происходить в процессе выделения его в атмосферу из поверхностных слоев и только в том случае, если вода при данной температуре и давлении окажется пресыщенной кислородом.

Концентрация кислорода 

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах - от 0 до 14 мг /дм3 - и подвержен сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания растворенного кислорода зависят от интенсивности процессов его продуцирования и потребления, достигая до 2,5 мг/дм3. В зимний и летний периоды распределение кислорода носит характер стратификации. Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с высокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофированных водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстановительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процессов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. То есть, кислородный режим оказывает существенное влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающие нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг/дм3. Снижение его до 2 мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пресыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.

низкое содержание кислорода в воде 

Как свидетельствуют результаты исследований отечественных ученых (В. И. Осадчий, Н.Н. Осадчая), максимальное содержание кислорода (12-14 мг/дм3) в водоемах Украины наблюдается в период, предшествующий ледоставу, на фоне постепенного снижения температуры. Последнее, с одной стороны, приводит к увеличению растворимости кислорода, а с другой - к замедлению процессов окисления органических веществ. В это время в водной среде не накапливается значительного количества ионов аммония, наличие которых требует большого количества кислорода для их нитрификации. В течение зимней межени, вследствие превышения расходной части баланса газа над прибыльной, содержание растворенного кислорода постепенно уменьшается.

Весной, с началом развития фитопланктона количество растворенного кислорода возрастает до 10-12 мг/дм3. Однако, дальнейшее повышение температуры воды, которая максимально достигает 22-25 °С, приводит к уменьшению растворимости кислорода. Несмотря на развитие фитопланктона, в июне концентрация растворенного кислорода достигает минимальных за год значений - 3,5-4,0 мг/дм3. В летний период в воде увеличивается количество органических веществ, на окисление которых активно расходуется растворенный кислород.

 

В нормативных требованиях к составу и свойствам воды водоемов в пунктах питьевого и санитарного водопользования указано, что содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12:00 дня, не должно быть ниже 4 мг/дм3 в любой период года; для водоемов рыбохозяйственного назначения концентрация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм3 в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм3 - в летний.

В рыбоводной практике, оптимальным уровнем кислорода для питания и роста лососевых рыб (при температуре 16-19 ° С) считается 9,4-10 мг/дм3; осетровых (20-26 °С) - 8,3-9,2 мг/дм3; карповых (27-30 °С) - 7,1-8,4 мг/дм3.

 

Определение кислорода в поверхностных водах входит в обязательную программу наблюдений с целью оценки условий обитания гидробионтов, в том числе рыб, а также как косвенная характеристика оценки качества поверхностных вод и регулирования процесса очистки стоков. Поскольку содержание растворенного кислорода является принципиально важным для аэробного дыхания, он считается индикатором биологической активности (т.е. фотосинтеза) водоема.

 

Содержание кислорода в водоемах з различной степенью загрязнения

Содержание кислорода в водоемах з различной степенью загрязнения

 

Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания, называется степенью насыщения кислородом. Эта величина зависит от температуры воды, атмосферного давления и солености.

Так, для водоемов с нормальным кислородным режимом характерно, что в холодный период года вода недостаточно насыщенна кислородом, а в теплый период наблюдается незначительное перенасыщение воды О2.

По данным наших ученых, только в четырех речных бассейнах Украины наблюдается стабильный кислородный режим, при котором содержание кислорода не зависит от температуры воды. Это бассейны Дуная (р. Веча и р.Черемош), Днестра (р. Днестр, р. Быстрица Надворнянская, р. Быстрица Солотвинская, p. Лужники, p. Свеча, p. Золотая Липа), Днепра (р. Псел, г. . Десна, р. Трубеж, p. Стоход, р. Ирпень, р. Хорол) и Южного Буга (р. Южный Буг (на отрезке г. Первомайск - пгт Новая Одесса), р. Ингул, р. Кодыма, р. Савранка р. Синюха, р. Уманка). Колебания содержания кислорода в течение года в этих реках не превышает 0,5-1,0 мг/дм3.

Режим недостаточного насыщения характеризуется недостатком кислорода в воде на протяжении  всего года. Указанный режим отмечается во всех основных речных бассейнах Украины: бассейн Северского Донца; бассейн Дуная - нижняя часть Дуная; бассейн Днестра - р. Тысменица; бассейн Днепра - рр. Ингулец, Мокрая Московка, Сула, Удай, Конка, Остер, Каховское водохранилище; в бассейне Западного Буга - р. Западный Буг на отрезке м. Буск - м. Сокаль, p. Полтва; бассейн Южного Буга - р. Южный Буг на отрезке м. Хмельницкий - м. Хмельник, рр. Бужок, Черный Ташлык; водные объекты Крыма - Северо-Крымский канал; реки Приазовья - Булавин, Кальчик, Кальмиус, Крынка, Миус.

сероводородное брожение воды 

Снижение концентрации кислорода в воде сопровождается активизацией процессов денитрификации и сероводородного брожения, увеличением растворимости органических веществ донных отложений, повышением подвижности железа, марганца, кремния и других элементов. Все это резко ухудшает органолептические показатели качества воды и гигиеническое состояние водоема.

При загрязнении водоема пестицидами и промышленными стоками, которые содержат легко окисляемые соединения, наблюдается резкое снижение растворенного кислорода и при этом усложняется определение реального содержания О2 в воде. Кроме того, пестициды отравляют фотосинтезирующие организмы, которые насыщают водоемы кислородом.

Таким образом, растворенный в воде кислород относится к важнейшим физико-химическим показателям, которые влияют на экологическое состояние водных экосистем. Он является одним из самых мощных природных окислителей. Его содержание в значительной степени определяет качество воды, благодаря интенсификации процессов самоочищения, физико-химической трансформации и гидробиологическому круговороту веществ.

 

При подготовке статьи были использованы материалы:

1. Осадчий В.И., Осадча Н.М.  Многолетняя динамика и внутригодовое распределение растворенного кислорода в поверхностных водах Украины // Матер. Третьої Всеукр. наук. конф. “Гідрологія, гідрохімія і гідро екологія. – К.: Ніка-центр, 2006. – С.122-123.

2. Гольд З. Г. Словарь терминов и понятий по водным экосистемам (биологическая структура, качество вод, охрана) : учеб.-метод. пособ. / З. Г. Гольд, И. И. Морозова. – Красноярск, 2004. – 94 с.

3. Романенко В. Д. Основи гідроекології / В. Д. Романенко. – Київ : Обереги, 2001. – 728 с.


Автор: Ольга Белова


Запатентованная технология водоочистки «Silver Spring» ™
advices@@@