Полный цикл работ по изготовлению водоемов любой сложности

Посмотрите

ЕЩЕ РАЗ О ЦВЕТЕНИИ ВОДЫ

ЕЩЕ РАЗ О ЦВЕТЕНИИ ВОДЫ

Цветение воды - сложный и многофакторный процесс, который имеет веские основания для предупреждения его появления и контроля развития. Научно доказано, что яды цианеи (во время цветения воды) способны накапливаться в активной форме в воде, молоке, мясе домашних животных и птицы, моллюсках и рыбе, используемых людьми для пищи.

Огромное количество книг и публикаций посвящены проблеме цветения воды, которое вызывают планктонные цианобактерии (цианеи) или синезелёные во́доросли. Цветение воды по своей сути является естественным процессом, поскольку цианеи широко распространены в природе (воде, почве и обрастаниях на различных субстратах).

Кто такие цианеи

 

В соответствии с классификацией бактерий, предложенной в 1989 г. Р. Мюрреем, цианобактерии относятся к грамотрицательному отделу, для которых характерна высокая морфологическая сложность, наличие неоформленного ядра и способность к фотосинтезу органических веществ из углекислого газа и воды с выделением молекулярного кислорода.

Цианобакте́рии, или оксифотобакте́рии, или синезелёные во́доросли, или цианопрокариоты, или цианеи

Цианобакте́рии, или оксифотобакте́рии, или синезелёные во́доросли, или цианопрокариоты, или цианеи

Основными пигментами фотосинтеза служат хлорофил «а» растительного типа, каратиноиды и водорастворимые фикобиллины: голубые - фикоцианины и красные - фикоэритрины. Изменение окраски воды в период массового размножения цианобактерий связано с увеличением концентрации в воде именно этих веществ.

Некоторые формы цианей способны к азотфиксации, благодаря активности ферментного комплекса нитрогеназы. При азотфиксации происходит восстановление атмосферного азота до аммиака с последующим образованием азотсодержащих органических соединений. Следует заметить, что в присутствии молекулярного кислорода нитрогеназа инактивируется. В этой связи фиксация азота у цианобактерий происходит либо в ночное время при отсутствии фотосинтеза, либо в специализированных клетках – гетероцистах, защищенных дополнительными слоями клеточной оболочки от проникновения кислорода извне.

 

Среди более 1500 видов цианобактерий есть формы одноклеточные, нитчатые, колониальные и биопленочные. Эти микроорганизмы размножаются делением, почкованием или дроблением клетки на ряд дочерних клеток, способных функционировать не только в водных средах, но и перемещаться со струйными потоками воздуха на большие расстояния.

Размеры клеток цианей значительно варьируют от 0,1–1 мкм до 20–100 мкм. Колонии цианобактерий или дерновинки, образованные нитчатыми формами, достигают макроскопических габаритов. Они формируют симбиозы с водорослями, мхами, папоротниками, кораллами и губками. Их находят в горячих источниках с температурой свыше 70 ºС и pH > 9. В ассоциациях с грибами они образуют лишайники, превращающие камни в почву.

ЕЩЕ РАЗ О ЦВЕТЕНИИ ВОДЫ

 

В неблагоприятных условиях многие планктонные цианобактерии формируют покоящиеся клетки – споры или акинеты, представляющие собой крупные клетки с утолщенной оболочкой. При отмирании цианобактерий идет два процесса, а именно: гибель (лизис) клеток и спорообразование. Наиболее катастрофичен для цианобактерий так называемый коллапс, сопровождающийся массовым лизисом клеток.

 

Как появляется цветение воды

 

Массовое размножение цианобактерий начинается в застойных зонах водоемов при 18-25 °С, щелочной среде, повышенной концентрации микроэлементов, высоком содержании в воде органических и неорганических соединений фосфора при низком соотношении количества азота и фосфора (N/P < 25).

В результате между наростанием биомассы фитопланкторна, образованием органического вещества и количеством кислорода, который расходуется на биологическую деструкцию и появляется дисбаланс. Органических веществ образуется больше чем могут разложить микроорганизмы; накапливаются органические вещества, загрязняющие водные массы; нарастает биомасса цианей, что и являет собой цветение воды.

Как появляется цветение воды

Представителями цианей, которые вызывают цветение воды являются:

- сине-зеленые водоросли: Anabaena spiroides, Anabaena flos-aguas, Aphonizomenon flos-aguas, Microcystis aeruginosum, Microcystis incerta;

- зеленые водоросли: Eudorina elegans, Volvox aureus, Pandorina morum;

- хризомонады: Sunura uvella, Uroglenopsis, Mallomones acoroides;

- диатомовые водоросли: Ceratium hirondinella, Piridinium;

- криптоманады: Cryptomonas.

 

Различают разные степени цветения воды в зависимости от количества образующейся биомассы цианей:

- в пределах 0,5-0,9 мг/дм3 – слабое цветение;

- 1,0-9,9 мг/дм3 – умеренное;

- 10-99,9 мг/дм3 – интенсивное;

- более 100 мг/дм3 – гиперцветение.

 

Летние вспышки цветения (массового развития) цианей наносят двоякий ущерб водной системе. Во-первых, они снижают освещенность, вызывая гибель водных растений. Тем самым нарушаются естественные местообитания многих гидробионтов. Во-вторых, при отмирании цианей потребляется много кислорода, что может привести к тем же последствиям, что и прямое внесение органики в воду.

При осеннем снижении температуры и уровня солнечной радиации цианобактерии формируют споры, которые опускаются на дно водоема, где зимуют, сохраняя жизнеспособность популяции. Весной они снова прорастают, и молодые клетки, снабженные газовыми камерами, всплывают на поверхность воды к свету. Развиваясь в прибрежной зоне водоема, где теплее, они синтезируют поверхностно активные вещества (ПАВ). Если за счет взвешенных частиц глинистых минералов и детрита вода у берега становится мутной, то в присутствии ПАВ эти дисперсии коагулируют (соединяются) и оседают на дно. Так вода становится прозрачной и цианобактерии получают достаточно света для жизнеобеспечения и последующего размножения. Одна клетка цианобактерии в течение вегетационного сезона способна дать тысячи потомков.

Чем опасно цветение воды

 

Чем опасно цветение воды

Во-первых, при цветении воды существенно изменяются физико-химические параметры среды:

  • возрастает содержание биогенных и органических веществ;
  • понижается уровень насыщения воды кислородом;
  • в придонных слоях воды появляются анаэробные зоны;
  • увеличивается мутность и уменьшается прозрачность воды.

Накопление избыточного количества органических веществ в донных отложениях ила сопровождается образованием метана, водорода, сероводорода, аммиака, выделяющихся в виде пузырьков. При растворении в воде эти вещества придают ей неприятный запах и обладают токсическим действием на рыб и беспозвоночных, особенно зимой при наличии ледяного покрова, способствуют возникновению недостатка кислорода в воде и массовой гибели рыб.

Во-вторых, примерно в 40–50% случаев цветения континентальных водоемов происходит развитие токсигенных цианобактерий. На сегодняшний день известно около 40 видов токсигенных цианей, в том числе Microcystis, Anabaena, nodularia, Nostoc, Aphanizomenon, Oscillatoria, Cylindrospermopsis.

Научно доказано, что яды цианеи способны накапливаться в активной форме в воде, молоке, мясе домашних животных и птицы, моллюсках и рыбе, используемых людьми для пищи. В частности, цианобактерии продуцируют небелковую аминокислоту бета-N-метила-амин-L-аланин, которая может связываться с рецепторами человека, что приводит к склерозу, болезням Альцгеймера и Паркинсона. Определенные синтезируемые цианеями вещества цитотоксически действуют на печень и вызывает патологические изменения в почках, селезенке и сердце. Например, аплисиатоксин и лингбиатоксин вызывают острые дерматиты, тяжелые воспаления кишечного тракта и способствуют возникновению опухолей. Липополисахариды, входящие в состав клеточной оболочки цианобактерий, вызывают раздражение кожи и аллергические реакции.

Как избежать цветения воды

 

Как избежать цветения воды

 

В мировой практике накоплен богатый опыт воздействия на воду ультразвука, принудительной кислородной аэрации придонных слоев воды, мелиорации донных отложений с помощью глины, применение альгоцидов, фунгицидов и бактерицидов. При этом, абсолютно все известные способы избавления от токсигенных цианобактерий не дают 100% гарантии и носят, как правило, сезонный характер. Кроме того, во всех случаях требуются значительные энергетические и материальные затраты, поэтому основным приемом борьбы с цветением воды были и остаются профилактические меры. Для континентальных водоемов это предупреждение загрязнения органическими веществами, создание береговых водоохранных зон и фитомелиорация. Последняя являет собой культивирование высшей водной растительности в прибрежных зонах для задержания биогенных элементов, поступающих с поверхностным стоком.

Цветение воды в небольших водоемах (к примеру, на приусадебных участках) можно значительно уменьшить на длительное время очисткой донных отложений от мусора и посадкой по берегам деревьев и кустарников, которые потребляют избыточное количество фосфатов, необходимых для развития цианобактерий. Заметные положительные результаты дает правильный подбор видового состава населяющих водоем живых организмов, а также введение в водоем «полезных» штаммов одноклеточных водорослей. Все приведенные методы оказываются наиболее эффективными на фоне экологически чистой водоподготовки.

 

Таким образом, цветение воды - сложный и многофакторный процесс, который имеет веские основания для предупреждения его появления и контроля развития.


Автор: Ольга Белова


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