2.1.2 Характер и источники загрязнения водоема
Основным источником загрязнения водоемов являются бытовые, производственные, сельскохозяйственные и ливневые сточные воды. Кроме того, немаловажную роль в загрязнении водоемов играют смывы с площади водосбора при орошении. Часть загрязнений попадает в водоем с подземными водами и из воздуха, при купании людей и животных. Вклад каждого из этих источников в загрязнение водоема определяется конкретными условиями [27]. Загрязнение водоема проявляется в нарушении биологического равновесия, в создании которого принимают участие все микроорганизмы водоема. Выделяют три фазы во взаимодействии между сточными водами и водой водоема:
изменение физических, физико-химических свойств воды, токсичное действие на гидробионты;
воздействие на процессы, протекающие в биоценозах водоема;
стабилизация условий в водоеме в процессе самоочищения.
Интенсивность, характер и продолжительность воздействия поступающих в водоем загрязнений на санитарный режим, химический состав воды и условия жизнедеятельности водных организмов определяется их свойствами. Так, соединения-восстановители, легко окисляющиеся растворенным в воде кислородом, вызывают резкое нарушение санитарного режима водоема сразу же после спуска сточных вод. И, наоборот, некоторые биологически неразлагающиеся органические соединения (хлорорганические пестициды) могут обнаруживаться в воде далеко (за десятки и даже сотни километров) от места их поступления в водоем. Нарушение жизнедеятельности водных организмов, ухудшение качества воды может вызываться соединениями, продуцируемыми некоторыми группами микроорганизмов в самом водоеме [28].
Существует несколько классификаций видов загрязнений сточных вод с учетом их воздействий на микроорганизмы водоема. Классификация видов загрязнения природных вод, приведена на рисунке 1.
В других классификациях кроме выделенных групп учитываются удобрения, продукты жизнедеятельности водных организмов и взвешенные вещества. Между этими группами нет резкого разграничения, их действие взаимосвязано и взаимно обусловлено. Одни из них могут влиять и изменять свойства других, а в целом их действие сводится к влиянию на микроорганизмы водоема [29, 21].
Загрязнения, поступающие в водоем из внешних источников, вызывают первичное загрязнение водоема. В то же время, поступающие в водоем соединения подвергаются трансформации, видоизменяются, что сопровождается изменением их свойств и степени влияния на микроорганизмы водоема. Водные микроорганизмы, аккумулирующие радиоактивные изотопы, включаются в пищевую цепь и вызывают повышение концентрации радиоактивных веществ в организмах других гидробионтов (рыб, ракообразных). После отмирания этих гидробионтов радиоактивные элементы усваиваются донными микроорганизмами или накапливаются в них. Соединения тяжелых металлов в природных водах быстро осаждаются, вызывая загрязнение донных отложений. Но при изменении условий, например при увеличении или снижении pH, растворимость их может возрастать и они вызывают вторичное загрязнение воды водоема. Бактерии, в том числе и патогенные, попадающие в донные отложения, сохраняются в них определенное время и при перемешивании воды могут снова вымываться из иловых отложений. Развивающиеся в большом количестве растительные и животные организмы после своего отмирания также вызывают вторичное загрязнение водоема, способствуя повышению содержания органического вещества в водоеме (эвтрофикации) [29, 30].
Радиоактивные вещества
Рис. 1 – Классификация видов загрязнения природных вод
Поступление биогенных элементов (азота, фосфора, калия) происходит при смыве удобрений с полей, со сбрасываемыми при орошении коллекторно-дренажными водами, с пылью, сдуваемой с поверхности почвы. Значительное количество биогенных веществ поступает в водоемы также со сточными водами после биологической очистки. Соединения азота могут мигрировать в грунтовые воды, вызывая их загрязнение. Повышение концентрации азота и фосфора в воде водоема вызывает усиленное развитие высших водных растений, что способствует зарастанию и засорению водоемов. Для массового развития планктона, водорослей, вызывающих цветение, достаточно повышения концентрации фосфора в воде до нескольких миллиграммов в литре. Изменение качества воды во время цветения и нарушение кислородного режима при массовом отмирании фитопланктона и водной растительности способствуют ухудшению санитарного режима водоема. В итоге происходящих процессов увеличивается концентрация органического вещества в донных отложениях и питательных веществ в толще воды [26, 31].