Проблема антропогенного эвтрофирования озер и водохранилищ

ВВЕДЕНИЕ
1. ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ЭВТРОФИРОВАНИЯ НА КАЧЕСТВО ВОДЫ, ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ
1.1. Эвтрофикация водоемов
1.2. Экологический риск загрязнения водных экосистем полиароматическими углеводородами (на примере Приамурья)
1.3. Основные причины, вызывающие этрофирующие процессы в водоемах (на примере Онежского озера)
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ АНТРОПОГЕННОГО ЭВТРОФИРОВАНИЯ ОЗЕР И ВОДОХРАНИЛИЩ (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН)
2.1 Меры по снижению внутренней и внешней нагрузки как пути к восстановлению эвтрофированных водоемов
2.2. Биологические очистные сооружения и эффективность их работы
2.3. Направления повышения эффективности и глубины очистки сточных вод на биологических очистных сооружениях
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Следует также отметить, что иммобилизация биоценозов может оказаться эффективным и экономичным решением для очистных сооружений,строящихся по устаревшим проектам.
В настоящее время, для повышения глбины и эффективности очистки, все большее применение находят комбинированные технологии очистки сточных вол.
Использование схем комбинированной анаэробно-аэробной очистки позволяет очищать более концентрированные сточные волы, обеспечивает более полное удаление из них органических веществ, азотсодержащих соединений и фосфатов. В основу комбинированных а на эробно-аэробных технологий очистки сточных вод, в большинстве случаев, закладывается последовательное использование независимо работающих суспендированных или закрепленных на носителях анаэробных и аэробных микробиоценозов, физико-химические условия функционирования которых кардинально отличаются.
По состоянию на сегодняшний день вновь проектируемые очистные сооружения обычно включают два-пять последовательных этапов биологической обработки сточных вод. Обычно это анаэробный (или условно анаэробный), эпоксидный и аэробный этапы обработки воды, использующиеся в различных комбинациях.
Анаэробный и аноксидный этапы, в первую очередь, применяют для эффективного удаления азота из сточных вод за счет активизации процессов дснитрификации, подготовки биомассы к активной сорбции фосфатов на аэробных этапах очистки.
Успешная реализация технологии глубокого удаления биогенных элементов (азота и фосфора) обеспечивается выделением в очистном сооружении анаэробной зоны (см. рисунок 2.3.1), обеспечивающей интенсивную дэинитрификацию.
Рисунок 2.3.1 – «Анаэробная зона», переходящая в
аноксидную зону очистных сооружений
При активной нитрификации на аэробном этапе очистки сточных вод, создание во ее тановленных условий в анаэробной зоне требует промежуточной обработки в аноксидной зоне на пути возвратного ила в анаэробную зону.
В аноксидной зоне кислород присутствует только в химически связанном виде (в виде нитратов и нитритов).
При благоприятных условиях эпоксидная зона также обеспечивает активное протекание процесса денитрификации. В России реализованы технологии глубокого удаления биогенных элементов в эпоксидных зонах, перемешивание в которых осуществляется воздухом, подаваемым через дырчатые трубы. Однако использование в проиводственных условиях барботажных систем для перемешивания иловой суспензии показало, что даже незначптсльпия л >рапия иппюиручТ пропел -спптрпфш-ипии. поэтому перемешивание иловой суспензии в аноксидной топе должно осуществляться с помощью механических мешалок,установленных в придонной части эпоксидных зон (см. рисунок 2.3.2).
Рисунок 2.3.2 – Аноксидный реактор се механическим
перемешиванием иловой суспензии, оснащенный
придонными пропеллерными перемешивающими устойствами
Использование биологических способов удаления из сточных вод соединений азота и фосфора требует внесения на анаэробной стадии легкоокисляемого органического субстрата. В качестве легкоокисляемого источника углерода могут быть использованы нетоксичные неочищенные или осветленные сточные воды. В анаэробную зону может подаваться смесь неосветленных хозяйственно-бытовых сточных води жижи из выгребных ям или избыточный активный ил из аэробной зоны биологического реактора.
Если в результате активного протекания процесса де-нитрификации избыточное содержание соединений азота может быть изъято из сточных вод, то удаление фосфорсодержащих соединений исключительно биологическим путем затруднено. В очистных сооружениях в аэробных условиях происходит сорбция фосфатов из сточных вод. В анаэробных и анокисидных условиях фосфаты активно десорбируются в жидкость, из которой могут быть удалены при использовании коагулянтов (например, сульфата железа или сульфата алюминия).
Хотя коагулянты в сточную воду в практике добавляются на любом из этапов очистки сточных вод, реагентную очистку от фосфатов предпочтительно применять на завершающих этапах обработки сточных вод (например, после вторичных отстойников), так как избыточное удаление фосфатов из сточных вод до их биологической обработки может способствовать снижению активности микробиоценозов, приводить к нарушению процесса разделения очищенной воды и активного ила.
В настоящее время, гидравлическая нагрузка на ряде действующих очистных сооружений РТ ниже проектных значений, что говорит о возможности проведения на них реконструкции, направленной на повышение эффективности очистки и удаления биогенных элементов, при минимальных капитатьных и эксплуатационных затратах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подведем итоги всему вышеизложенному.
Bодоемы и водотоки – это не только ресурсы, используемые человеком, которые постепенно истощаются и загрязняются, но и системы регуляции условий жизни всех живых организмов, включая человека. Водные объекты, как и любые другие природные экосистемы, имеют кибернетическую природу, то есть обладают мощными механизмами саморегуляции и самоочищения. И если бы человек не ломал эти механизмы перегрузками, они могли бы переработать все отходы, ибо технических аналогов, способных лучше и эффективнее работать по безотходному циклу, человечество еще не изобрело.
Специальные водоохранные мероприятия необходимы тогда, когда качество воды не соответствует нормативным требованиям, а водные экосистемы не компенсируют антропогенные нагрузки и разрушаются. Поэтому решение проблем рационального использования, управления, обеспечения экологической безопасности водных ресурсов, включая вопросы мониторинга, прогнозирования и планирования водохозяйственной деятельности, требует разработки объективных методов оценки качества поверхностных вод и нормативного обеспечения их экологического благополучия.
Задача оптимизации всех видов водохозяйственной деятельности и управления водными ресурсами, в конечном счете сводится к обеспечению устойчивого экологически безопасного состояния водных объектов, испытывающих одновременно пресс многих антропогенных воздействий и являющихся при этом важнейшими ресурсами жизнеобеспечения человека.
Поэтому любая водохозяйственная деятельность должна предваряться и сопровождаться оценкой уровня ее воздействия на водную среду, а все строительные и другие хозяйственные проекты должны иметь не только технико-экономическое, но и экологическое обоснование.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Государственный доклад о состоянии природных ресурсов н об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2009 году. – Казань: МЭПР РТ, 2010. – С. 467
Ахмадуллова А. Э. Альгологические исследования микроводорослей в рекреационных озерах.// Молодой ученый, 2011. – №4. Т.1. – С. 119-122
Белкина Н.А. Онежское озеро и его притоки. Химический состав донных отложений // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998-2006 гг. – Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. – С. 40-49
Деревенская О.Ю., Мингазова И.М.и др. Концепция биологической реабилитации.// Экологические системы и приборы, 2011. – №3. – С. 3-9
Ефременко Н.А. Методы отбора и химического анализа проб воды. // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998-2006 гг. – Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. – С. 10-12
Зилов Е.А. Гидробиология и водная экология (организация, функционирование и загрязнение водных экосистем): учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. – С. 85-87
Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния систем оз. Кабан и протоки Булак с целью разработки комплекса мероприятий по восстановлению механизмов саморегулирования водной среды. Отчет по государственному контракту №11МЭ-9н от 14.06.2011. – Казань: ГБУ ИПЭН АН РТ, 2011. – С. 304
Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. – Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. – 394 с.
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 17-25
Кухарев В. И., Полякова Т. Н., РябинкинА. В. Распространение байкальской амфиподы Gmelinoides fasciatus (Amphipoda, Crustacea) в Онежском озере //Зоол. журн., 2008. – Т. 87. – № 10. – С. 1270-1273
Методика определения токсичности вод, водных вытяжек m почв, осадков сточных вод, отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла н численности клеток водорослей. ФР. 1.39.2007.03223. – М: изд-во «Акварос», 2007. – 48 с.
Науменко М.А. Эвтрофирование озер и водохранилищ. Учебное пособие. – Санкт-Петербург: РГГМУ, 2007. – 100 с.
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 14-20
Поздняков Ш.Р., Минакова Е.А. и др. Комплексный подход к решению проблем восстановления отсеченной излучины р. Казанки. // Сборник материалов конгресса «Чистая вода. Казань», 2010. – С. 275-278
Сабылина А.В. Онежское озеро и его притоки. Внешняя нагрузка на Онежское озеро. // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998-2006 гг. – Петрозаводск: Карельский НЦ FAH, 2007. – С. 19-21
Сярки М.Т. Оценка рыбопродуктивности по состоянию кормовой базы. Зоопланктон. // Биологические ресурсы Онежского озера. – Петрозаводск, 2008. – С. 54-67.
Сярки М.Т., Теканова Е.В. Сезонный цикл первичной продукции в Онежском озере. // Известия РАН. Сер. Биол. 2008. – №5. – С. 621-625
Тимакова Т.М. Бактериопланктон, как пищевой ресурс для развития кормовой базы рыб в Онежском озере // Биологические ресурсы Онежского озера. – Петрозаводск, 2008. – С. 43-54.
Тимакова Т.М., Сабылина А.В., Полякова Т.Н. и др. Современное состояние экосистемы Онежского озера и тенденции ее измерения за последние десятилетия.// Труды Карельского научного центра РАН, 2011. – № 4. – С. 42-49
Хендерсон - Селлерс Б., Маркленд Х.Р. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 279 с.
Чекрыжева Т.А. Изменения в структуре летнего фитопланктона Кондопожской губы Онежского озера в процессе антропогенного эвтрофирования. //Тр. Карельского НЦ РАН. – Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2008а. – С. 156-163
Чекрыжева Т.А. Фитопланктон как компонент биоресурсной базы озера. // Биоресурсы Онежского озера. – Петрозаводск, 2008. – С. 24-36
Шагидуллин P.P. Задачи государственного зкоаналнтнческого контроля в Республике Татарстан. Журнал экологии и промышленной безопасности, 2007. – №1. – С. 50
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 14-15
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 17
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 17
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 18
Зилов Е.А. Гидробиология и водная экология (организация, функционирование и загрязнение водных экосистем): учеб. пособие. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2009. – С. 85-87
Методика определения токсичности вод, водных вытяжек m почв, осадков сточных вод, отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла н численности клеток водорослей. ФР. 1.39.2007.03223. – М: изд-во «Акварос», 2007. – C. 48
Методика определения токсичности вод, водных вытяжек m почв, осадков сточных вод, отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла н численности клеток водорослей. ФР. 1.39.2007.03223. – М: изд-во «Акварос», 2007. – C. 48
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 23-25
Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Стукова О.Ю., Золотухина Г.Ф. Загрязнение р. Амур полиароматическими углеводородами.// Вестник ДВО РАН, 2007. – № 4. – С. 23-25
Сабылина А.В. Онежское озеро и его притоки. Внешняя нагрузка на Онежское озеро. // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998-2006 гг. – Петрозаводск: Карельский НЦ FAH, 2007. – С. 19-21
Ефременко Н.А. Методы отбора и химического анализа проб воды. // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998-2006 гг. – Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. – С. 10-12
Тимакова Т.М., Сабылина А.В., Полякова Т.Н. и др. Современное состояние экосистемы Онежского озера и тенденции ее измерения за последние десятилетия.// Труды Карельского научного центра РАН, 2011. – №4. – С. 42-49
Чекрыжева Т.А. Фитопланктон как компонент биоресурсной базы озера. // Биоресурсы Онежского озера. – Петрозаводск, 2008. – С. 24-36
Сярки М.Т., Теканова Е.В. Сезонный цикл первичной продукции в Онежском озере. // Известия РАН. Сер. Биол. 2008. – №5. – С. 621-625
Шагидуллин P.P. Задачи государственного зкоаналнтнческого контроля в Республике Татарстан. Журнал экологии и промышленной безопасности, 2007. – №1. – С. 50
Шагидуллин P.P. Задачи государственного зкоаналнтнческого контроля в Республике Татарстан. Журнал экологии и промышленной безопасности, 2007. – №1. – С. 50
Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния систем оз. Кабан и протоки Булак с целью разработки комплекса мероприятий по восстановлению механизмов саморегулирования водной среды. Отчет по государственному контракту №11МЭ-9н от 14.06.2011. – Казань: ГБУ ИПЭН АН РТ, 2011. – С. 304
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Поздняков Ш.Р., Минакова Е.А. и др. Комплексный подход к решению проблем восстановления отсеченной излучины р. Казанки. // Сборник материалов конгресса «Чистая вода. Казань», 2010. – С. 275-278
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 14-20
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Исследование гидрохимического и гидробиологического состояния систем оз. Кабан и протоки Булак с целью разработки комплекса мероприятий по восстановлению механизмов саморегулирования водной среды. Отчет по государственному контракту №11МЭ-9н от 14.06.2011. – Казань: ГБУ ИПЭН АН РТ, 2011. – С. 304
Поздняков Ш.Р., Минакова Е.А. и др. Комплексный подход к решению проблем восстановления отсеченной излучины р. Казанки. // Сборник материалов конгресса «Чистая вода. Казань», 2010. – С. 275-278
Шагидуллин P.P. Задачи государственного зкоаналнтнческого контроля в Республике Татарстан. Журнал экологии и промышленной безопасности, 2007. – №1. – С. 50
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Петров А.М, Князев И.В., Якимова ТВ. Эффективность работы «малых» очистных сооружений Республики Татарстан. Условия, обеспечивающие стабилизацию и повышение глубины очистки коммунальных сточных вод.// Журнал экологии и промышленной безопасности, 2010. – №2. – С. 64-66
Деревенская О.Ю., Мингазова И.М.и др. Концепция биологической реабилитации.// Экологические системы и приборы, 2011. – №3. – С. 3-9
Деревенская О.Ю., Мингазова И.М.и др. Концепция биологической реабилитации.// Экологические системы и приборы, 2011. – №3. – С. 3-9
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 19
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 19
Петров А.М., Шагидуллин Р.Р.Антропогенная нагузка на водные объекты и проблемы функционирования биологических очистных сооружений. – Казань: Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, 2011. – С. 20
28