Организмы, участвующие в очистке воды

Эта статья включает список общих ссылок , но в ней отсутствуют соответствующие встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Январь 2010 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Большинство организмов, участвующих в очистке воды, происходят из отходов, сточных вод или самого водного потока или попадают в виде покоящейся споры какой-либо формы из атмосферы. В очень редких случаях, в основном связанных с искусственными водно-болотными угодьями , высаживаются особые организмы для максимизации эффективности процесса.

Биота является неотъемлемым компонентом большинства процессов очистки сточных вод и многих систем очистки воды . Большинство задействованных организмов происходят из отходов, сточных вод или самого водного потока или из атмосферы или почвенной воды. Однако некоторые процессы, особенно те, которые связаны с удалением очень низких концентраций загрязняющих веществ, могут использовать искусственные экосистемы, созданные путем внедрения определенных растений и иногда животных. Некоторые полномасштабные очистные сооружения также используют искусственные водно-болотные угодья для обеспечения очистки.

Паразиты , бактерии и вирусы могут быть вредны для здоровья людей или скота, потребляющих загрязненную воду . Эти патогены могли возникнуть из сточных вод или из фекалий домашних или диких птиц или млекопитающих . Патогены могут быть убиты при проглатывании более крупными организмами, окислении, инфицировании фагами или облучении ультрафиолетовым солнечным светом, если этот солнечный свет не блокируется растениями или взвешенными твердыми частицами. ^[1]

Частицы почвы или органического вещества могут быть взвешены в воде. Такие материалы могут придавать воде мутный или мутный вид. Аноксическое разложение некоторых органических материалов может привести к появлению неприятных или отвратительных запахов, поскольку выделяются серосодержащие соединения. ^[2]

Соединения, содержащие азот , калий или фосфор, могут стимулировать рост водных растений и, таким образом, увеличивать доступную энергию в местной пищевой сети. Это может привести к увеличению концентрации взвешенного органического материала. В некоторых случаях могут потребоваться определенные микроэлементы, чтобы позволить живым организмам полностью использовать имеющиеся питательные вещества. В других случаях присутствие определенных химических видов может вызывать токсические эффекты, ограничивая рост и обилие живой материи. ^[3]

Многие растворенные или взвешенные соли металлов оказывают вредное воздействие на окружающую среду иногда при очень низких концентрациях. Некоторые водные растения способны удалять очень низкие концентрации металлов, при этом металлы в конечном итоге связываются с глиной или другими минеральными частицами.

Сапрофитные бактерии и грибы могут преобразовывать органические вещества в живую клеточную массу, углекислый газ, воду и ряд побочных продуктов метаболизма. Затем эти сапрофитные организмы могут быть съедены простейшими , коловратками и , в более чистых водах, мшанками, которые потребляют взвешенные органические частицы, включая вирусы и патогенные бактерии. Прозрачность воды может начать улучшаться, поскольку простейшие впоследствии потребляются коловратками и ветвистоусыми церами . ^[4] Очищающие бактерии, простейшие и коловратки должны либо смешиваться по всей воде, либо вода должна циркулировать мимо них, чтобы быть эффективными. Очистные сооружения смешивают эти организмы в виде активированного ила или циркулируют воду мимо организмов, живущих на капельных фильтрах или вращающихся биологических контакторах . ^[5]

Водная растительность может обеспечить аналогичную поверхностную среду обитания для очищающих бактерий, простейших и коловраток в пруду или болоте; хотя циркуляция воды часто менее эффективна. Растения и водоросли имеют дополнительное преимущество удаления питательных веществ из воды; но некоторые из этих питательных веществ будут возвращены в воду, когда растения погибнут, если только растения не будут удалены из воды. Из-за сложной химии фосфора большая часть этого элемента находится в недоступной форме, если только разложение не создает бескислородные условия, которые делают фосфор доступным для повторного усвоения. Растения также обеспечивают тень , убежище для рыб и кислород для аэробных бактерий . Кроме того, рыбы могут ограничивать вредителей, таких как комары . Фекалии рыб и водоплавающих птиц возвращают отходы в воду, а их привычки питания могут увеличивать мутность . Цианобактерии обладают невыгодной способностью добавлять питательные вещества из воздуха в очищаемую воду и в некоторых случаях вырабатывать токсины.

Выбор организма зависит от местного климата, различных видов и других факторов. Местные виды обычно имеют тенденцию лучше адаптироваться к местной среде.

Выбор растений для искусственных водно-болотных угодий или управляемых лагун зависит от требований к очистке системы и может включать посадку различных видов растений на разных глубинах для достижения требуемой цели.

Растения очищают воду, потребляя избыток питательных веществ и предоставляя поверхности, на которых может жить широкий спектр других очищающих организмов. Они также являются эффективными оксигенаторами при солнечном свете. Они также обладают способностью перемещать химические вещества между своей погруженной листвой и корневой системой, и это имеет значение в искусственных водно-болотных угодьях, предназначенных для детоксикации сточных вод. Растения, которые использовались в умеренном климате, включают Nymphea alba , Phragmites australis , Sparganium erectum , Iris pseudacorus , Schoenoplectus lacustris и Carex acutiformis . ^{[ требуется цитата ]}

Там, где оксигенация является критическим требованием, использовались Stratiotes aloides , Hydrocharis morsus-ranae , Acorus Calamus , виды Myriophyllum и Elodea . Hydrocharis morsus-ranae и Nuphar lutea использовались там, где требуется тень и укрытие.

Рыбы часто являются хищниками высшего уровня в управляемой экосистеме обработки и в некоторых случаях могут быть просто монокультурой травоядных видов. Управление многовидовым рыболовством требует тщательного управления и может включать ряд видов рыб, включая донные и хищные виды, чтобы ограничить рост популяции травоядных рыб.

Коловратки — это микроскопические сложные организмы, которые являются фильтраторами, удаляющими мелкие частицы из воды. Они встречаются в природе в аэробных лагунах, процессах с активированным илом, в капельных фильтрах и в окончательных отстойниках и играют важную роль в удалении взвешенных бактериальных клеток и водорослей из водной толщи. ^{[6] [7]}

Кольчатые черви необходимы для эффективной работы капельных фильтров ^[8], помогая удалять избыточную биомассу и улучшая естественное отшелушивание биопленки. Избыточные черви очень часто встречаются в дренажных желобах вокруг капельных фильтров и в окончательном отстойном иле. Кольчатые черви также играют ключевую роль в системах очистки лагун и в эффективных рабочих или спроектированных водно-болотных угодьях. В этой среде черви являются основной силой в перемешивании в верхних нескольких сантиметрах слоя осадка, подвергая органический материал как окислительной, так и бескислородной среде, способствуя полному разложению большинства органических веществ. Они также являются ключевым ингредиентом в пищевой цепи, передающей энергию вверх к рыбам и водоплавающим птицам.

Диапазон обнаруженных видов простейших очень широк и может включать виды следующих родов:

• Амеба ^[9]
• Арчелла ^[9]
• Блефаризм ^[10]
• Дидиниум ^[9]
• Эвглена ^[9]
• Гипотрих ^[10]
• Парамеций ^[9]
• Сосу́ктория ^[11]
• Стилонихии ^[9]
• Вортичелла ^[9]

• Личинка мотыля Chironomidae ^[9]
• Podura aquatica водяная ногохвостка ^[9]
• Psychodidae дренажная муха или личинка фильтрующей мухи ^[9]

Бактерии, вероятно, являются наиболее значимой группой организмов, участвующих в очистке воды, и они повсеместно распространены во всех средах биологической очистки. Некоторые из них, такие как Sphaerotilus natans , обычно ассоциируются с сильно загрязненными водами, но даже в таких средах бактерии разлагают присутствующий органический материал.

• Водное растение
• Очистка воды
• Очистной пруд
• Детоксикация

• Фейр, Гордон Маскью, Гейер, Джон Чарльз и Окун, Дэниел Александр. Водоснабжение и водоотведение (том 2) John Wiley & Sons (1968)
• Хаммер, Марк Дж. Технология водоснабжения и очистки сточных вод John Wiley & Sons (1975) ISBN  0-471-34726-4
• Metcalf & Eddy Wastewater Engineering McGraw-Hill (1972)