Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
После анаэробного распада в результате целого ряда взаимосвязанных процессов брожения образуются СН4, CO2, H2O, NH3 и H2S. Фосфор находится к клетках организма в виде фосфата и выделяется в этой форме. Распавшиеся в анаэробных процессах органические вещества так изменяют состояние воды, что делают невозможным в обозримое время ее возвращение к аэробному состоянию, если не предпринимать искусственные меры. Постоянно выделяющиеся NH3 и H2S еще сильнее отравляют воду,
Особую форму органических загрязнений представляют собой фекалии, так как они содержат патогенные микробы, присущие организмам человека и животных. Поэтому пробы воды при определении ее гигиенического состояния должны проверяться на содержание кишечных палочек (Escherichia coli, Klebsiella и др.). В отличие от других видов бактерий они могут жить только в определенной питательной среде (желчь — лактоза), что и позволяет селективно и достаточно просто определять их в этой питательной среде.
Общее представление об уровне бактериального загрязнения можно получить, выращивая в универсальной питательной среде бактерии в пробе воды в течение двух суток при 37 0C
3.2. Органические остатки
105
3.2.2. Образование мочевины и аммиака в воде
При сильном загрязнении воды мочой и навозной жижей в ней оказывается большое количество мочевины. Бактерии в сточных водах под действием ферментов выделяют аммиак:
(NH4)2CO + 2H2O У?^за H2CO3 + 2NH3 (3.3)
Литр навозной жижи может дать до 4,5 г аммиака, который может выделиться при определенных условиях. Аммиак в воде находится в равновесии с ионом аммония, при повышении температуры и при pH > 7 равновесие сдвигается в сторону выделения NH3:
pH <• 7, низкая температура
NH3 + H2O i^—-n„:r-u=r NH4+ + ОН" (3.4)
pH > 7, высокая температура
При температуре 25°С и pH 11 равновесие сильно сдвинуто в сторону выделения аммиака. Такие условия создаются в летнее время в стоячих водах прудов. Если вода загрязнена мочой животных, например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что вода может оказаться токсичной для многих живых организмов. При вдыхании аммиака, а также при питье его раствора в воде, аммиак быстро усваивается организмом. При растворении в крови аммиак создает щелочную среду и растворяет белки, нанося этим организму непоправимый вред. При попадании аммиака в пруды он может вызвать массовую гибель живых организмов. Действие таких нитрофицирующих бактерий, как Nitrosomonas и Nitrobacter, в течение длительного времени может перевести аммиак в нитриты и далее в нитраты. Условием микробиологического окисления является достаточное содержание растворенного кислорода в воде. .
3.2.3. Устойчивые или трудноразрушаемые вещества
Технический прогресс в нашем столетии привел к получению и изготовлению ряда материалов, которые плохо поддаются разложению. Они попадают, в окружающую среду частично при изготовлений, частично при транспортировке и, наконец, при использовании. Здесь они могут накапливаться в опасных концентрациях, оказывая вредные воздействия на природную среду. К этой категорий относятся также нефть и нефтепродукты. Нефть в основном состоит из алифатических углеводородов, в некоторых случаях в
106
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
зависимости от ее происхождения, она может содержать алици-клические и ароматические углеводороды. В небольших количествах в состав нефтей могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например, альдегиды, кетоны и карбоновые КИС-ДОТЫ.
Нефть может попадать в природную среду различными путями, например при бурении скважин на нефтяных месторождениях, при авариях танкеров или течи в нефтепроводах, при транспортировке, при переработке сырой нефти, а также при очистке отстойников, танкеров и автоцистерн от старой нефти и нефтепродуктов. Особо сильные загрязнения в результате утечки нефти происходят при бурении морских скважин и авариях танкеров. При просачивании нефти в почву несмотря на свою большую вязкость она проникает в грунтовые воды, перемещается в направлении их движения и может распространяться на большие расстояния., Гидрофобная нефть образует тонкую пленку на поверхности воды;; вода становится непригодной для использования при попадании, 1 л нефти на 106 л воды. На открытых водных поверхностях с течением времени образуется эмульсионный слой нефть—вода, который частично препятствует газообмену между водой и воздухом. Этот эффект приводит к тому, что все живые организмы, находящиеся под этой пленкой, постепенно задыхаются. При этом прежде всего при дыхании в клетках накапливается CO2» что ведет к ацидозу, т.е. подкис лению клеточной жидкости. У морских птиц контакт с нефтью приводит к склеиванию оперения; птииы утрачивают способность держаться на воде и быстро гибнут от переохлаждения. Растворимые в воде окисленные компонецть* нефти могут обладать токсическим действием* г
Нефть, попавшая в природную среду, подвергается микробиологическому распаду, в котором участвуют различные виды бак-; терпи» но этот распад протекает так медленно, что нефть в течение недель или даже месяцев находится ца поверхности воды. За это время ее легко летучие компоненты испаряются, а оставшиеся подвергаются медленному окислению, В результате обоих процессов малолетучие компоненты объединяются в сгустки, которые с течением времени опускаются на дно. Об их дальнейшей судьбе в настоящее время нет достоверной информации. Пресса и телевидение достаточно подробно сообщали об опасности даже кратковременного воздействия нефти на птиц и рыб, а также р.;длительном загрязнении береговой полосы преде аварий танкеров или буровых, установок. „;ч ,-; г.;: '.¦,:-,^.,-, ¦.¦¦¦..¦¦¦¦¦:}^.
