Естественные источники загрязнения воды и системы их самоочистки

Изъятую из воды взвесь фильтраторы и седиментаторы перерабатывают в своем теле, а не переваренные остатки выбрасывают и виде фекальных комочков, которые опускаются на дно водоема. Большую роль в процессах самоочищения играет образование ими так называемых «псевдофекалий». Моллюски, например, не заглатывают большую часть отфильтрованного материала, а склеивают его и выбрасывают. Такие «псевдофекалии», состоящие из малопригодных в пищевом отношении комочков, также оседают на дно. Таким способом фильтраторы осуществляют транспорт загрязняющих веществ из воды на дно.
Большое влияние оказывают организмы зоопланктона на кислородный режим водоема. Влияние это прямое и косвенное. Прямое влияние выражается в усиленном потреблении кислорода зоопланктоном в процессах дыхания.
Косвенное влияние зоопланктона на кислородный режим водоема выражается в том, что в результате выедания им фитопланктона снижается интенсивность фотосинтеза. При массовом развитии зоопланктона вода обычно становится прозрачной вследствие выедания фитопланктона и бактерий; отсутствует явление стратификации, так как дафнии активно перемешивают воду; содержание кислорода обычно бывает низким, 0,2—1,0 мг/л, но одинаковым на поверхности воды и в глубине опять таки в результате турбулентного перемешивания, осуществляемого дафниями.
В процессах самоочищения водоемов от органических веществ фильтраторы и седиментаторы играют роль потребителей первичной продукции. Они относятся к так называемому «мирному» зоопланктону и являются консументами I порядка. Сами они в свою очередь служат пищей хищным организмам зоопланктона и планктоноядным рыбам. Растительноядные рыбы, например толстолобик или белый амур, также относятся к консументам I порядка, в то же время являясь конечной продукцией в водоеме. Планктоноядные рыбы относятся сразу к двум (или более) трофическим уровням: поедая фильтраторов и седиментаторов, они выступают как организмы второго трофического уровня, а в качестве потребителей хищного зоопланктона относятся к третьему трофическому уровню.
3.4. Выводы
Кратко суммируя данные о роли различных гидробионтов в процессах деструкции и изъятия загрязнений из водоемов, можно сделать следующие выводы:
Фитопланктон обогащает воду кислородом, необходимым для деструкции органического вещества, изымает из воды биогенные элементы, служит пищей растительноядным организмам, но в случае чрезмерного развития вызывает вторичное загрязнение водоемов.
Макрофиты также обогащают воду кислородом и способствуют удалению биогенных элементов, принимают активное участие в процессах изъятия из воды нефтепродуктов и токсичных соединений, легче, чем фитопланктон, удаляются из водоема, на мелководьях могут способствовать процессу заболачивания.
Бактерии — наиболее активные деструкторы органических веществ. Вследствие своей всеядности разрушают любые органические вещества естественного происхождения, служат пищей организмам следующих трофических уровней.
Растительноядный зоопланктон поедает фитопланктон и бактерий и тем самым участвует в процессах деструкции органических веществ. Удаляя из воды взвешенные вещества, он способствует осветлению воды, активно снижает концентрацию кислорода в воде как в результате дыхания, так и путем выедания фитопланктона, способствует перемешиванию воды, поглощая патогенные микроорганизмы, а также ее обеззараживанию.
Хищный зоопланктон, поедая растительноядный планктон, участвует в процессах деструкции органического вещества, до некоторой степени влияет на кислородный режим водоема. Рыбы завершают пирамиду трофических уровней; растительноядные выедают фитопланктон, тем самым препятствуя «цветению» водоема, хищные влияют на состав зоопланктона и таким образом на весь режим жизни гидробионтов различных уровней.

4. Примеры водных экосистем
4.1. Озеро Байкал
К числу наиболее чистых водоемов на Земле относится знаменитый Байкал, огромное сибирское озеро, содержащее 1/5 часть всех мировых запасов поверхностных пресных вод. Он существует более 20 миллионов лет. Питаясь чистой водой горно-таежных рек и сбрасывая излишек воды в Ангару, Байкал сохраняет очень низкий уровень минерализации. Обитающий только в Байкале веслоногий рачок эпишура (рис. 1.) очень эффективно очищает воду от бактерий, водорослей и органических частиц.
Рис. 1. Веслоногий рачок эпишура





Эпишура не только поддерживает качество байкальской воды на уровне «высших кондиций», но и служит основным кормом знаменитого байкальского омуля. Весь комплекс животных и водных растений Байкала, более чем наполовину эндемичный (состоящий из видов, более нигде не встречающихся), приспособлен к очень чистой воде. Эпишура как вид, обеспечивающий эту чистоту, оказывается ключевым во всей экосистеме. В то же время сам этот рачок очень чувствителен к составу воды, и сравнительно небольшое повышение содержания вредных примесей может существенно подавить или даже уничтожить этот вид, что приведет неизбежно к практически необратимому ухудшению качества байкальской воды, гибели омуля и многих других эндемичных видов. Сохранение экосистемы Байкала не только экономически целесообразно, имея в виду высокую ценность воды такой чистоты, но и наша обязанность перед человечеством. Байкал — во всех отношениях уникальный природный комплекс, его геологические, гидрологические и биологические особенности представляют интерес и как объект научных исследований, и как безусловная эстетическая ценность.
4.2. Экосистемы рек Северной Европы
Еще один пример водной экосистемы, поддерживающей высокую степень чистоты воды как условие своего существования, — экосистемы рек Северной Европы, центральное звено которых составляет пара взаимосвязанных видов — моллюск и рыба. Рыба эта — благородный лосось, или семга. Как подавляющее большинство лососей, семга растет и достигает половозрелости в море (правда, часть популяции самцов чисто пресноводная), а на икрометание входит в реки, поднимаясь до их верховьев, где и откладывает икру. Обязательное условие успешного развития икры и молоди семги — чистота воды и высокое содержание в ней кислорода. Это возможно только при низком содержании в воде органических соединений и остатков организмов, способных при микробиологическом разложении активно поглощать кислород. Необходимое качество воды обеспечивается высокой численностью очень эффективно действующего фильтратора — двустворчатого моллюска пресноводной жемчужницы. Резкое снижение численности жемчужниц из-за их перелова или загрязнения воды сбросами, к которому они очень чувствительны, приводит к устойчивому ухудшению показателей чистоты воды. Это, в свою очередь, ведет к сильному снижению численности семги, икра и мальки которой не могут выжить в загрязненной воде. Зависимость семги от жемчужницы очевидна.
Но и жемчужница зависит от семги, поскольку ее личинки (глохидии) развиваются, паразитируя на жабрах и коже семги и некоторых других рыб. Из всех возможных временных хозяев глохидиев жемчужницы только семга обеспечивает их высокую выживаемость: сопряженная эволюция этих видов создала хорошую приспособленность их друг к другу. Кроме того, будучи проходной рыбой, семга «засевает» личинками жемчужницы практически всю реку, вплоть до ее верховьев. Зависимость жемчужницы от семги тоже очевидна. Таким образом, снижение численности любого члена пары жемчужница-лосось приводит к снижению численности второго члена пары, а это ведет к устойчивому ухудшению чистоты воды и смене всей экосистемы на другую, не имеющую в своем составе этих столь ценных для человека видов.

Заключение
В данной работе мы рассмотрели основные естественные загрязнители вод и системы их самоочистки. Мы выяснили, что термин «естественные загрязнители» можно назвать довольно условным, поскольку загрязнение все таки носит техногенный характер. Естественными в данном случае являются пути поступления загрязнений в водоем – преимущественно через атмосферные осадки.
Самоочищение вод происходит, как мы увидели, путем физико-химических преобразований загрязнителей и биологическим путем. В основном, существенную роль в этом процессе играет биота – бактерии, растения и животные. Однако, для комфортного и продуктивного существования биологических организмов необходимы определенные условия, которые нарушаются путем техногенных загрязнений.
Список литературы

Ахмеджанов Р.Р. Науки о земле. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005. - 120 с.
Белоусова А. П. Качество подземных вод. Современные подходы к оценке. - М.: Наука, 2001. - 338 с.
Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. — М. : Высшая школа, 1978. — 271 с.
Овчаров Е. Е. Гидрология и гидрогеология. - М: Недра, 1990. - 300 с.
Розанов С.И. Общая экология. – СПб.: Изд-во «Лань», 2001. – 288 с.
Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология - М.: Наука, 1996.-320 с.
Чеботарев А. И. Гидрологический словарь. - М.: Недра, 1987. - 200 с.
Шварцев С. П. Общая гидрогеология. - М: Недра, 1996. - 423 с.
Белоусова А. П. Качество подземных вод. Современные подходы к оценке. - М.: Наука, 2001. - 338 с.

Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. — М. : Высшая школа, 1978. —стр. 154.

Розанов С.И. Общая экология. – СПб.: Изд-во «Лань», 2001. – стр. 114.













21