Глава 1. Гидробиологическая мелиорация (история вопроса)1.3. Специальные методы и способы решения задачи управления качеством водных ...дов конфликтующего характера. Например, с увеличением «запаса»живой массы ее концентрация уменьшается. В этой связи,поскольку во всем ряду морских и пресных водоемов концентрациябиомассы различается на 8—9 порядков, пресные водоемы,особенно рыбоводные пруды, считаются основным объектоминтенсивного хозяйства, а моря и океаны — основным объектомэкстенсивного промысла. Другим примером трендов конфликтующегохарактера является интенсивность роста, котораясвязана обратной зависимостью с концентрацией биомассы [406].При этом если снижение концентрации живой массы увеличиваетинтенсивность роста, то регулировать ее можно не толькоизменяя плотность популяции, но и варьируя скорость протеканияводы через систему. Известно, что наивысший выход рыбыс единицы площади достигается в высокопроточных рыбоводныхпрудах [63].Теоретические изыскания необходимы и в случае выборанаиболее эффективных количественных взаимоотношений выращиваемыхорганизмов и среды их обитания. В водоемах разногоразмера и уровня трофности совершается одна и та же максимальновозможная эколого-биохимическая работа, но этот потолокдостигается при различных соотношениях основных параметров.Стремление выиграть в одном приводит к неизбежномупроигрышу в другом. Увеличение продукции фитопланктона иваловой рыбопродуктивности водоема ведет к ухудшению промысловогокачества популяции рыб и беспозвоночных. Развитиеполучают мелкие (менее ценные) короткоцикличные виды [163,672, 673].Таким образом, подобно ИР марикультура также нуждается втеоретических исследованиях, позволяющих не столько оценитьвозможный «урожай» выращиваемых гидробионтов при конкретныхусловиях среды обитания, сколько сформировать иуправлять потоком вещества и энергии в морских экосистемах.Только в данном случае можно достичь гармонии в расширенномпроизводстве продуктов питания, не загрязняя окружающуюсреду издержками производственной деятельности. Кроме этого,выращивание водных организмов с их последующей утилизациейна суше — это прямой путь очистки водных экосистем от накопившегосяобъема ОВ.301.3. Специальные методы и способы решения задачиуправления качеством водных объектовПроблема очистки воды, которая является основной цельюгидробиологической мелиорации, имеет давнюю историю, посколькунеразрывно связана с жизнеобеспечением человека. Рост численностинаселения и интенсификация производства привели кнеобходимости специальной переработки сточных вод и очисткипитьевой воды.Вода как универсальный растворитель служит основным посредникомкруговорота вещества и энергии в планетарном масштабе.Все живые существа на Земле в той или иной степенисвязаны с водой. Ярким подтверждением тому является человек,основные места поселения которого с момента его появлениякак вида были и остаются связанными с водными источниками.Например, 23 % населения Европы, которое составляет 693 млнчеловек, обитает в бассейне Дуная площадью всего около 8 % еетерритории [55, 394].Несбалансированное с естественными природными процессамиразвитие человеческого общества привело к загрязнениювнутренних водоемов, а также прибрежной зоны морей и океанов.Годовой объем продукции ОВ всей биосферой составляет83 млрд т. Из этого количества 8,7 млрд т производится человеком,однако лишь 14,1 % используется им непосредственно [144]. Подругим оценкам «коэффициент полезного действия» современногоприродопользования еще ниже и составляет всего 2 % [392].Низкая эффективность использования производимой продукции,связанная с несовершенством технологии ее производства и переработки,— главная причина загрязнения окружающей среды. Врезультате хозяйственно-бытовых и питьевых потребностей человекаежегодно образуется около 65 км 3 сточных вод. Ввидусложности и высокой стоимости искусственной очистки воды неменее 1/2 объема стоков подвергается доочистке вследствие самоочищенияс использованием чистой речной воды в объемах от 200до 500 км 3 /год. Следовательно, общий расход воды на обезвреживаниесточных вод составляет 650—700 км 3 /год, или около 2 %полного речного стока Земли [382].Статистический анализ мирового опыта показывает, что изобщего объема сточных вод механической очистке подвергается68 %, биологической — 29, физико-химической — 3 %. Для повышениякачества переработки стоков долю биологической очисткив перспективе предполагается повысить до 80 % [392].31
Глава 1. Гидробиологическая мелиорация (история вопроса)Рис. 1.5. Зависимость численностифитопланктонапойменных водоемов северо-западнойчасти Черногоморя от суточной интенсивностиводообновления (В')(по данным В.М. Тимченко[389])Биологическая очистка предполагает комплекс технологическихмер, направленных на минерализацию ОВ до нормативногорегламентируемого уровня. Высокая скорость разложения веществадостигается за счет его трофического использования сообществоммелких высокопродуктивных гетеротрофов — главнымобразом аэробных бактерий и простейших. О высокой скоростибиологической очистки воды свидетельствует, к примеру, тотфакт, что на очистных сооружениях Москвы за счет деятельностигидробионтов ежесуточно минерализуется 672 т ОВ [227].Анализ используемых методов показал также, что степеньсамоочищения связана со скоростью движения воды. Эта связьописывается гиперболической функцией, резкое нарастание которойначинается от 0,7 м • с" 1 [227]. Опыт управления качествомводы в каналах также показал, что их основным техническим параметромдля оценки эффективности самоочищения является скоростьдвижения воды [302]. Результаты специального изученияводообмена в устьевых зонах рек северо-западной части Черногоморя [389] выявили четкую связь интенсивности водообновления(В', суточный объем обновления водной массы исследуемоговодоема, или водотока, %) с их биопродукционными свойствами.Данная зависимость имеет характер нормального распределенияс максимальным биологическим эффектом, в том числе по интенсивностисамоочищения, при В' = 0,25—1,00 % (рис. 1.5). Характернымпри этом является то, что такой водообмен свойственендельтовым областям рек с обширными поймами. Например,средняя интенсивность водообновления пойменных водоемовнижнего Днепра составляет 0,77 % [389].Снижение скорости движения воды в дельтах вследствие разделениярусла на множество рукавов и проток способствует болеепродолжительному контакту воды с высшей водной расти-321.3. Специальные методы и способы решения задачи управления качеством водных .тельностью, обладающей высокими биомелиоративными свойствами,что увеличивает интенсивность самоочищения. О значительностиобъемов аккумуляции и трансформации загрязняющихвеществ могут свидетельствовать расчеты, сделанные длядельты Дуная — самой крупной реки Черного моря. Очисткаречного стока наиболее интенсивно осуществляется в период весеннегополоводья, когда обводняется максимальная площадь водно-болотныхугодий. Около 93—99 % общего количества веществ,поглощаемых из речного стока Дуная, аккумулируют тростник(Phragmites australis) и рогоз узколистный {Typha angustifolia) — доминирующиевиды высшей водной растительности дельты. Ихмощная корневая система по сравнению с надземными органаминакапливает в 2 раза больше азота и фосфора, в 4,8 — железа, в2,5—3,0 — цинка и меди, в 1,7—1,8 — марганца, никеля и свинца[372]. Анализ пространственного распределения интенсивностисамоочищения в Дунае показал, что лишь в дельте отмечаетсясущественное снижение концентрации в воде загрязняющихвеществ и минеральных форм биогенных соединений (табл. 1.3).При этом очистку воды от загрязняющих веществ следует рассматриватькак результат физических, химических и биологическихпроцессов их аккумуляции и трансформации. Буфернаяфункция дельты может быть вычислена исходя из общей площади,которую занимает высшая водная растительность, периодическизатапливаемая речным стоком, а также с помощью данныхпо аккумуляции в растительном материале биогенных веществ[370, 372]. Применительно к дельте Дуная общая интенсивность еесамоочищения только вследствие деятельности высшей воднойрастительности и связанных с ней эпифитов для нитратов составляет39,7, для фосфатов — 49,6 кг • мин 1 [451]. Именно с такойинтенсивностью биогенные вещества задерживаются в дельте,ограничивая эвтрофирование Черного моря. Эффективность биофильтрационныхсвойств растительности дельты может быть охарактеризованасреднегодовыми объемами веществ, извлекаемыхиз речного стока и включаемых в фитомассу: нитраты — 59 100 т,фосфаты — 20 500 т, тяжелые металлы — 23 300 т и около 100 кгпестицидов [453].Наряду с высшей водной растительностью в трансформациизагрязняющих веществ участвуют и другие представители сообществводных организмов. Переработка и минерализация органическихвеществ осуществляется путем включения загрязняющихвеществ в их трофические цепи. В этом процессе наиболееактивная роль принадлежит микроорганизмам. Основываясь на ве-3 - 8-1465 33
- Page 2 and 3: НАЦИОНАЛЬНАЯАКАДЕ
- Page 4 and 5: ПредисловиеГЛАВА 1
- Page 6 and 7: Глава 1. Гидробиоло
- Page 8 and 9: 9Глава 1. Гидробиоло
- Page 10 and 11: Глава 1. Гидробиоло
- Page 12 and 13: *IГлава 1. Гидробиол
- Page 14 and 15: Глава 1. Гидробиоло
- Page 18 and 19: IГлава 1. Гидробиоло
- Page 20 and 21: Глава 1. Гидробиоло
- Page 22 and 23: Глава 1. Гидробиоло
- Page 24 and 25: Глава 2. Методическ
- Page 26 and 27: Глава 2. Методическ
- Page 28 and 29: Глава 2. Методическ
- Page 30 and 31: IГлава 2. Методическ
- Page 32 and 33: Глава 2. Методическ
- Page 34 and 35: Глава 2. Методическ
- Page 36 and 37: Глава 2. Методическ
- Page 38 and 39: Глава 2. Методическ
- Page 40 and 41: Глава 3. Биоэнергет
- Page 42 and 43: Глава 3. Биоэнергет
- Page 44 and 45: Глава 3. Биоэнергет
- Page 46 and 47: Глава 3. Биоэнергет
- Page 48 and 49: Глава 3. Биоэнергет
- Page 50 and 51: Глава 3. Биоэнергет
- Page 52 and 53: Глава 3. Биоэнергет
- Page 54 and 55: Глава 3. Биоэнергет
- Page 56 and 57: 110 111
- Page 58 and 59: іГлава 3. Биоэнерге
- Page 60 and 61: Глава 3. Биоэнергет
- Page 62 and 63: Глава 3. Биоэнергет
- Page 64 and 65: Глава 4. Количестве
- Page 66 and 67:
Глава 4. Количестве
- Page 68 and 69:
Глава 4. Количестве
- Page 70 and 71:
Глава 4. Количестве
- Page 72 and 73:
Глава 4. Количестве
- Page 74 and 75:
Глава 4. Количестве
- Page 76 and 77:
Глава 4. Количестве
- Page 78 and 79:
Глава 4. Количестве
- Page 80 and 81:
IГлава 4. Количестве
- Page 82 and 83:
Глава 4. Количестве
- Page 84 and 85:
Глава 4. Количестве
- Page 86 and 87:
Глава 4. Количестве
- Page 88 and 89:
IГлава 4. Количестве
- Page 90:
Глава 4. Количестве
- Page 94 and 95:
Глава 4. Количестве
- Page 96 and 97:
Глава 5. Участие обр
- Page 98 and 99:
Глава 5. Участие обр
- Page 100 and 101:
Глава 5. Участие обр
- Page 102:
5.1. Структура прибр
- Page 105 and 106:
Глава 5. Участие обр
- Page 107 and 108:
Глава 5. Участие обр
- Page 109 and 110:
Глава 5. Участие обр
- Page 111 and 112:
Глава 5. Участие обр
- Page 113 and 114:
Глава 6. Биомелиора
- Page 115 and 116:
fГлава 6. Биомелиора
- Page 117 and 118:
IГлава 6. Биомелиора
- Page 119 and 120:
Глава 6. Биомелиора
- Page 121 and 122:
Глава 6. Биомелиора
- Page 123 and 124:
Глава 6. Биомелиора
- Page 125 and 126:
I6.2. Прибрежное морс
- Page 127 and 128:
tГЛАВА 6. БИОМЕЛИОРА
- Page 129 and 130:
9Глава 6. Биомелиора
- Page 131 and 132:
шГлава 7. Основы упр
- Page 133 and 134:
»1Глава 7. Основы уп
- Page 135:
9Глава 7. Основы упр
- Page 139 and 140:
18*275
- Page 142 and 143:
Глава 7. Основы упра
- Page 144 and 145:
Глава 7. Основы упра
- Page 146 and 147:
Глава 7. Основы упра
- Page 148 and 149:
Глава 7. Основы упра
- Page 150 and 151:
Глава 7. Основы упра
- Page 152 and 153:
IСЛОВАРЬ ТЕРМИНОВБ
- Page 154 and 155:
шСписок литературы
- Page 156 and 157:
Список литературыС
- Page 158 and 159:
Список литературыС
- Page 160 and 161:
Список литературыС
- Page 162 and 163:
IСписок литературы
- Page 164 and 165:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫС
- Page 166 and 167:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫС
- Page 168 and 169:
Список литературыС
- Page 170 and 171:
IСписок литературы
- Page 172 and 173:
іСписок литературы
- Page 174:
НАУКОВЕ ВИДАННЯНАЦ