Цифры и факты

В ХХ веке вследствие роста населения и прогрессирующей урбанизации поступление фосфора в мировую сеть из канализационных систем достигло 2,56 млн. т/год. К ним добавляется около 0,6 млн. т/год из рассредоточенных источников сельскохозяйственного производства. 50% всего фосфора канализационных стоков современных городов составляет фосфор детергентов (моющих средств).

В процессе биологической очистки сточных вод изымается лишь около 30% фосфора, остальная часть минерализуется. Эффективность биологической очистки от азотных веществ значительно выше.

Отношение азота к фосфору в коммунальных сточных водах составляет 5/1, для сточных вод животноводческих комплексов 3/1.

Для наиболее чистых олиготрофных и мезотрофных озер характерно отношение азота к фосфору 30-40/1, для озер с сильно гумифицированной водой это отношение может достигать 130/1, для эвтрофных озер оно снижается до 20-25/1, для гиперэвтрофных озер до 10-15/1, что подчеркивает определяющую роль фосфора в эвтрофировании.

Массовое развитие сине-зеленых водорослей происходит на приплотинных плесах волжских водохранилищ при отсутствии стокового течения, ветрового перемешивания и наличия высоких температур воды (25-27°С). Критическая ситуация возникает при авариях в системах отведения городских сточных вод, в результате которых концентрации минерального азота и фосфора в сточных водах в десятки раз превышают концентрации после очистки на биологических очистных сооружениях.

Во все годы наблюдений (1972-82гг.) содержание высокотоксичных полихлорбифенилов в тканях рыб в олиготрофном оз.Онтарио было в десятки раз выше, чем в эвтрофном оз.Эри, что объясняется более интенсивными процессами самоочищения (седиментацией, биохимическим разложением, распределением по биомассе) в эвтрофном озере по сравнению с олиготрофным.

Фитопланктон, как живой, так и отмерший, активно способствует переходу меди и никеля из ионных форм в связанные, значительно понижая токсичность этих металлов.

Некоторые сине-зеленые водоросли обладают способностью к азотфиксации, интенсивность которой может достигать 5-8 мкгN2/л час. Балансовые расчеты для азота в эвтрофном озере Паффикер-зее (Швейцария) в вегетационный период показали, что денитрификация может быть весьма существенной статьей расхода азота в озере.

Суммарная фосфорная нагрузка в бассейне Волги составила 39 349 тонн в год, что соответствует средней концентрации фосфора в нижнем бьефе Волгоградского г/у 167 мкг/л. Средняя концентрация в нижнем бьефе Волгоградского водохранилища согласно результатам балансовых расчетов составляет 76 мкг/л. Ориентировочная оценка показывает, что каскад Волжских водохранилищ более чем в 2 раза снижает сток фосфора и, соответственно, фосфорную нагрузку на Каспийское море.

При употреблении воды для питья из эвтрофных водоемов возникает гаффская болезнь, желудочно-кишечные поражения домашних животных токсинами водорослей. При разложении сине-зеленых водорослей, богатых белковыми веществами, образуются вторичные амины. Последние легко взаимодействуют с нитритами и нитратами с образованием высококанцерогенных нитрозаминов, способствующих увеличению мутагенной активности среды.

Интенсивность потока фосфора из донных отложений Можайского водохранилища в 70-е гг. и в 1993 г. составила 1.6 мг/м2 сут и 4 - 10 мг/м2 сут. соответственно. Увеличение потоков объясняется прогрессирующим эвтрофированием водохранилища.

В близком к эвтрофному состоянию Можайском водохранилище автохтонное (произведенное в данном водоеме) органическое вещество в годовом балансе в 10 раз превышает аллохтонную составляющую (поступление в водоем из внешней среды).

Наибольшее продуцирование фитопланктона в днепровских водохранилищах наблюдается в июле – августе при температуре 20-24 град. Толщина ковра сине-зелёных водорослей колеблется от нескольких мм до 12 – 15 см. Вес нагонных масс сине-зелёных в поверхностном слое может достигать 10- 40 кг/м3. В «пятнах цветения» фотосинтез почти полностью прекращается, идёт разложение водорослей с образованием масляной кислоты, ацетона, этилового и бутилового спиртов. В зонах их разложения повышается содержание в воде аммиака (2-3 мг/л), органического азота (40-125 мг/л), минерального и органического фосфора.

Интенсивность «цветения» сильнее в озеровидных (Кременчугском, Каховском) и других внутрикаскадных водохранилищах. В период «цветения» в этих водохранилищах возникают неприятные привкусы и запахи воды, ухудшается её санитарно-гигиеническое качество, забиваются фильтры очистных сооружений на водопроводе.

Фитопланктон крайне восприимчив к воздействию гидромашин. Если перед плотиной ГЭС его биомасса достигала 80 г/м3, то сразу за плотиной сократилась до 30 г/м3, т.е. сократилась более чем на 60 %. Среди диатомовых и протококковых водорослей разрушенными оказываются до 90% организмов. Сине-зеленые водоросли разрушаются в меньшей степени, и именно они составляют основу фитопланктона в нижнем бьефе.

Сине-зеленые водоросли в кишечнике рыб не только не погибают, но после возвращения в воду обладают высоким уровнем жизнеспособности.

В результате применения сульфата меди для подавления интенсивного цветения в питьевом водохранилище отмечались непоправимые последствия для бентосной фауны.

«Цветение» сине-зеленых водорослей сопровождается появлением в воде веществ восстановительной природы, инертных по отношению к О2 и эффективно взаимодействующих с перекисью водорода. Носителями восстановительных эквивалентов являются водорастворимые соединения восстановленной серы.

Клетки сине-зеленых водорослей не переносят присутствия в водной среде перекиси водорода. С этим связано, в частности, явление их «фотоокислительной смерти» – казалось бы беспричинное резкое прекращение «цветения».