Биологическое загрязнение водоёмов

Под биологическим загрязнением понимают распространение и нахождение в водоёмах патогенной микрофлоры (вирусы, бактерии и грибы), простейших, паразитических червей и бурное развитие растительности, нетипичное для естественных водоёмов.

Издавна известна связь между загрязнением водоёмов и возникновением заболеваний человека. Более точно можно говорить не о загрязнении, а о заражении водоёма возбудителями инфекционных заболеваний. К числу заболеваний, возникновение которых связано с загрязнением водоёмов, относятся брюшной тиф, паратифы, дизентерия, холера, инфекционный гепатит, водная лихорадка, туляремия, полиомиелит, инфекционная желтуха, некоторые виды гельминтозов, конъюктивиты. Возможна передача водным путём туберкулёза, правда, при исключительных обстоятельствах.

В составе бактериально-вирусного загрязнения коммунальных стоков могут находиться холерный вибрион, кишечная палочка и другие формы, которые вызывают эпидемии инфекционного гепатита, холеры, тифа, дизентерии. В стоках бродильных производств (бойни, пивные, молочные, сахарные и сырзаводы, спиртовые производства, ЦБК) содержится огромное количество бактерий и грибов.

Главным образом в жарких странах широко распространены болезни, возбудителями которых являются простейшие: амёбиаз, балантидиаз и лямблиоз. Заражение человека происходит через питьевую воду, загрязнённую фекалиями.

Среди прибрежного населения широко распространены гельминтозы. Заражение человека, в зависимости от вида паразита, происходит двумя путями – через воду и через её обитателей, в частности через рыбу. Многие организмы, обитающие в воде – рыбы, ракообразные, моллюски – служат промежуточными хозяевами гельминтов, поражающих человека. Из гельминтов, жизненный цикл которых связан с водными организмами, наиболее опасны лентец широкий и кошачья двуустка. Заражение ими происходит при потреблении пресноводных видов рыб – промежуточных хозяев паразитов.

Ухудшение качества воды в водоёмах поверхностного стока часто происходит в результате массового развития водорослей и высшей водной растительности. Так называемое «цветение» воды, является следствием избыточного притока в водоём биогенов – азота и фосфора, рассматривается как загрязнение. В последствии «цветение» приводит к вторичному загрязнению водоёмов, особенно озёр, поскольку отмершие водоросли оседают на дно, где их разложение идёт с большим расходом кислорода и, возможно, с выделением метана, углекислого газа и др.

Развитие фитопланктона способствует увеличению содержания органического вещества, вследствие чего повышается окисляемость, снижается прозрачность воды. Водоросли и цианобактерии в течение световой фазы фотосинтеза повышают содержание кислорода в воде, но во время темновой фазы фотосинтеза и во время их разложения после отмирания, происходит потребление кислорода, растворённого в воде.

Продукты жизнедеятельности фитопланктона оказывают токсическое действие (альготоксины) на рыб и теплокровных животных. Токсин цианобактерий действует на центральную нервную систему животных, что проявляется в возникновении параличей задних конечностей, десинхронизации ритма центральной нервной системы. При хронических отравлениях токсин угнетает окислительно-восстановительные ферментативные системы, в результате чего нарушается углеродный и белковый обмен, а во внутренних средах организма накапливаются недоокисленные продукты углеводного обмена. Уменьшение количества эритроцитов, угнетение тканевого дыхания вызывает гипоксию смешанного типа. Например, Microcystis aeruginosa, продуцируя токсические вещества, при массовом развитии может вызвать гибель скота и отравление людей.

Все это свидетельствует о недопустимости использования в питьевых целях воды из мест скопления водорослей и водоёмов, подверженных сильному цветению, поскольку токсическое вещество водорослей не обезвреживается системами обычной водоочистки и может попадать в водопроводную сеть, как в растворенном виде, так и вместе с отдельными клетками водорослей, не задерживаемыми фильтрами. Поэтому необходимо очищение воды не только через фильтры, но и её хлорирование. Эффективно коагулирование и озонирование, если в фитопланктоне доминируют диатомовые водоросли.

Таким образом, массовое развитие водорослей и цианобактерий является одним из видов биологического загрязнения, имеющего многообразные последствия (Драчёв, 1964).

Высшая водная растительность в процессах формирования качества воды играет двоякую роль: положительную – в период вегетации и отрицательную – после отмирания в процессе разложения её фитомассы. Наибольший вред от растительности, развивающейся в водоподводящих каналах, испытывают водопроводные станции. После отмирания часть растительности разлагается в воде канала, а часть, в виде детрита, поступает на фильтры станций водоподготовки. Кроме того, заросли макрофитов содержат обильную и разнообразную фауну беспозвоночных, продукты жизнедеятельности которых и они сами могут попадать на станции водоподготовки, осложняя фильтрацию и обеззараживание воды.

В водопроводящих каналах фактором биологического загрязнения становятся обрастания. Бетонированные стенки открытых водопроводящих каналов становятся хорошим субстратом для обитания большинства водных, преимущественно донных, организмов: бактерий, грибов, нитчатых и одноклеточных водорослей, макрофитов, губок, мшанок, малощетинковых червей, пиявок, моллюсков, в том числе дрейссены, некоторых личинок насекомых – хирономид, ручейников. Помимо положительной роли большинства организмов, как минерализаторов, они могут создавать так называемые биопомехи для очистных сооружений водопроводных станций. Вымываясь потоком, и при волнении, они попадают на станции водоочистки и проникают в водопроводную воду (Зинченко, 2011).

В настоящее время как биологическое загрязнение водоёмов часто рассматривают интродукцию видов. Проблемы возникают, когда с вселением новых биологических видов в несвойственные им экосистемы нарушаются трофические связи и взаимоотношения с аборигенными видами.