الطحالب_وتلوث_الماء
طحالب المياه النظيفة
تعيش بعض مجموعات الكائنات الحيه في المياه النظيفه والخالية من الفضلات والمواد العضوية. أماكن تواجد المياه النظيفة في النهر. تقع ما قبل فتحات مصبات المجارى أو بعيده عنها بحيث تكون الفضلاتتحولت إلى املاح غير مركزه نسبياً وهذه المواد المتحللة تعتبر عناصر غذائية للكائنات الحية وذلك يحفز نمو الطحالب بصوره غزيره (وتعرف هذه التحولات بعمليه التنقية الذاتية). ولاتوجد أي اثار عضوية ملوثه للمياه وتعتمد هذه العملية على: 1.درجه الحرارة. 2.كمية التلوث. 3.سرعه التيار. هي المنطقة التي تتوفر فيها أعداد كبيرة من الطحالب في منطقة النهر وتحتوى على فضلات المجارى المتحللة بشكل جزئي. ومن امثلة الطحالب التي تعيش في المياه النظيفة. الدياتومات –السوطيات البنية المائله للاحمرار-طحالب خضراء-طحالب خضراء مزرقة معينه-عدد قليل من الطحالب الخضراء التي تعيش في المياه العذبه. تستخدم بعض الكائنات الطحلبية الكبيرة في تشخيص حاله المياه (نظيفه أو ملوثه) كما أن وجود السوطيات الدقيقة دليلاً على أن المياه نظيفه. أماكن تواجد طحالب المياه النظيفه: ـ تطفو بعض طحالب المياه النظيفه والبعض الآخر يلتصق بالصخور أو بمواد أخرى في قاع النهر أو على جوانبه مثل .كالوتريكس بارتينيا. كما توجد بعض الأنواع ملتصقه على سطح النباتات التي تعيش في الماء. ملحوظه: تختلف أنواع الطحالب من حيث الشكل على الرغم من انهاتتبع نفس الجنس فالطحالب التي تعيش في المياه النظيفه لاتشبه الطحالب التي تعيش في المياه الملوثة. تفسير تواجد طحالب المياه النظيفه في المنطقة المسماة (أوليجوسابروبيك): لانها تعتبر أكثر المناطق نظافه وتتوافر فيها العناصر الأساسية والماء فيها نقى شفاف والقاع خال من الترسبات وتكون الطحالب والنباتات الخضراء الكبيرة هي السائده والطحالب في هذه المنطقة تكون ملتصقه. وبالرغم من ذلك فالنهر لا يكون نظيفا كليا حيث لا يخلو من البكتريا والفيروسات التي تصيب الأمعاء. علاقه الطحالب وسلوكها بطبيعه الماء: اكد ليبمان ان بعض الطحالب تمثل صفات منطقه أوليجوسابروبيك مثل الطحلب الوسطى كروميولينا روبيانوفتى الموجود في المياه ذات السرعة القليله. وكذلك بعض الأنواع من الطحالب الخضراء (أولوتريكس انولاتا) الطحالب السوطيه والطحالب الحمراء (ليمنيا انولاتا) الموجودة في المياه سريعه الجريان. وقد وجد باتريك ان بعضا من الديتومات تتأثر سلبياً بوجود كميات كبيرة من المواد العضوية بينما وجد بورجان ان الطحالب السوطيه (كريزوكوككوس)تتواجد بأعداد كبيرة وهذا دليل على اكتمال تحلل المواد العضوية. العلاقة بين المجاميع الكلية للطحالب والتلوث: اكد ليكى ان طائفتين من الطحالب هي السوطيات الكريتيه أو الخضراء الزيتونية والسوطيات الصفراء الذهبية تعتبر دلائل للمياه النظيفة وغير الملوثه وتختفى هذه الطحالب تماماً في المياه الملوثة. والجزء الغير ملوث من النهر يحتوى على دياتومات وطحالب خضراء وأن، غياب كميه كبيرة م الطحالب الخضراء المزرقة دليل على أن الماء نظيف. الباب الخامس توجد عدة عمليات طورت لعلاج فضلات مياه البلديات (الوحدات الإداريه)والطرق الأكثر استخداما هي: 1.المعالجة بالتقطير بواسطه المرشحات ((trickling filter. 2.المعالجة بتنشيط أنظمة الاوحال (أو الرواسب الطينية)(activated sludgysystem) 3.المعالجة في أنظمة البحيرات الضحلة (المستنقعات)(lagoonsystem) أكثر من 90%من المياه المصفاة في هذه الأنظمة تستخدم للاغراض البشرية .بأستثناء البحيرات الضحله الاهوائية التي تستخدم للمعالجه الأوليه لبعض الفضلات الصناعية. تعتمد المعالجة في أنظمة البحيرات الضحله على مساعده الطحالب وذلك عن طريق تحويل الفضلات إلى مجرى ثابت والتي يمكن إطلاقها بعد ذلك إلى المياه مستقبلة. تذود بعض البحيرات الضحله بالهواء لتنشيط عمليه معالجة الفضلات عن طريق انبيب مغموره. تستخدم أنظمة البحيرات الضحله للمعالجه عندما تكون تركيزات المواد العضوية فيها عاليه أو حينما تكون درجه الحرارة منخفضة وهي التي تحدد نشاطات الطحالب خلال فترة الشتاء بسبب تغطيه الثلوج للبحيرات. حيث يتم في برك المجارى أكسدة الفضلات.حيث تصرف مياه الفضلات إلى بركه طبيعيه أو صناعيه قبل أو بعد تعرضها للمعالجه الأولية. ثم تقوم الطحالب والبكتريا واحياء مائية أخرى من الاحياء المجهرية بتحويل الفضلات إلى مواد ثابته غير مضره. ونلاحظ هنا وجود الاعفان والخمائر في البركة أيضا جنبا إلى جنب مع البكتريا المترممة وتذيد نسبه الاعفان عندما يكون الاس الهيدروجينى (PH)قليلا.وقد يصل عدد المستعمرات الفطريه إلى مليون مستعمره في الجرام من الوزن الجاف. يمكن تخفيض نسبه الأكسجين المطلوب بيولوجيا ((BOD من 150ملجم/لتر إلى 20ملجم/لتر. تتم الأكسدة الجيده للفضلات في احواض المجارى عندما يكون الأكسجين المطلوب بيولوجيا اقل من 150ملجم/لتر وتركها في احواض المجارى المستقره من 20الى 30يوما ونجد ان الظروف الدافئه تسبب تغيرات سريعه في فضلات المجارى وتسمح باستخدام برك أعمق وتتحمل تركيزات أعلى .ونجد مثل هذا في أمريكا أما في أمريكا الشمالية فقد اعتبرت الحمولة المناسبة لبرك فضلات المجارى 12الى 24كجم من الأكسجين المطلوب بيولوجيا في كل هكتار /يوم بينما في أستراليا تكون حوالى 35كجم. في أمريكا الجنوبية تكون الحمولة 50الى 125كجم من الأكسجين المطلوب بيولوجيا في كل هكتار/يوم. ترتبط التحولات في البركة المستقره بالتنقية الطبيعية التي تحدث في النهر الذي يستقبل الفضلات العضوية.حيث أن البكتريا الهوائية والغير هوائية الرمية تكون جاهزه للعمل على البقايا العضوية في المياه المستقرة وتحوليها إلى مواد ابسط. في حالات عديدة يفضل تشجيع العمليات الهوائية وتقليل العمليات الاهوائية طالما ان العمليات الهوائية تكون أسرع وكميات المنتجات الثانوية الكريهة الرائحة تكون اقل. تتكون نواتج العمليات اللاهوائية من كبريتيدات وغاز النيتروجين والأحماض الطيارة والميثان. بينما تتضمن منتجات العمليات الهوائية الماء والنترات والفوسفات وكبريتيدات وثانى أكسيد الكربون .وكثيرا ما تكون عديمه اللون وذائبه في الماء. تحتوى البركة المستقرة لفضلات المجارى مجموعات طحلبيه ذات نشاط مستمر وتتغير في اعدادها وتنظيم افرادها. يجب أن تكون الطحالب قادره على العيش في البركة المستقره التي تتبدل فيها فضلات المجارى باستمرار وان يكون تمثيلها الضوئي نشيط. فعكس ذلك أي عمليات هدم الخلايا الطحلبيه الحية وتحلل الخلايا المسنه والميتة سيكون لها فعل مضاد. وجدت اجناس الطحالب التالية في مياه حقول تصفيه المياه البيولوجية وصنفت حسب المجاميع الأربعة المجوده في البرك المستقره وهي (الطحالب الخضراء المزرقة مثل اناسيستيس، اوسيلاتوريا وشيزوثريكس)(ومن الدياتومات سيكلوتيلا، جومفونيما ونيتزشيا)(ومن الطحالب السوطية الكلاميدوموناس، يوجلينا وكربتوموناس)(ومن الطحالب الخضراء انكيستروديسموس، كلوريلا وسندسموس) ومن المعروف ان الأكسجين يذيد من التحلل الهوائي للفضلات العضوية التي تقوم به البكتريا. وقله إنتاج الأكسجين في عمليات التمثيل الغذائي يأتى من زيادة عمق البركة. هناك بعض الطحالب مثل (كلاميدوموناس وسندسموس)تفرز مواد عضويه وفي بعض الحالات فأن الأجناس السابقة تقوم بفرز حوالى 40%من المواد العضوية المذابه المؤكسدة المتكونه في عمليه التمثيل الضوئي من قبل الطحالب. المركبات الابسط التي تتكون عن طريق تحلل الفضلات العضوية بواسطه البكتريا الهوائية وتتضمن النترات والامونيا والفوسفات وكميات قليله من المواد الأخرى وهذه المواد ضرورية لنمو الطحالب. فالمكونات الكيميائية التي تتألف منها الفضلات العضوية تندمج في النهاية بخلايا الطحلب الحية كمركبات عضوية مستقرة نسبياً فعند وجود ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والامونيا اونترات الصوديم إلى جانب العناصر الموجودة في فضلات البركة يؤدى ذلك إلى زيادة نمو الطحالب. ومن الممكن تسميه مياه الفضلات اسم برك الأكسدة شرط ان يتم فيها إطلاق الأكسجين وتمثيل العناصر الغذائية من قبل الطحالب. موت الطحالب وعملية معالجة ذلك: عندما تموت الطحالب فان مكوناتها العضوية تتحول إلى مركبات أخرى ومواد متحلله بواسطه البكتريا المترممة ولكن بموت اعداد كبيرة من الطحالب يؤدى إلى حدوث مشاكل كثيرة وظروف ضارة بالبركة. ولذا يجب إيقاف هذه الظاهرة بواسطه التحفيز المستمر لنمو الطحالب أو بمساعدتها على مغادرة البركة باستمرار وبأعداد مقبولة. العوامل المؤثرة في كفاءة المعالجة: 1.أن تكون قابلية عمل البركة كبيرة بما فيه الكفاية. 2.تحديد عمق البركة والذي لا يجب أن يذيد عن 120سم حتى يسهل وصول أشعة الشمس إلى قاع البركة. 3.تحديد استخدام البركة للمعالجة الأوليه أو الثانوية أو النهائية للفضلات. ونجد في معظم البرك ما يقرب من 125 جنساً من الطحالب ولكن اثنان منها فقط كان دياتومات واثنان طحالب خضراء مزرقة وخمس سوطيات صبغية والمتبقى كانت طحالب خضراء غير متحركة وغير خيطيه. ومن امثلة تلك الطحالب: كلوريلا/انكيستروديسموس/ سندسموس /يوجلين/اناسيستس/كلاميدوموناس/ميكراكتينيوم/جولينيكيا ا ومن الطحالب التي ليس من العادة ان توجد في برك الفضلات: فراجيلاريا/جلويوسيستس/جونيوم/لينبيا/ ميكروسبورا/ايدوجونيم/ بيدياستروم/زيجنيميا/اسبيروجيرا تكون جميع طحالب فضلات المجارى المعروفة عمليا كائنات دقيقة طافية قادره على امتصاص أشعة الشمس وأملاح العناصر الغذائية وثانى أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين على طول وعمق البركة، لذلك فهي تبقى منتشره في المياه غيرملتصقة بأجسام أخرى ومعظمها لا يتجمع على سطح الماء كحصيرة وان كونت فيمكن تكسير تلك الحصائر المتكونه بواسطة استخدام محرك محمول. القليل من طحالب البرك الملوثه لها قابلية على استغلال الخلات في تمثيليها الضوئي .مثل الكلاميدوموناس واليوجلينا يوجد الكثير من الطحالب الذي لايستطيع النمو في وجود كميات كبيرة من الفضلات العضوية مثل الفضلات الناتجة من تصنيع الحليب ومعلبات الاغذية ومصانع قصب السكر وبيوت ذبح الحيوانات (المجازر)إلى جانب كبريتيدات الهيدروجين. وبالإمكان معالجة الفضلات الناتجة من تعليب الاغذية في مستنقعات لاهوائية كبيرة ومن ثم إطلاق الماء بعد ذلك في بركة هوائية. تنقص مجوعات الطحالب في برك الفضلات جذريا بوجود حيوانات مائية صغيرة وخصوصا الدافنيا التي تنشأ بأعداد كبيرة وتتغذى على الطحالب. الدافنيا كما يظهر تحت الميكرسكوب وفي بعض الأحيان يكون من المرغوب فيه ان تكون البركة النهائية خاليه من الطحالب نسبيا وقد تم ذلك عن طريق أدخال النبات الطافى الأخضر ليمنا (عدس الماء) الذي يظلل الماء أسفله والمياه المظلله تسبب موت الطحالب وتحللها بسرعة بمساعدة البكتريا. تنقية مياه البرك بواسطه استخدام الدافنيا وطحلب ليمنا والبكتريا يمكن استغلالها في المراحل النهائية للمعالجة أو في الأنهار التي تستقبل مياه هذه البرك. ويعطى فحص الطحالب في مجرى بركه ما معلومات مفيدة: فمثلا إذا كانت تحتوى أساسا على الكلوريلا فأن هذا يشير إلى أن البركة تعمل بأقصى سعه. اما إذا كانت تحتوى على خليط من مجاميع طحلبيه إلى جانب الكلوريلا التي تتواجد في النهاية الطرفيه للبركه فهذا يوعز بأن البركة تستطيع تحمل أو معالجه حمولات ثقيلة.