Биоплато. Роль высших водных растений в улучшении качества воды

Биоплато. Роль высших водных растений в улучшении качества воды.

Управлять качеством воды в водоемах по содержанию в ней биогенных элементов можно с использованием высшей водной растительности (ВВР или макрофиты) - БИОПЛАТО.

В формировании качества воды важную роль играют высшие водные растения: тростник, камыш, рогоз, рдест, сусак и др. Известно их применение для доочистки сточных вод предприятий легкой, металлургической, угольной промышленности, животноводческих комплексов, бытовых сточных вод. Поглощая значительное количество биогенных элементов, высшие водные растения снижают уровень эвтрофикации водоемов. Они усваивают и перерабатывают различные вещества (фенолы, ДЦТ), способствуя осаждению взвешенных и органических веществ; насыщают воду кислородом; создают благоприятные условия для нереста рыб и нагула молоди; интенсифицируют очистку воды от тяжелых металлов и нефтепродуктов за счет нефтеокисляющих бактерий. 

В присутствии высших водных растений в 3-5 раз быстрее разлагается нефть. Жизнедеятельность макрофитов способствует всплыванию нефтепродуктов, осевших на дно, и их разрушению. Даже при непрерывном поступлении в водоем нефтепродуктов в зарослях высших водных растений они присутствуют в значительно меньших количествах, чем на открытых плесах. Наиболее перспективны для очистки воды от нефти - камыш озерный и рогоз узко- и широколистный. Камыш озерный интенсивно очищает воду и от фенолов. Одно растение камыша массой 100 г способно извлечь из воды до 4 мг фенола. Помимо фенола поглощаются и его производные (пирокатехин, резорцин, ксилол и др.). 



В процессах фотосинтетической аэрации макрофиты играют не меньшую роль, чем фитопланктон. Они способны накапливать в своем теле различные элементы. Так, сусак способен накапливать 7, 52 мг фосфора на 1 г сухой массы. Камыш активно аккумулирует марганец, ирис - кальций, осока - железо, ряска - медь. В процессе минерального питания высшие водные растения в природных условиях поглощают и утилизируют в своих органах значительное количество веществ. Высшие водные растения способны аккумулировать радионуклиды (цезий - 137, стронций - 90, кобальт - 60). Высшие водные растения утилизируют азот сточных вод предприятий по производству минеральных удобрений. Извлечение азота из сточных вод биологических прудов с помощью высших водных растений улучшает качество воды.

Не менее важна роль высших водных растений в регуляции "цветения" воды, поскольку заросшие макрофитами участки водоемов не "цветут". Это объясняется конкуренцией за биогенные элементы, поглощаемые высшими водными растениями. Известно, что тростник обогащает кислородом не только воду, но и почву, на которой растет, способствуя усилению процессов окисления. Кислород циркулирует по полым стеблям и проходит в корни по воздухопроводящим побегам, а густые мочковатые водно-воздушные корни растений, как своеобразный механический фильтр, задерживают взвешенные в воде частицы и очищают от них воду. 

Очень ценна способность тканей тростника детоксицировать различные ядовитые соединения. Достаточно высокие концентрации аммиака, фенола, свинца, ртути, меди, кобальта, хрома не сказываются заметно на его росте и развитии. Тростник является также прекрасным субстратом для развития различных видов прикрепленных водорослей, участвующих в формировании качества природных вод. В обрастаниях высших водных растений в основном встречаются диатомовые, зеленые, в меньшей мере - синезеленые и другие водоросли. В большом количестве здесь обнаружены грибы, азотобактер, а также бактерии, способные разлагать крахмал и клетчатку. Вместе с водорослями эти микроорганизмы активно участвуют в самоочищении водоемов. 

Доказано, что высшие водные растения способны извлекать из воды относительно большие количества урана, радия, тория. В растениях тростника, произрастающего на участках, которые подвергаются воздействию загрязненных вод, накапливается к концу вегетации примерно в 4 раза больше железа, кальция - в 100 раз, магния - в 1, 2, азота - в 1, 5, фосфора - в 1, 3 раза больше, чем в растениях, не подвергающихся влиянию сточных вод. Большую роль в регуляции процессов размножения водорослей играет не только конкуренция за биогенные элементы, но и метаболиты высших водных растений, проявляющие фитонцидные свойства и угнетающие развитие водорослей. 

Макрофиты в процессе фотосинтеза насыщают воду кислородом, а также затеняют нижележащие слои воды, создавая неблагоприятные условия для жизнедеятельности синезеленых водорослей и образования первичной продукции фитопланктона.. При этом заметно изменялся химический состав и физические свойства сточных вод: снижалась окисляемость, отсутствовали все формы азота, значительно уменьшалось содержание фосфатов, появлялся растворенный кислород. Сточная вода после культивирования на ней этого растения становилась прозрачной и без запаха. 

Таким образом, высшие водные растения могут играть существенную роль в снижении численности водорослей, в первую очередь, в небольших водоемах, подверженных "цветению" при эвтрофировании. 

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы ма