Восстановление очерных экосистем Биологическая очистка природных водоемов. Биопруды и гидроботанические площадки

Водоем, являясь замкнутой биологический системой, способен к саморегуляции и самоочищению. Но в некоторых случаях это равновесие нарушается. Это может произойти в результате загрязнения сточными водами, из-за неблагоприятных погодных условий (ливневые дожди, аномальная жара и т.д.), или из-за его постепенного обмеления.

В таких случаях, а также в целях профилактики, для хозяйственных и декоративных гидросооружений должна применяться биологическая очистка водоема. Существует большой выбор методов и технологий такой очистки. Это может быть регенерационная очистка с помощью механических фильтров, принудительная аэрация воды с помощью пневмонагнетателей, восстановление биоценоза водоема с помощью внесения полезных микроорганизмов, восстановление нормального химического состава воды методом уменьшения ее кислотности и т.д.

Успешная биологическая очистка водоемов может быть реализована лишь на основании предварительной диагностики его общего состояния, проведения анализов проб грунта и воды.

Проведение экологической реабилитации водных объектов обычно проводится в два этапа:

Этап 1. Техническая реабилитация.

Проводится техническая реабилитация водоема, а именно: осуществляется выемка загрязненных иловых отложений, проводится ремонт гидротехнических сооружений (плотин, колодцев), выполняется укрепление берега.

Гидроизоляция пруда выполняется либо с использованием специальной глины, либо расстилается современное покрытие из пленки, имеющей специальный экологический сертификат качества.

Биоинженерное укрепление берега – комплекс озеленительных мероприятий в прибрежной зоне: залужение береговых откосов, высадка влаголюбивых деревьев и кустарников, – позволяет достаточно быстро и сравнительно недорого укрепить приурезовую зону водоема, а также стабилизировать гидрогеологический режим в системе “берег-водоем”, не нарушая его искусственными инженерными сооружениями.

Этап 2. Биологическая реабилитация или биоремедиация.

Для восстановления биологической полноценности воды используется биоинженерная технология, называемая биоремедиацией. Биоремедиация водоема – это восстановление его экосистемы с помощью гидробионтов, улучшающих качество воды. Задача технологии «биоремедиации» заключается в использовании способности живых фито- и зооорганизмов-фильтраторов путем «фильтрации» загрязнений подвергать их деструкции и детоксикации. В результате полностью нейтрализуется неблагоприятное воздействие загрязняющих веществ на естественные процессы биологического самоочищения воды, нормализуется метаболизм, восстанавливается и активизируется аборигенный для мезосапробных водоемов видовой состав биоты экосистемы.

Создание гидроботанической площадки (или биоплато). Для очищения и улучшения качества воды в водоеме служат природоохранные мероприятия, к которым в первую очередь относится создание искусственных водно-болотных участков. Такие участки являются прототипом естественных водно-болотных угодий, в которых происходит накапливание и естественная очистка загрязнений с помощью экосистемы (гидробиосистемы) – растений-макрофитов и микроорганизмов, населяющих водную толщу.

Процессы очищения заключаются в том, что в искусственных водно-болотных системах происходит поглощение органического вещества сообществом водных микроорганизмов, живущих в пленке обрастания (перифитоне), закрепляющейся на растениях-макрофитах, и деструкция загрязнений микроорганизмами в корнях растений (так называемый процесс перколяции). Микроорганизмы утилизируют органическое вещество и используют его в качестве субстрата для своей жизнедеятельности.

Заселение водоема живыми организмами. Для восстановления экосистемы водоема и улучшения качества воды проводят заселение его специальными живыми организмами: фито- и зоопланктоном, моллюсками, рыбами, которые в процессе своей жизнедеятельности фильтруют воду, очищая ее от вредных болезнетворных бактерий и загрязняющих веществ.

Биоинженерная технология очистки поверхностных стоков. Для очистки загрязненных стоков с территории поселков можно использовать биоинженерные технологии, основанные на биологической очистке с помощью микроорганизмов. Наиболее известные из них септики и биологические пруды.

Так, для очистки поверхностного стока используется очистное сооружение биологического типа, в котором в качестве биологического фильтра доочистки служит биопруд, подругому, гидроботаническая площадка (ГБП).

Схема очистного сооружения биологического типа.

А – водоподводящий лоток,

Б – камера-отстойник,

В – фильтровальный блок,

Г – гидроботаническая площадка,

Д – водосбросная плотина.

Настоящий биоинженерный комплекс разработан специально для условий холодного климата.

В весенне-осенний период, когда растения на ГБП еще (или уже) не способны к очистке, основная очистка стоков происходит на фильтровальном блоке В.

Рассматриваемый комплекс очистных сооружений обеспечивает трехстадийную очистку поверхностного стока.

Первая стадия – первичная очистка стоков (осветление) происходит в камере-отстойнике Б.

Вторая стадия – очистка стоков в фильтровальном блоке В; очистка происходит путем задержания взвешенных твердых частиц и загрязняющих веществ на фильтрах из современных фильтрующих материалов.

Третья стадия – доочистка стоков на гидроботанической площадке Г с использованием высших водных растений.

Предложенный биоинженерный способ биологической очистки загрязненных стоков характеризуется достаточно низкими эксплуатационными расходами, поскольку в очистке используются в качестве природных фильтров биологические экосистемы (гидробионты), которые способны к самовосстановлению.