Разработка и исследование эффективности экотехнологии очистки и обеззараживания сточных вод на канализационных очистных сооружениях п. Белый Яр
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
? азота в виде аммоний - иона протекает достаточно быстро с участием водной микрофлоры. Хотя молекулярный азот, согласно равновесию с атмосферой, содержится в воде также в значительной концентрации, он достаточно химически инертен и не поглощается непосредственно растениями. Тем не менее, благодаря деятельности азотфиксаторов, к числу которых в водоеме относят цианобактерии, азот реже, чем фосфор, выступает в качестве лимитирующего развитие растений фактора (Robert L. Knight 2004).
Скорость оборота азота в мелководных объектах колеблется в зависимости от гидрологических и морфологических особенностей, гидрохимического состава, рН, температуры и других факторов. Величина составляет от долей % до нескольких % от наличного содержания азота за час в автрофных объектах при общей концентрации азота 2 мг/л (Costanza, R,1996).
Рассмотрение метаболизма азота специально в водных макрофитах представляет сложную задачу, поскольку наши знания опираются на изучение очень широкого круга растительных организмов. Процессы метаболизма, по-видимому, не столь различны между растениями с разным способом обитания, сколь по видовым и другим особенностям. Все растения в основном получают азот в виде двух форм - нитратной или аммонийной, но способны также поглощать азот и в виде других низкомолекулярных соединений например, мочевины или газообразного аммиака. Однако в натуре значение подобных источников азота невелико.
Аммонификация (минерализация) является процессом, где органический N, биологически преобразован в аммиак. Большая доля (до 100 %) органического азота преобразовается в аммиак.
Растворенные в воде органические вещества служат питательным субстратом для очень большой группы организмов-гетеротрофов, преимущественно бактерий и грибов. Гетеротрофная форма жизни основана на метаболизме живыми существами только готовых органических соединений, ранее синтезированных другими живыми организмами. Усвоенные ими органические вещества используются по двум направлениям: для роста и развития (пластический обмен, ассимиляция) и для получения энергии (энергетический обмен). В последнем случае, например у аминокислот, отщепляется аминогруппа в форме аммиака, NH3 (дезаминирование), а образовавшаяся органическая кислота после подготовительных превращений сгорает в энергетической топке. В результате образуется АТФ и выделяются: NH3, СО2 и H2O. Способностью к дезамированию обладает любая живая клетка, поэтому группа микророрганизмов - аммонификаторов весьма многочисленна. Эти микроорганизмы используют для своих нужд не только белки, но и широкий круг органических веществ, обеспечивая их минерализацию, благодаря чему играют очень большую роль в поддержании биологического равновесия (Berry. W,1987).
Органические вещества всегда присутствуют в воде, грунте. Всеядность аммонифицирующих гетеротрофов при обилии питательного субстрата приводит к их активному размножению в толще воды, что внешне выражается в ее помутнении. Такие планктонные аммонификаторы требуют для своего развития гораздо больших концентраций органических веществ, чем прикрепленные формы. По мере выедания органических веществ, численность планктонных форм снижается, и их функции принимают на себя сидячие формы (компоненты перифитона). С одной стороны, это сопровождается просветлением воды, с другой - сопряжено с появлением в воде аналитически обнаруживаемых количеств аммонийного азота ( Ehrlich, P.R, 1994).
Нормы аммонификации зависят от температуры, pH фактора, отношения C/N, доступных питательных веществ и условий почвы, таких как текстура и структура. Оптимальная температура аммонификаторов 40-60C, в то время как pH находится в диапазоне между 6.5 и 8.5.
В результате расщепления азотсодержащих органических соединений в большом количестве выделяется аммиак. В природных условиях, в почве и в воде водоема этот аммиак потребляется растениями в процессе роста или подвергается воздействию особой группы микроорганизмов, окисляющих его с образованием азотистой и азотной кислот. Процесс называется нитрификацией. Нитрификация протекает под воздействием особых нитрифицирующих бактерий - Nitrozomonas, Nitrobacter и др. Эти бактерии обеспечивают окисление азотсодержащих соединений, которые обычно присутствуют в загрязненных, природных и некоторых сточных водах, и тем самым способствуют превращению азота сначала из аммонийной в нитритную, а затем и нитратную формы (Christos S, 2006).
Нитрификация обычно определяется как биологическое окисление нитрата аммония с нитритом.
Первая фаза нитрификации-окисление солей аммония в нитриты-протекает по уравнению: 2Н4++3О2=4Н++2NO2-+2H2O
Типичный возбудитель первой фазы нитрификации-Nitrosomonas europaea. Эта бактерия имеет форму укороченного овала, размером 0,6-1,0 х 0,9-2 мкм, спор не образует.
В присутствие органических веществ обычно наблюдается угнетение роста нитрифицирующих бактерий, но в то же время в природных условиях, на полях орошения и фильтрации наблюдается интенсивная нитрификация.
Вторая стадия нитрификация заключается в окислении образовавшихся в первую фазу солей азотистой кислоты в соли азотной кислоты. Процесс протекает в соответствии с уравнением: 2NO2-+O2>2NO3-
Возбудитель второй фазы нитрификации Nitrobacter winogradsryi.
В природных условиях нитрифицирующие бактерии способны поглощать только тот аммиак, который не использовался другими организмами. Поэтому на интенсивность нитрификации влияет соотношение углерода и азота в среде. Пока есть избыток ор?/p>