ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Восстановительные методы из "Умирающие озера Причины и контроль антропогенного эвтрофирования" С помощью отвода вод было успешно восстановлено оз. Вашингтон в США. В 1955 г. озеро получало 2,4-10 м стоков в сутки от 10 очистных сооружений, расположенных на водосборе, что привело к существенному эвтрофированию озера. Полный отвод этих вод в залив Тихого океана позволил полностью исйра-вить положение. Влияние отвода стоков из 16 озер Европы и США обобщено в табл. 3.1. В мелких озерах улучшения были незначительными видимо, удаление биогенных веществ из истоков не приводит к снижению их содержания в толще воды, так как оно поддерживается процессами выделения из отложений. [c.65] Так как потребление биогенных веществ биомассой пропорционально концентрации биогенных компонентов в воде, разбавление эвтрофных вод водами с малым содержанием биогенных веществ будет потенциально снижать первичную продуктивность. Большой объем разбавляющих вод также снижает время пребывания био- генных веществ в озере и увеличивает вымывание мелких частиц и фитопланктона. При определенных обстоятельствах повышение скорости сброса может повысить метаболизм макрофитов и перифитона. Их продуктивность пропорциональна концентрации биогенных веществ, умноженной на скорость потока оптимальное ее значение 0,5 м/с, при нем существует самый большой диффузионный градиент концентраций биогенных веществ. [c.65] Альтернативным методом разбавления вод является откачка эвтрофной воды, которая будет замещаться обедненными биогенными веществами грунтовыми водами. Изъятая вода может быть разбрызгана на окружающей территории, где она профильтруется сквозь почву. Следовательно, эта вода будет претерпевать оксигенацию, из нее будут удалены биогенные вещества, и в то же время почва будет определенным образом удобрена. Очевидно, для осуществления такой программы необходимо установить особенности локальной геологии, чтобы выявить необходимую степень загрузки грунтовых вод. [c.65] Взмучивание донных отложений, вызываемое ветром, приводит к замутнению водной среды, которое является основной причиной проявления в мелких озерах тенденции к эвтрофированию в течение всего года, тогда как для стратифицированных озер это характерно только для периодов перемешивания вод. Поэтому углубление мелких озер позволяет сформироваться стратификации в толще воды или по крайней мере снижает уровень взмучивания донных отложений. [c.66] Увеличение объема озера также сократит относительное поступление в него биогенных веществ, а возросшее количество насыщенной кислородом воды может предотвратить гибель рыбы в период ледостава. При углублении водоема время водообмена может существенно возрасти, что увеличит удаление биогенных веществ из поступающей в водные объекты воды. [c.66] Углубления можно достичь путем повышения уровня воды или понижения дна озера, последнее предполагает драгирование дна и спуск воды из водоема (см. п. 3.3.4 и 3,3.5). Повышение уровня воды получают путем повышения уровня истока из озера предварительно необходимо провести тщательные топографические исследования для гарантии того, что не существует альтернативного решения в связи с проблемой затопления окружающих территорий. [c.66] Озера с крутыми берегами более пригодны для этого метода, так как значительное увеличение глубины и объема может быть достигнуто при относительно небольшом увеличении площади поверхности озера. Там, где озера имеют пологие берега, возможно значительное увеличение отношения площади поверхности и объема вод и литоральная зона может способствовать увеличению потенциальной первичной продуктивности вод Если углубление озера достаточно для сформирования термоклина, состояние может быстро измениться к лучшему, хотя в нем начнет происходить внутригодовое сезонное перемешивание вод. [c.66] Отметки дна (м) даны относительно уровня моря буквами обозначены станции отбора проб. [c.67] Так как донные отложения часто играют важную роль в переносе биогенных веществ в толще воды, их удаление является частью общей программы восстановления озера, Так же как и удаление биогенных веществ, драгирование, приводящее к углублению озера, может принести определенную пользу. Принципиальным недостатком этого метода является его чрезмерная стоимость. [c.68] В целом озера, с течением времени становятся более эвтрофными. Следовательно, нижние слои донных отложений обычно обеднены биогенными веществами, в то время как в поверхностном слое этих отложений содержание органического вещества высокое. Удаление верхних слоев отложений, таким образом, приведет к обнажению слоев, обедненных биогенными веществами, и к последующему снижению способности биогенных компонентов к круговороту. Эта основная картина меняется там, где присутствуют тонкозернистые неорганические отложения или отложения, в которых имеются ионы металлов, способные вызвать осаждение фосфата. Следовательно, осуществлению любой программы по драгированию должно предшествовать всестороннее исследование проб донных отложений. Это позволит выполнить драгирование эффективно путем удаления таких отложений, которые наиболее богаты биогенными веществами, а также исключит возможность обнажения слоев отложений, обогащенных биогенными веществами. Важно также подсчитать скорости осаждения, чтобы оценить срок эффективности осуществления какой-либо программы драгирования водоема. [c.68] Существуют два основных метода драгирования. [c.68] Гидравлическое драгирование. Метод основан на принципе вакуумной очистки путем всасывания со дна поверхностных отложений. Это можно выполнить, так как отложения часто имеют небольшую плотность и очень жидкую консистенцию, особенно там, где присутствует органическое вещество. Метод не приводит к значительным нарушениям окружающих отложений, однако при этом получают значительный объем жидкого ила, который надо обработать перед возвращением в озеро порового раствора, богатого биогенными веществами. По шведскому методу это достигается путем выкачивания жидкого ила на специально отведенную для очистных работ площадку на берегу. Сначала путем непродолжительного осаждения удаляется большая часть твердых частиц, а затем, перед повторным осаждением, норовая жидкость обрабатывается квасцами и аэрируется. Очищенный сток возвращается в озеро, а ил используется в качестве удобрения. [c.68] Стрелкой отмечено время проведения работ по драгированию. [c.69] Модифицированный метод был использован для оз. Френч флокулянт вводился непосредственно в донные отложения с помощью плугообразного приспособления, прикрепленного к драге. Это снизило выделение фосфора из донных отложений, когда они были впоследствии отдрагированы. [c.69] Это временное снижение уровня воды, достигаемое регулированием притока и (или) стока. Обнажение отложений имеет несколько выходных эффектов, особенно там, где в них содержится большое количество органических веществ. Содержание воды в высокоорганических отложениях может превышать 90 7о по объему, поэтому такие отложения слабо уплотнены. Когда они обнажены, они испытывают полную силу гравитации и поэтому уплотняются, поровая вода уходит в нижнюю часть отложений или в более глубокие части озера. [c.70] Когда донные отложения вновь окажутся под водой, уплотнения отложений не будет происходить, они останутся в прежнем состоянии. Целью спуска водохранилища, следовательно, является ограничение вовлечения биогенных веществ в круговорот за счет уплотнения донных отложений, что снижает их способность к турбулентному взмучиванию. [c.70] При спуске водохранилищ возникает проблема, состоящая в том, что некоторые компоненты донных отложений могут химически измениться в течение фазы осушения. При повторной гидратации это приведет к уменьшению полезного эффекта. Окисление органических биогенных веществ (минерализация) может также сделать их более биологически доступными при восстановлении. Действительно, принцип спуска воды, выдерживания под парами и затопления используется обычно для повышения урожайности прудов, в которых разводят рыбу. [c.70] Так как спуск воды выбывает перемещение богатой биогенными веществами воды в более глубокие слои озерных донных отложений, драгирование этих отложений дает высокую скорость удаления биогенных веществ на единицу дренированной площади. Срезание поверхностных слоев обнажившихся отложений также может способствовать удалению биогенных веществ из озера, так как оно предотвращает неблагоприятное влияние окисленного органического вещества на восстановление отложений получаемый в результате ил может быть использован как удобрение. [c.70] При использовании этого способа, являющегося частью метода откачивания воды с определенной глубины, зависящей от характеристик качества воды, богатые биогенными веществами воды гиполимниона извлекаются из озера с помощью водоотбор-ников. Снижая среднюю концентрацию биогенных веществ в озере, этот процесс также увеличивает среднюю концентрацию РК, так как глубинные воды очень бедны кислородом, а в некоторых случаях и анаэробны. Откачивание чаще всего производят через больщую трубу, опускаемую в гиполимнион озера, используя принцип сифона для извлечения воды с минимальными затратами. В водохранилищах или плотинах обычно на определенной глубине расположены выпускные отверстия, которые могут быть непосредственно использованы вместо сифонного забора воды. Поверхностное отведение таких вод ограничено регулированием уровня воды, что гарантирует сохранение стратификации. [c.71] Так как в гиполимнионе вода холоднее, чем в эпилимнионе, удаление повышает среднюю температуру всей водной массы озера. Это может увеличить скорость обмена веществ биомассой и БПК воды, компенсируя какие-либо улучшения состояния среды по РК. Это будет также ускорять минерализацию отмершего органического вещества, увеличивая таким образом возможность выделения биогенных веществ из донных отложений. Однако это выделение должно быть в пределах водной массы гиполимниона и, таким образом, должно служить методом более быстрого удаления биогенных веществ из озера, чем поступление автохтонного материала. [c.71] Вернуться к основной статье