Selbstreinigung von natürlichen Wassersystemen

Einige der wichtigsten physikalischen Prozesse bei der Selbstreinigung natürlicher Wassersysteme sind folgende: (i) Verdünnung (ii) Sedimentation und Resuspension (iii) Filtration (iv) Gastransport.

Die wichtigsten physikalischen Prozesse bei der Selbstreinigung von Wasserläufen sind Verdünnung, Sedimentation und Resuspension, Filtration, Gasübertragung und Wärmeübertragung.

Diese Prozesse sind nicht nur wichtig, sondern auch in Bezug auf bestimmte chemische und biochemische Selbstreinigungsprozesse von Bedeutung.

(i) Verdünnung:

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts basierten die Praktiken der Abwasserentsorgung auf der Prämisse, dass „die Lösung der Umweltverschmutzung eine Verwässerung ist“. Die Verdünnung wurde als das wirtschaftlichste Mittel zur Abwasserentsorgung angesehen. Bei diesem Verfahren werden relativ kleine Mengen Abfälle in große Gewässer eingeleitet. "

Obwohl die Verdünnung ein wirksames Hilfsmittel für den Selbstreinigungsmechanismus von Oberflächengewässern ist, hängt der Erfolg davon ab, dass relativ kleine Mengen Abfall in große Gewässer eingeleitet werden. Das Wachstum der Bevölkerungs- und Industrieaktivität mit steigendem Wasserbedarf und Abwassermengen schließt die Verwendung zahlreicher Bäche zur Verdünnung von rohem oder schlecht behandeltem Abwasser aus.

(ii) Sedimentation und Resuspendierung

Zu den Quellen von Schwebstoffen, einem der häufigsten Wasserverschmutzer, gehören häusliches und industrielles Abwasser sowie Abflüsse aus landwirtschaftlichen oder städtischen Aktivitäten. Diese Feststoffe können anorganische oder organische Materialien und / oder lebende Organismen sein und können in der Größe von großen organischen Partikeln bis zu winzigen, fast unsichtbaren Kolloiden variieren.

In Suspension erhöhen Feststoffe die Trübung, und das verringerte Eindringen von Licht kann die photosynthetische Aktivität von Pflanzen einschränken, die Sicht von Wassertieren einschränken, die Fütterung von Wassertieren stören, die Nahrung durch Filtration erhalten, und die Atmungsstrukturen, wie Kiemen, schädlich machen.

Das Absetzen oder Sedimentieren ist ein Verfahren der Natur zum Entfernen von Schwebeteilchen aus einem Wasserlauf. Die meisten großen Feststoffe setzen sich leicht in ruhendem Wasser ab. Teilchen im kolloidalen Größenbereich können für längere Zeit in Suspension bleiben, obwohl sich die meisten auch absetzen werden.

Resuspendierung von Feststoffen ist bei Flutungen oder starkem Abfluss üblich. In solchen Fällen können erhöhte Turbulenzen Feststoffe resuspendieren, die früher in normalerweise ruhenden Bereichen eines Stroms abgelagert wurden, und sie über beträchtliche Entfernungen stromabwärts tragen. Letztendlich werden sie sich wieder absetzen, aber nicht bevor ihre Anwesenheit die Trübung des Wassers erhöht hat, in das sie eingeführt wurden.

(iii) Filtration:

Wenn große Schuttpartikel entlang eines Bachbettes gespült werden, bleiben sie oft auf Schilf oder Steinen, wo sie gefangen bleiben, bis sie durch das hohe Wasser wieder in den Mainstream gespült werden. Kleine Stücke von organischem Material oder anorganischen Tonen und anderen Sedimenten können durch Kieselsteine ​​oder Gesteine ​​entlang des Flussbettes herausgefiltert werden.

Da Wasser von der Oberfläche nach unten in Grundwasser-Aquifere durchsickert, erfolgt eine Filtration eines viel komplexeren Typs, und wenn die Bodenschichten tief und fein genug sind, ist die Entfernung von suspendiertem Material im Wesentlichen bis zum Eintritt des Wassers in den Aquifer abgeschlossen. Viele Bäche wechseln sich mit den alluvialen Aquiferen unter ihnen frei ab, so dass das gefilterte Wasser an einer Stelle stromabwärts wieder in den Bach gelangen kann.

(iv) Gasübertragung:

Die Übertragung von Gasen in und aus Wasser ist ein wichtiger Bestandteil des natürlichen Reinigungsprozesses. Das Auffüllen des Sauerstoffs, der durch bakteriellen Abbau organischer Abfälle verloren geht, wird durch die Übertragung von Sauerstoff aus der Luft in das Wasser erreicht. Umgekehrt können Gase, die durch chemische und biologische Prozesse im Wasser entstehen, vom Wasser an die Atmosphäre abgegeben werden.