Samočistenie

Povrchné vody tečúce alebo stojaté, do ktorých boli vpustené odpadové vody, získavajú po určitom čase bez pričinenia človeka takmer svoju pôvodnú akosť - vyčistia sa. Samočistenie je súhrn prirodzene prebiehajúcich fyzikálnych, chemických, biologických a biochemických procesov, ktorými sa z povrchových vôd v prírode odstraňujú znečisťujúce látky.

Fyzikálne procesy sú:

· sedimentácia nerozpustených látok,
· odplavovanie usadenín pri veľkých vodách,
· prestup kyslíka zo vzduchu do vody,
· pri rozptyľovaní znečisťujúcich látok a kyslíka vo vode sa uplatňujú j difúzne pochody.

Chemické procesy sú:

Látky obsiahnuté v odpadových vodách reagujú s látkami obsiahnutými v riečnej vode. Dochádza k reakciám:

· neutralizačným,
· zrážacím,
· oxidačno-redukčným.

Procesy samočistenia sa uplatňujú najmä pri likvidácii organických látok, ktoré tvoria zväčša podstatnú časť znečistenia v povrchových vodách. Prítomné organické látky sú potravou pre nižšie i vyššie vodné organizmy. Prvým článkom reťazca sú najnižšie organizmy, ktorým organické látky slúžia ako zdroj energie a na výstavbu bunkovej látky. Tieto organizmy sú potom potravou vyšším organizmom. Súčasne vznikajú rozkladné procesy pri odumieraní organizmov. V prírodných podmienkach býva medzi týmito protichodnými procesmi rovnováha.

Uvedené deje sú zväčša aeróbne. Anaeróbne deje prebiehajú zvyčajne pri dne a v bahne. Produkty anaeróbneho rozkladu prechádzajú do vody a tam vstupujú do aeróbnych procesov, čím sekundárne a spotrebúvajú kyslík. Kyslík pre aeróbne procesy sa odčerpáva zo zásoby rozpusteného kyslíka vo vode. Pri vysokých požiadavkách na kyslík a obmedzenej intenzite dopĺňania tejto zásoby začína sa koncentrácia rozpusteného kyslíka znižovať, aeróbne procesy prestávajú prebiehať a začínajú sa uplatňovať procesy anaeróbne. Rovnováha vo vode a obeh látok je veľmi narušený.

Procesy samočistenia môžu teda prebiehať ako anaeróbne alebo aeróbne procesy. Pri anaeróbnych biologických procesoch, prebiehajúcich v neprítomnosti kyslíka, vytvárajú určité spoločenstvá organizmov, najmä baktérií, z organického hnilobného materiálu rozličné medziprodukty. Najdôležitejšími medziproduktami vznikajúcimi pri samočistení sú sulfán, amoniak, metán a nízkomolekulové mastné kyseliny. Rozklad bielkovín, tukov, sacharidov sa zakladá na biochemických procesoch, ktoré vyvolávajú mikroorganizmy. Tieto redukčné procesy v porovnaní s oxidačnými vyžadujú dlhší čas a anaeróbny rozklad je sprevádzaný pachovými poruchami, tým sú tieto anaeróbne procesy nevýhodné a pre životné prostredie menej vhodné ako aeróbne procesy.

Pri aeróbnych biologických procesoch samočistenia prebieha biochemický rozklad organických látok mikroorganizmami v prítomnosti kyslíka. Pri podmienkach, kedy sa spotrebovaný kyslík ihneď nahrádza v dostatočnom množstve nevznikajú medziprodukty, ktoré sú typické pre anaeróbne čistenie.

Sprostredkovateľmi oxidačného pôsobenia kyslíka na organické látky prítomné vo vodách sú najmä baktérie. Rozkladné pôsobenie baktérií sa prejaví na spotrebe kyslíka, ktorej veľkosť ovplyvňuje hodnotu deficitu kyslíka. Baktérie na svoj rozvoj potrebujú optimálnu teplotu, alkalitu, organické látka a kyslík. Niektoré baktérie môžu prijímať živé látky len v kvapalnej forme, iné môžu napádať aj tuhé látky. Baktérie sú citlivé najmä na teplotu, chemické vlastnosti vody a na pôsobenie ultrafialového žiarenia. Mnohé anorganické a organické chemikálie pôsobia na baktérie toxicky.

Faktory, ktoré podstatne ovplyvňujú samočistenie:

· množstvo a rozložiteľnosť znečisťujúcich látok,
· toxicita prítomných látok,
· teplota,
· kvalita a kvantita biologické osídlenia
· koncentrácia rozpusteného kyslíka,
· vodnatosť toku,
· rýchlosť vody,
· prietok,
· stupeň zriedenia nečistôt.

Pretože anaeróbne procesy sú nežiadúce pre znehodnocovanie vody a prostredia zapáchajúcimi rozkladnými produktmi (sulfán, tioalkoholy), treba zabezpečiť v tokoch a v nádržiach podmienky pre priebeh aeróbnych procesov -Voda musí obsahovať dostatočné množstvo rozpusteného kyslíka. Na podporu samočistiacej schopnosti by sa mali zvyšovať prietoky z akumulačných priestorov. Prevzdušňovanie vody sa zlepšuje priečnymi stavbami (stupne, hate).

Najdôležitejšími zdrojmi molekulového kyslíka je kyslík zo vzduchu nad vodnou hladinou a asimilačná schopnosť fytoplanktónu a zelených rastlín. Kyslík produkovaný asimiláciou zelených rastlín, najmä rias, závisí od denných a sezónnych faktorov, od množstva a charakteru znečistenia. Pri posudzovaní samočistiacej schopnosti toku sa preto ráta len s rozpúšťaním atmosférického kyslíka.