САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ. Программа и концепция лекционного курса. 4-е изд., переработанное

САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ. Программа и концепция лекционного курса. 4-е изд., переработанное.

Предлагаемая программа опубликована в 2002 в сборнике "Программы спецкурсов" (М., МГУ, с. 126-127), затем последующие издания программы были опубликован в трудах этой конференции (Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2004, том 10, с. 143) и сборнике (Экология и гидробиология. Программы учебных курсов. М.: МАКС-Пресс, 2005. 36 c.). Эта публикация подверглась доработке и дополнению.

Качество воды как обязательное условие использования воды в качестве ресурса, необходимого для жизни человека и экономики. Проблемы загрязнения питьевой воды, в том числе побочными продуктами дезинфекции воды при водоподготовке.

История изучения самоочищения воды в связи с историей исследования водных экосистем. Важность поддержания самоочистительного потенциала водоемов для сохранения качества воды, устойчивого использования водных и водно-биологических ресурсов, сохранения биоразнообразия.

Связь с фундаментальными проблемами гидробиологии, изучением продукции и деструкции органического вещества. Роль отечественных ученых.

Химический и гидробиологический контроль качества вод. Методы использования в качестве биоиндикаторов организмов бактерио-, фито-, зоопланктона и бентоса (Абакумов, 1983; Федоров, Капков, 2000).

Механизмы самоочищения воды: основные физические, химические и биотические процессы и факторы, их взаимосвязь. Центральная и регулирующая роль биологических факторов и процессов в общей системе процессов, ведущих к формированию качества воды и ее самоочищению (Остроумов, 2004а,б; 2005).

Выделение гидробионтами веществ в окружающую водную среду. Выделение органических веществ и ферментов. РОВ, ВОВ и наночастицы органического вещества.

Роль водорослей и других групп гидробионтов. Выделение цианобактериями и сопутствующими им гетеротрофными бактериями-спутниками витаминов (тиамин, рибофлавин, цианкобаламин, биотин, пиридоксин, никотиновая кислота, пантотеновая кислота) в водную среду (Андреюк, Коптева, Занина, 1990, с. 131-142).

Физические процессы и факторы. Разведение загрязняющих веществ. Вынос загрязняющих веществ за пределы экосистемы. Сорбция загрязняющих веществ на взвешенные частицы с последующей их седиментацией. Накопление загрязняющих веществ в донных осадках. Испарение загрязняющих веществ.

Химические процессы и факторы. Гидролиз загрязняющих веществ. Фотохимические превращения загрязняющих веществ, роль органических веществ-фотосенсибилизаторов. Редокс-каталитические превращения загрязняющих веществ. Трансформация загрязняющих веществ с участием свободных радикалов. Связывание загрязняющих веществ растворенным органическим веществом, в том числе гуминовыми кислотами; снижение токсичности. Химическое окисление загрязняющих веществ кислородом.

Биотические процессы и факторы. Обогащение воды кислородом в результате фотосинтеза. Сорбция, поглощение и аккумуляция загрязняющих веществ организмами. Биотрансформация и минерализация загрязняющих веществ. Трансформация загрязняющих веществ экстрацеллюлярными ферментами. Удаление взвешенного органического вещества (ВОВ) и минеральных частиц из столба воды в результате фильтрации воды гидробионтами. Удаление загрязняющих веществ из столба воды в результате сорбции пеллетами, экскретируемыми гидробионтами. Поглощение биогенов и органических веществ организмами. Биотрансформация и сорбция загрязняющих веществ в почве при внесении загрязненных вод на участки наземных экосистем. Роль системы регуляторных взаимодействий при контроле одних водных организмов другими, что может стабилизировать и оптимизировать систему самоочищения воды в целом.

Роль основных групп гидробионтов в самоочищении. Роль прокариотных организмов. Роль аэробных и анаэробных бактерий. Основные типы микробиальных сообществ, участвующих в самоочищении. Роль эукариотных организмов. Роль фитопланктона, грибов, макрофитов, зоопланктона, зообентоса, рыб.

Основные структурно-функциональные блоки механизма самоочищения (Остроумов, 2004а,б; 2005). Сопряжение гидробиологических и геохимических процессов.

Самоочищение и поддержания качества воды в условиях антропогенного воздействия. Роль землепользования (land use) как фактора, воздействующего на водосборный бассейн и на водные экосистемы (см., напр., Allan, 2004)

Связь изучения самоочищения, создания и совершенствования систем биологической очистки, биоремедиации и фиторемедиации.

Практические аспекты использования знаний о биотическом механизме самоочищения и поддержания качества воды.

Использование представлений о механизме самоочищения и поддержания качества воды для целей сохранения и устойчивого использования водных и водно-биологических ресурсов, для восстановления нарушенных водоемов и водотоков.

ЛИТЕРАТУРА содержится в работах Г.Г.Винберга, А.Ф.Алимова, О.Г.Миронова, В.Е.Синельникова, Ю.И.Скурлатова, Л.М.Сущени, в сборнике: Федоров В.Д. (ред.) Программы спецкурсов. М.: МГУ-Ойкос, 2002, 136 с.; в работе (Экология и гидробиология. Программы учебных курсов. М.: МАКС-Пресс, 2005. 36 c.) и след. публикациях (помета CEU значит, что книга имеется в б-ке CEU):

Виноградов М.Е. (ред.) Биология океана. Т. 1 (398 с.), Т. 2 (400 с). М.: Наука. 1977.

Миронов О.Г. Взаимодействие морских организмов с нефтяными углеводородами. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 128 с.

Остроумов С.А. Элементы качественной теории биотического самоочищения водных экосистем. Приложение теории к природоохранной практике // Вестник Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2004. № 1. С.23-32.

Idem. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и приложения // Успехи соврем. биол. 2004. Т.124. №5. С.429-442.

Idem. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т.32. № 3. С. 337-347.

Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. М. Высшая школа. 1994. 400 с. [гл. 7. Самоочищение].

Сущеня Л.М., Семенченко В.П., Семенюк Г.А., Трубецкова И.Л. Продукция планктонных ракообразных и факторы среды. -Минск: Наука и техника. 1990. -158 с. [роль зоопланктона как фильтраторов].

Труды ЗИН (Ленинград/С.Петербург).

Allan J.D. Landscapes and riverscapes: the influence of land use of stream ecosystems. Annu.Rev.Ecol.Evol.Syst. 2004. 35:257-284.

Cemeli E., Wagner E., Anderson D., Richardson S., Plewa M. Modulation of the cytotoxicity and genotoxicity of the drinking water disinfection byproduct iodoacetic acid by suppressors of oxidative stress // Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 1878-1883.

Chorus I., Ringelband U., Schlag G., Schmoll O. (Eds). Water, sanitation and health. 2001. IWA Publishing. London. 440 p. (CEU).

Frangoulis C., Christou E., Hecq J. Comparison of marine copepode outfluxes: nature, rate, fate and role in the carbon and nitrogen cycles // Advances in Marine Biology. 2005. 47: 253-309 (колич. данные о потоках фекальных пеллет морских копепод, роли их в потоках С, N, P).

Gleick P. The World's Water 2000-2001. Island Press. Washington DC. 2000. 315 p. (CEU).

Harper D. Eutrophication of freshwaters: principles, problems, and restoration. Chapman and Hall, L. 1992. 327 p. (CEU).

Hay M.E., Parker J., Burkepile D., Caudill C., Wilson A., Hallinan Z., Chequer A. Mutualisms and aquatic community structure. Annu.Rev.Ecol.Evol.Syst. 2004. 35:175-197.

Richardson S. New disinfection by-product issues: emerging DBPs and alternative routes of exposure // Global NEST Journal, 2005. Vol. 7, No.1, pp. 43-60.

Richardson S. Environmental Mass Spectrometry: Emerging Contaminants and Current Issues // Anal. Chem. 2006, 78, 4021-4046.

Trudgill S., Walling D., Webb B. (Eds.) Water quality: processes and quality. John Wiley. Chichester etc. 1999. 283 p. (CEU).

Viessman W., Hammer M. Water supply and pollution control. 6^th ed. Addison-Wesley. Menlo Park, California. 1998. 827 p. (Chapter 8: Water Quality Models; Chapter 12: Biological Treatment Processes).