15. Przemiany substancji biogennych w warunkach naturalnych.
Znajomość procesów przemian związków azotowych i fosforowych czyli podstawowych biogenów jest szczególnie istotna w ochronie przed eutrofizacją powierzchniowych wód stojących lub retencjonowanych. W procesie eutrofizacji następują masowe zakwity glonów, powodujących zmętnienie wody, wywołujących wydzielanie się przykrych zapachów ( przy obumieraniu glonów). Glony te są toksyczne dla niektórych gatunków ryb. Największe ilości substancji biogennych trafiają zwykle do odbiornika ze źródeł punktowych, stanowiących zrzuty ścieków miejskich lub przemysłowych, ale w wielu zlewniach mogą dominować związku azotu i fosforu pochodzące ze spływów obszarowych ( z terenów rolniczych )
Azot występuje w przyrodzie w postaci 5 związków i wartościowościach od -5 do + 5. Azot organiczny w wyniku hydrolizy przechodzi w amonowy ( NH4-N), który w sprzyjających warunkach ulega nitryfikacji do azotanów. Azot może być związkiem biogennym dla roślin (glonów) w formie azotanów oraz w postaci amonowej. Sprzyjające warunki to niskie stężenie związków organicznych ( niskie BZT ) oraz dobre natlenienie wody czy ścieków. Bakterie nitryfikacyjne ( nitryfikanty ) są organizmami autotroficznymi, to znaczy nie potrzebują do życia węgla organicznego, lecz potrafią przyswajać węgiel nieorganiczny ( węglany). W momencie gdy w środowisku wodnym nastąpi nadmiar węgla organicznego następuje denitryfikacja azotanów do azotu gazowego. Bakterie denitryfikujące są bakteriami beztlenowymi tolerujące niewielki ilości tlenu rozpuszczonego. Nawet bez dopływu ścieków azot może dostawać się do obiegu z powietrza poprzez asymilację i syntezę amoniaku. W warunkach beztlenowych ( np. w pobliżu osadów dennych ) azot z formy azotanowej może opuścić obieg do atmosfery w procesie denitryfikacji. Zjawiska te są wykorzystywane w biologicznym usuwaniu azotu ze ścieków.
Najważniejszą grupę związków fosforu stanowią fosforany, dzieląc się na ortofosforany, polifosforany i fosforany organiczne. Fosforany tworzą stosunkowo silne połączenia wodorowe z wieloma zasadami nie tylko w roztworze wodnym, ale także w białkach.
Na zawartość związków fosforowych w rzece wpływa sedymentacja zawiesiny. Przy małych prędkościach przepływu ( poniżej 0,3 m/s ) następuje opadanie cząsteczek zawiesiny, zawierających frakcje fosforu nierozpuszczonego oraz zaadsorbowanych powierzchniowo związków rozpuszczonych fosforu. W osadach dennych, w warstwie powierzchniowej , przebiega proces mineralizacji związków fosforoorganicznych w warunkach tlenowych natomiast w warstwach głębszych związki te ulegają rozkładowi anaerobowemu.
W okresie wegetacyjnym fosforany są asymilowane przez glony, które w rzekach swobodnie płynących są zwykle transportowane aż do morza. W rzekach spiętrzonych, po obumarciu glonów, zawarty w nich fosfor ponownie wraca do roztworu.
Fosfor zachowuje się w przyrodzie inaczej niż azot. Raz wprowadzony do obiegu wskutek działalności gospodarczej pozostaje w nim na stałe. Najłatwiej zapobiegać eutrofizacji poprzez usuwanie fosforu ze zlewni, ma on bowiem najtrwalszy i największy wpływ na prędkość procesu starzenia się jezior.
Źródło: Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków