Autopurificazione dei sistemi idrici naturali

Alcuni dei principali processi fisici di autodepurazione dei sistemi idrici naturali sono i seguenti: (i) Diluizione (ii) Sedimentazione e risospensione (iii) Filtrazione (iv) Trasferimento di gas.

I principali processi fisici coinvolti nell'auto-purificazione dei corsi d'acqua sono la diluizione, la sedimentazione e la risospensione, la filtrazione, il trasferimento di gas e il trasferimento di calore.

Questi processi non sono solo importanti ma hanno anche un significato nella loro relazione con alcuni processi di auto-purificazione chimici e biochimici.

(i) Diluizione:

All'inizio del ventesimo secolo, le pratiche di smaltimento delle acque reflue si basavano sulla premessa che "la soluzione all'inquinamento è la diluizione". La diluizione era considerata il mezzo più economico per lo smaltimento delle acque reflue. In questo metodo, quantità relativamente piccole di rifiuti vengono scaricate in grandi quantità d'acqua ".

Sebbene la diluizione sia un potente complemento al meccanismo di autopulizia delle acque superficiali, il suo successo dipende dallo scarico di quantità relativamente piccole di rifiuti in grandi quantità d'acqua. La crescita della popolazione e dell'attività industriale, con l'aumento della domanda d'acqua e delle quantità di acque reflue, preclude l'uso di molti flussi per la diluizione delle acque reflue grezze o scarsamente trattate.

(ii) Sedimentazione e risospensione:

Le fonti di solidi sospesi, uno dei più comuni inquinanti dell'acqua, comprendono le acque di scarico domestiche e industriali e il deflusso da attività agricole o urbane. Questi solidi possono essere materiali inorganici o organici e / o organismi vivi, e possono variare di dimensioni da grandi particelle organiche a colloidi piccoli, quasi invisibili.

In sospensione, i solidi aumentano la torbidità e la ridotta penetrazione della luce può limitare l'attività fotosintetica delle piante, inibire la visione degli animali acquatici, interferire con l'alimentazione di animali acquatici che ottengono il cibo mediante filtrazione ed essere abrasivi alle strutture respiratorie come branchie.

L'assestamento o la sedimentazione è il metodo naturale per rimuovere le particelle sospese da un corso d'acqua e i solidi più grandi si depositano facilmente nell'acqua quiescente. Le particelle nell'intervallo di dimensioni colloidali possono rimanere in sospensione per lunghi periodi di tempo, anche se alla fine la maggior parte di queste si stabilizzerà.

La risospensione dei solidi è comune in periodi di alluvione o di deflusso pesante. In tali casi, una maggiore turbolenza può risospendere solidi precedentemente depositati lungo aree normalmente quiescenti di un flusso e trasportarli per distanze considerevoli a valle. Alla fine si sistemeranno di nuovo, ma non prima che la loro presenza abbia aumentato la torbidità delle acque in cui sono state introdotte.

(iii) Filtrazione:

Mentre un gran numero di detriti si lava lungo un letto del torrente, spesso si depositano su canne o pietre dove rimangono catturati fino a quando le acque alte non le riportano di nuovo nella corrente principale. Piccoli frammenti di materia organica o argille inorganiche e altri sedimenti possono essere filtrati da ciottoli o rocce lungo il letto del torrente.

Mentre l'acqua percola dalla superficie verso il basso nelle falde acquifere sotterranee, si verifica la filtrazione di un tipo molto più sofisticato, e se gli strati del suolo sono profondi e sufficientemente fini, la rimozione del materiale sospeso è essenzialmente completa dal momento in cui l'acqua entra nella falda acquifera. Molte correnti si interscambiano liberamente con le falde acquifere sottostanti, quindi l'acqua filtrata può rientrare nel flusso in qualche punto a valle.

(iv) Trasferimento di gas:

Il trasferimento di gas in entrata e in uscita dall'acqua è una parte importante del processo di purificazione naturale. Il rifornimento di ossigeno perso alla degradazione batterica dei rifiuti organici si ottiene mediante il trasferimento di ossigeno dall'aria nell'acqua. Viceversa, i gas sviluppati nell'acqua da processi chimici e biologici possono essere trasferiti dall'acqua all'atmosfera.