الطحالب وتلوث الماء

الطحالب هي كائنات حية دقيقة تعيش في الماء. لا ترى الطحالب بالعين المجردة الا إذا كان على شكل مجموعة. وتأخذ الطحالب اللون الاخضر بسبب احتوائها عل صبغة خضراء. وتحتاج الطحالب إلى عدة عوامل تساعدها على النمو: 1- درجات حرارة معتدلة 2- رطوبة 3- توفر وسط غذائي مناسب لنموها

الطحالب في الأنهار

تختلف معيشة الطحلب في النهر عن معيشته في البحيرة ويرجع ذلك إلى اختلاف جريان الماء في النهر حيث تجرى المياه من اعلاه إلى قاعه ومن فروعه المتعددة كماأنه يستقبل الكثير من المواد التي تجرفها المياه كالطمى.والمعادن والمواد القاعديه والحامضيه والعناصر المغذيه والكائنات الحيه والميتة والفضلات عضويه.كما أن من أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على معيشته هو التغير في درجة حرارة المياه وتحتوى الأنهار عموما على عناصر مغذيه طبيعيه ونسبة ضئيله جدا من ثاني أكسيد الكربون وهذا من أهم الأسباب التي أدت إلى فشل تنمية كميات كبيرة من الطحالب في الأنهار. اما عن درجة الحرارة فإن الطحلب لا يزدهر نموه عند درجات حرارة منخفضة مثل النهر الذي يقع في ولايه اللينويس. أما عن تعكر ماء النهر فإنه يحجب ضوء الشمس مما يمنعه من المرور إلى وسط النهر كماأنه ظهر ان التعكر عامل رئيسى في تحديد نمو الطحلب. كمايمكن أن تؤثر الرياح أيضا في النهر لكن بنسبه ضئيلة. وتؤثر سرعه التيار وطبيعة قاع النهر وضفة النهر ووسط النهر على معظم الكائنات الحيه. والتيار السريع تستفيد منه الطحالب الملتصقه فائده كامله في إنتاجها بسبب الخلط المستمر الذي يحدثه وتنتشر بين الصخور المتشققه والمحفوره لتسمح بنمو مستعمرات جديدة كمستعمرات الكومفونيما أو لينماسيوم ودياتوما وهي من الدياتومات التي تستطيع الانتشار في الماء بسرعه.وخصوصا في فترة المياه الباردة.

وأتضح أن من أهم العوامل المؤثرة على انتشار ونمو طحالب الليمنيا هي:

• درجة الحرارة
• سرعة التيار
• كمية الضوء

وفي المياه سريعه الحركة والغنيه بالنيتروجين والمركبات الفسفوريه في بداية الربيع خاصاً حيث الصخور مغطاه بنموكثيف للحزازيات والطحالب. حيث تلتصق اعداد كبيرة من الدياتومات بصخور الأنهار بواسطه الكتل الهلاميه (الجيلاتينيه) أو بسويقاتها بعكس صخور البحيرات. يثبت الطحلب نفسه بواسطه الإفراز الغزير من المواد المخاطيه التي تنتشر على خلاياه ان لم يوجد الكتل الهلامية أو سويقاتها مثل الطحالب الخضراء المزرقه. اما عن ثلوج الشتاء فقد يعرَض الكثير من الطحالب لاخطار جديدة مما يجعلها تنتقل وتنعزل عن وسطها. توجد طحالب معيشتها طافيه في المياه ذات التيار البطئ مثل الطحالب المجهريه الطافيه بالتيار. الفرق بين الأنهار ذات التيار السريع والانهار ذات التيار البطئ: نمو الكائنات الحية وخاصه الطحالب الطافية تقل في الأنهار ذات التيار السريع وبالعكس فهي تكثر في الأنهار ذات التيار البطئ وقد تغمرها وتغطيها خاصاً في الصيف.ومن امثله تلك الطحالب التي تعيش في الأنهار ذات التيار البطئ

الطحالب وحيده الخلية ومثال على ذلك طحلب الكلاميدوموناس واليوجلينا والدياتومات والطحالب الخضراء المزرقه.

وأكثر المناطق التي يقل فيها التيار في الأنهار هي قاع النهر وحول الصخور وعلى ضفاف النهر مما يؤدى إلى زيادة عدد الطحالب. وتشمل الطحالب المعروفة الموجودة في الأنهار والمسجلة: الطحالب الخضراء والطحالب الخضراء المزرقه والسوطيات

بعض أنواع الطحالب الشائعة في الانهار نتحدث هنا عن علاقه الطحالب بالمياه الملوثة التي تحتوى على فضلات المجارى والفضلات العضوية فالتلوث يؤدى إلى عرقله نمو الطحالب نتيجة:

• حرمانها من ضوء الشمس
• قد تكون مواد سامه تؤدى إلى موت الطحالب
• قد تتغير العوامل والظروف التي تعيق النمو والتكاثر
• تغير كبير في إنتاج الأكسجين واستغلال المواد بواسطه الطحالب التي تعمل على تغير لون وطعم ورائحة الماء

أما عن مجارى البيوت والتي تحتوى على أنواع عديدة من المواد العضوية بالإضافة إلى وجود الفوسفات الناتج من المنظفات وأظهرت بعض الدراسات ان مكونات الصوديم ثلاثى الفوسفات للمطهرات الصناعية تحفز نمو الطحلب أخضر الخلية (كلوريلا)مما يعمل على تزويد الماء بكميات كبيرة من الأوكسجين وتتغذى على المنتجات الجانبية الناتجة من عمليات التنظيف.

تختلف نوعيه وعدد الطحالب من المياه الملوثة بمياه المجاري عن تلك التي تكون بعيدة عن مصبات المجاري لذلك يمكن استخدامها لتحديد وجود من عدم وجود فضلات منزلية أو فضلات أخرى.توجد أنواع واجناس عديدة من الطحالب تتضمن أنواعاً معينة تتحمل العيش في مياة ملوثة بالمواد العضوية وانواع أخرى لاتتحمل مثل الكلاميدوموناس واليوجلينا واوسيلاتوريا لذا يظهر لنا صنفان صنف يعيش في المياة الملوثه واخر يعيش في المياه العذبه النظيفة. وأيضا المياه الملوثه نوعان: نوع يعيش في المياه الملوثه بالمواد العضوية واخر يعيش على الاوحال وفي احواض منشات معالجة الفضلات.

تتحمل الطحالب الخضراء المرزقه العيش في الأوساط الغنية بالمواد العضوية، مثل:

• طحلب أولوثريكس زوناتا
• طحلب اوسيلاتوريا ليموسا
• طحلب اوسيلاتوريا تيموس
• طحلب الاوسيلاتوريا برنيسبيس

أنواع الملوثات

تختلف فضلات المصانع عن فضلات المنازل كثيرا حيث أنها تتألف في الأساس من مجموعه واحدة أو أكثر من المركبات العضوية مثل الدم والمنتجات الحيوانية الأخرى من المجازر ومنشأت تعليب اللحوم وبقايا البنجر والكربوهيدرات فهذا يعتبر نوع من أنواع التعكر العالي والذي يؤدى إلى تقليل نفاذية الضوء لماء النهر وهذا يحدد نشاط الطحالب. تتكون فضلات المصانع الأخرى كمصانع الصلب التعدين ومنشات صناعه المواد الكيمياويه على مواد كيميائية غير العضوية.فمثلا تحتوى فضلات مصانع الصلب على حامض كبرتيك ذات تركيز عالي وزيوت ودهون ومواد نفطيه وفينول واملاح واكاسيد الحديد المذابه حيث تكون الأنهار التي تصب فيها تلك الفضلات وتترسب في القاع ولاتطفو فتجعل سرعه جريان مياه الأنهار بطيئه. ينتج عن عمليات التنقيب فضلات مثل كبريتات واحماض وواوحال من تراب خامات المعادن ورمال.وأيضا من المعامل الكيميائية واغلب المذكور منها سام تولد التعكر الذي يؤدى إلى توقف نمو وتطور الاحياء الموجودة في قيعان الأنهار والاوحال. تحرر مصافى النفط طبقات سطحيه من النفط والزيت والقطران والطين والامونيا والفينولات التي تصل لقيعان الأنهار وتدمر الكائنات الحيه المائية. تنتج معامل الورق والاسمده الزراعية والنسيج والجلود فضلات تحتوى على مواد عضويه وغير عضويه تؤدى إلى تعكر الماء وتجعل لونه قاتم واحيانا تتغذى الطحالب على الحوامض والقواعد والمواد العضوية التي تنتج من المعامل فبالرغم من تلك التغذية يتوقف نمو وتكاثر الطحالب. بسبب زيادة تركيز المواد العلقة الناتجة من مخلفات الفحم الجيرى في النهر فتحجب كمية الضوء الساقطه فتقضى على الطحالب الحمراء. أيضا رش مبيدات الحشرات والأعشاب والفطريات وغيرها على ضفاف النهر يؤدى إلى تلوث الماء. تصريف مياه الرى الذائده في الأنهار تجلب معها الاوحال المحتويه على العناصر الأساسية ومنها النيتروجين والفوسفات بالاضافه إلى زيادة العسرة والقاعديه تؤدى إلى زيادة التعكر. قد تؤثر الطحالب التي تجمع المواد المشعه على الكائنات التي تتغذى عليها. واثبت علمياً ان الملوثات تؤدى إلى تغير الصفات الكيميائية والفيزيائية المهمة للماء فمثلا كميه عنصر الأكسجين في الماء في حاله ذائبه. تستطيع الطحالب والبكتريا وكائنات حيه أخرى إلى حد ما تنقيه ذاتيا وخصوصا مياه الأنهار الملوثه بفضلات المجارى العضوية. كميه الأكسجين المطلوبة قليله في المياه الملوثه بالمجارى.لان البكتريا تستغله في التحليل الأولى للفضلات العضوية ولكن الطحالب تضيف الأكسجين لتسهل للبكتريا الاستقرار في تحليل فضلات المجارى حيث أنها تحتاج إلى نواتج تحلل البكتريا للفضلات مثل الامونيا ونترات الفوسفات كغذاء للطحالب. فالطحالب تحفز البكتريا والعكس صحيح لذا يذداد كلا من النوعين بسرعه وترتفع نسبه تحليل فضلات المجارى فتتحول المواد غير الذائبه والعكره ذات الرائحة الكريهة إلى مواد ابسط وذائبه عديمه الرائحة ومستقرة ونقية وعديمة اللون ومركبات غير عضوية.

من هذه العمليات يكون النهر قابل للتقسيم إلى عده مناطق:

• المنطقة الأولى: هي المنطقة التي تقع مباشرة أسفل مصدر التلوث ولا يوجد بها أكسجين تماما ولاتتكون الطحالب التي لاتتحمل التلوث لان معظم المجارى لم تحللها بعد.
• المنطقة الثانية: فهي منطقه التحلل الفعال حيث أن البكتريا والطحالب التي تتحمل فضلات المجارى وتكون قادره على النمو الكثيف.
• المنطقة الثالثة: فهي منطقه الشفاء حيث يصبح الماء نظيف وتختفى الرائحة الكريهة وتسود الطحالب وتقل البكتريا.
• المنطقة الرابعة: فهي منطقه المياه الانظف حيث يصبح النهر خاليا من فضلات المجارى فترجع الطحالب التي لاتتحمل الفضلات إليها وتختفى منها الطحالب التي تتحمل الفضلات.

فالدياتومات تسود المياه الانظف اما الطحالب الخضراء المزرقه والطحالب الصبغية السوطيه في منطقه التحلل وفي الجزء الأول من منطقه التحلل الفعال وتسود الطحالب الخضراء في الجزء المتبقى من منطقه التحلل الفعال. يؤدى التلوث التدريجى إلى جعل الأنهار والبحيرات غنيه بالمواد الغذائية للطحالب وخصوصا نترات الفوسفات وذلك من خلال التنقية الذاتية. ومن الضرورى التاكيد من تقليل كميات التلوث في الأنهار والبحيرات بواسطة تطوير منشأت معالجه تكرير الفضلات ونخرج من هذا الفصل بانه يمكننا اثبات تنظيف الأنهار من التلوث.

الطحالب المجهرية الطافية (البلانكتونية) في البحيرات والخزانات: تنمو وتتضاعف الطحالب المجهرية الطافية وتختلط بالكائنات الأوليه المجهرية الحقيقة الطافية مع طحالب أخرى فتنمو وتشكل حصائر على السطح، وقد اوضحت الدراسات بأن هناك طحالب صغيره جدا تدعى نانوبلانكتون وهذه الكائنات يتعذر إدراجها في الاحصائيات ضمن قائمة الكائنات الأولية الطافية.لضغر حجمها.اما الطحالب كبيرة الحجم غير الملتصقه فتشكل نسبه عالية من الكائنات الأوليه الطائفة. وقد ثبت ان وجود اعدا معقوله من اعداد معقوله من الكائنات الأوليه الطافيه المعروفة هو دليل على توفر ظروف بيولوجيه متوازنه في مصادر المياه الخام.عكس ذلك نمو أنواع معينة من الطحالب قد تسبب مشاكل خطيرة في عملية التصفية والتوزيع. ويمكن تصنيف الماء على أساس وجود الطحالب بها فحينما تصبح الطحالب الخضراء المزرقه سائده فذلك يدل على تشبع الماء بالمواد العضوية.ونمو كثيف سابق الدياتومات. وأيضاً تحديد المواد الغذائية للطحالب يحدد من عدد الطحالب مثل النترات والفوسفات ويضاف السيليكا بالنسبة للدياتومات لذلك اُقترح في بعض المؤسسات ترسيب الفوسفات على شكل فوسفات الحديد. الحرص على اختلاط ماء النهر أو الخزنات بالمياه الجوفية حيث إذا اختلطت تعمل على نمو الطحالب بشكل غزير يعيق حركة أو عمل الخزان وتصفية وتوزيع مياه النهر. يشجع زيادة أعداد الأسماك ذات الخياشيم الزرقاء التي تفترس صغار الأسماك. تشمل الطحالب الملتصقه 42 نوعا وهي مسجله حسب مجامعها فهي تشمل الدياتومات والطحالب الخضراء المزرقه والطحالب الخضراء وطحالب المياه العذبه الحمراء ولكن لا تشمل السوطيات والعديد من هذه الطحالب ينمو اما بشكل خيوط غير متفرعه أو متفرعة أو على شكل انابيب وترتبط بالوسط الذي ينمو عليها يجهاز تثبيت في إحدى نهايات الانابيب ومن امثله هذه الطحالب: طحلب الفوشيريا/كلادوفرا/بيثوفورا/كيتوفرا /وستيجوكلونيوم/ودرابارنالديا/وبولبوشيتى /وكارا/ونيتلا/ايودوجونيوم/ميكروسبورا /وشيزوميريس/اودونيلا/كالوثريكس.

تتراسبور

اعطى اهتمام خاص للطحالب الملتصقه الموجودة في فضلات المجارى في المعالجة الثلاثية. بالاضافه إلى جمع الطحالب واستخدامها كأسمدة زراعية وتغذيه المواشى. تشير الدراسات إلى أن الطحالب الملتصقه رغم كونها تسبب مشاكل ولتجنب تلك المشاكل فأنه يمكن استغلالها في مجالات عديده مفيدة ولكن يعتمد ذلك على المناطق والظروف التي تنشأ فيها. تشكل بعض الطحالب الخضراء المزرقة مثل: فورميديوم، توليبوثريكس وسيتجوكلونيوم.بساطا سمكيا يكون أحد جوانبه مكشوفا اما الجانب الآخر فملتصق بالوسط. تستخدم بعض منشات تصفيه المياه الرخام الأبيض كأرضيه لبئر السيطرة فيلاحظ بعد فترة وجيزه طبقه بنيه على سطح الرخام من طحلب الاشنانثيش. من وظائف بئر الملاحظة السيطرة على القنوات التي تحمل المياه من طبقات حصى التصفية إلى بئر نظيفه. ومن المعروف ان الدياتومات لاتستطيع النمو في الظلام. يشكل الطحلب الأخضر تتراسبورا طبقة رقية خضراء على سطوح الخشب الرطبة وقلف الأشجار وفوق سطح الماء ونادرا ان يوجد مغمورا في الماء. ومن الأنواع الأكثر شيوعاً طحلب كالوثريكس وهو من الطحالب الخضراء المزرقه الملتصقة. ينشأ طحلب كلادوفرا وطحالب خيطية كبيرة أخرى في الخزنات الكبيرة والبحيرات التي لها ضفاف صخريه التكوين بكميات كبيرة وكثيره وخصوصا أثناء الصيف. أشارت بعض الدراسات إلى أن وجود بعض العناصر مثل الزنك والرصاص في الأنهار تؤدى إلى استبدال طحلب الكلادوفرا بطحلبى ستيجوكلونيوم وفورميديوم.وذلك بسبب سميه العناصر السابقة لطحلب كلادوفرا. يشكل النمو الكثيف للطحالب الملتصقه مع أنواع معينه من النباتات المائية الزهرية مصاعب كثيرة في شبكات وقنوات رى المزارع. ويجب اتخاذ الإجراءات المناسبة في تلك الظروف لعدم حدوث الفيضان الناتج من شل حركه الأبواب والمصافى من قبل كثره الطحالب النامية في هذه المنطقة وذلك بعمليه الكشط وتعتبر هي من أفضل الطرق المستخدمة حتى الآن للقضاء على تلك الطحالب الملتصقة بقيعان الخزنات.

الإغناء والتلوث وأثر كل منهم على الاحياء المائية: الإغناء هو: تذويد مياه البحيرات والخزانات بالمغذيات التي تؤدى إلى زيادة إنتاج الاحياء المائية. التلوث هو: اضافه مواد غريبه إلى الماء تؤدى إلى عرقلة استخدامها.التمويل الطبيعى للمياه بالعناصر الأساسية يحدث بأنتظام وبشكل بطئ كما أن المياه النقيه تحتوى على كميات محدوده من هذه العناصر الأساسية. ومن المركبات التي تساهم في نمو الطحالب هي المركبات النيتروجينية والفوسفاتية مع وجود ثاني أكسيد الكربون فأذا ذادت نسبه المركبات الثلاثة الفائته في الماء ذاد نسبه نمو أنواع معينه من الطحالب كل منها يتكيف في الظروف المعيشية الجديدة. عوامل نمو الطحالب: أهم العوامل التي تساهم في نمو الطحالب هي العناصر الغذائية ويوجد أيضا عوامل أخرى ولكنها أقل أهمية. وكلما يذداد درجه الأغناء تذداد نسبة نمو الطحالب الطافية وخاصه الطحالب الخضراء المزرقه التي تظهر أثناء الصيف واكثرها اذدهارا هو طحلب اناسيستيس ثم طحالب أفانزومينون ثم طحالب سبيرولينا. الآثار السلبية الناتجة عن نمو الطحالب بغزارة: 1.تغير طعم ورائحه الماء. 2.غلق المرشحات وتكون تجمعات لزجه في الانابيب وبعضها يكون سام. 3.يؤدى موت اعداد كبيرة من الطحالب إلى قتل الأسماك ففى أثناء تحللها تستهلك الأكسجين الذائب في الماء وتحرم الأسماك منه. 4.عرقلة التنزه في البحيرات والصيد والسباخة وغالباً تقلل من جمال المساحات المائية. 5.عرقلة التهوية وحجز ضوء الشمس عن الماء وإعاقة عملية البناء الضوئي. 6.تطلق بعض اذهارات الطحالب مواد سامه تؤدى إلى قتل الأسماك والحيوانات المنزلية والطيور. كلما إذداد التمويل بالعناصر الغذائية اذداد نمو الطحالب وضوحاً وربما تنشأ كائنات مجهرية طافيه وطحالب وكائنات كبيرة ملتصقه بالنباتات وبالصخور والاتربة مثل الاسبيروجيرا والدياتومات. ويكون مظهر المستوى المائي في البحيرة الغنية بالعناصر ذا منطقه ساحلية واسعه ونمو نباتى كثيف.

يجب ضخ كميات كبيرة من المياه إلى البحيرات بشكل تدريجى عن طريق أضافه مياه الأمطار والمياه الجارية وعندما أجريت هذه التجربة وجد أنها نجحت وادت إلى زيادة كمية الأسماك في المياه نمو عدد من الطحالب على سطح الماء بأعداد كبيرة على شكل تجمعات منفصلة في اوقات معينه وربما تغطى مساحات كبيرة جدا من البحيرات والخزانات حتى الأنهار. أنواع الطحالب التي تسبب اذهارات: 1.الطحالب الخضراء المزرقه مثل انابينا والافانزومينون. 2. الطحالب الخضراء مثل الكلوريلا والهيروديكتون. 3.الطحالب السوطيه مثل اليوجلينا والكلاميدوموناس. اشكال اذهارات الطحالب: قد تكون الطحالب الخضراء خيطيه وتكون طبقات سميكه جدا في الأماكن التي تنشأ فيها مثل الاسبيروجيرا وقد تشكل بعض الطحالب الخضراء المزرقه كتلا طافيه كثيفه مثل جليوتريشياناتاس. اثار الاذهارات على مصادر المياه المنزلية وعلاجها: تشجع اذهارات الطحالب على نمو البعوض والذباب . معالجه المياه بكبريتات النحاس. كيفيه السيطرة الفعاله على الأنواع المختلفة من الطحالب: مراقبة المياه الخام وذلك للتعرف على أنواع هذه الطحالب سواء بالمشاهدة العينية أو بالتحليل المجهرى الروتينى المستمر لعينات الماء. التراكيب التي تساعد الطحلب على الانتشار واعاقه الاستقرار: السوط الذي يشبه الكراج وهذا يساعد على حركه الخلية إلى الامام في الماء مثل اليوجلينا. على الرغم من أن عدداً من العوامل البيئية ثابته لأى كتلة ماء مما يجعل مجموعات من الكائنات الحيه النباتيه الطافية ثابته ولكن هنالك عوامل أخرى ستتغير بصوره كافية فتؤثر على نمو وسياده أجناس وأنواع من الطحالب.

طحالب المياه النظيفة

تعيش بعض مجموعات الكائنات الحيه في المياه النظيفه والخالية من الفضلات والمواد العضوية. أماكن تواجد المياه النظيفة في النهر. تقع ما قبل فتحات مصبات المجارى أو بعيده عنها بحيث تكون الفضلاتتحولت إلى املاح غير مركزه نسبياً وهذه المواد المتحللة تعتبر عناصر غذائية للكائنات الحية وذلك يحفز نمو الطحالب بصوره غزيره (وتعرف هذه التحولات بعمليه التنقية الذاتية). ولاتوجد أي اثار عضوية ملوثه للمياه وتعتمد هذه العملية على: 1.درجه الحرارة. 2.كمية التلوث. 3.سرعه التيار.

هي المنطقة التي تتوفر فيها أعداد كبيرة من الطحالب في منطقة النهر وتحتوى على فضلات المجارى المتحللة بشكل جزئي. ومن امثلة الطحالب التي تعيش في المياه النظيفة. الدياتومات –السوطيات البنية المائله للاحمرار-طحالب خضراء-طحالب خضراء مزرقة معينه-عدد قليل من الطحالب الخضراء التي تعيش في المياه العذبه. تستخدم بعض الكائنات الطحلبية الكبيرة في تشخيص حاله المياه (نظيفه أو ملوثه) كما أن وجود السوطيات الدقيقة دليلاً على أن المياه نظيفه. أماكن تواجد طحالب المياه النظيفه: ـ تطفو بعض طحالب المياه النظيفه والبعض الآخر يلتصق بالصخور أو بمواد أخرى في قاع النهر أو على جوانبه مثل .كالوتريكس بارتينيا . كما توجد بعض الأنواع ملتصقه على سطح النباتات التي تعيش في الماء. ملحوظه: تختلف أنواع الطحالب من حيث الشكل على الرغم من انهاتتبع نفس الجنس فالطحالب التي تعيش في المياه النظيفه لاتشبه الطحالب التي تعيش في المياه الملوثة. تفسير تواجد طحالب المياه النظيفه في المنطقة المسماة (أوليجوسابروبيك): لانها تعتبر أكثر المناطق نظافه وتتوافر فيها العناصر الأساسية والماء فيها نقى شفاف والقاع خال من الترسبات وتكون الطحالب والنباتات الخضراء الكبيرة هي السائده والطحالب في هذه المنطقة تكون ملتصقه. وبالرغم من ذلك فالنهر لا يكون نظيفا كليا حيث لا يخلو من البكتريا والفيروسات التي تصيب الأمعاء. علاقه الطحالب وسلوكها بطبيعه الماء: اكد ليبمان ان بعض الطحالب تمثل صفات منطقه أوليجوسابروبيك مثل الطحلب الوسطى كروميولينا روبيانوفتى الموجود في المياه ذات السرعة القليله. وكذلك بعض الأنواع من الطحالب الخضراء (أولوتريكس انولاتا) الطحالب السوطيه والطحالب الحمراء (ليمنيا انولاتا) الموجودة في المياه سريعه الجريان. وقد وجد باتريك ان بعضا من الديتومات تتأثر سلبياً بوجود كميات كبيرة من المواد العضوية بينما وجد بورجان ان الطحالب السوطيه (كريزوكوككوس)تتواجد بأعداد كبيرة وهذا دليل على اكتمال تحلل المواد العضوية. العلاقة بين المجاميع الكلية للطحالب والتلوث: اكد ليكى ان طائفتين من الطحالب هي السوطيات الكريتيه أو الخضراء الزيتونية والسوطيات الصفراء الذهبية تعتبر دلائل للمياه النظيفة وغير الملوثه وتختفى هذه الطحالب تماماً في المياه الملوثة. والجزء الغير ملوث من النهر يحتوى على دياتومات وطحالب خضراء وأن، غياب كميه كبيرة م الطحالب الخضراء المزرقة دليل على أن الماء نظيف. الباب الخامس

توجد عدة عمليات طورت لعلاج فضلات مياه البلديات (الوحدات الإداريه)والطرق الأكثر استخداما هي: 1.المعالجة بالتقطير بواسطه المرشحات ((trickling filter. 2.المعالجة بتنشيط أنظمة الاوحال (أو الرواسب الطينية)(activated sludgysystem) 3.المعالجة في أنظمة البحيرات الضحلة (المستنقعات)(lagoonsystem) أكثر من 90%من المياه المصفاة في هذه الأنظمة تستخدم للاغراض البشرية .بأستثناء البحيرات الضحله الاهوائية التي تستخدم للمعالجه الأوليه لبعض الفضلات الصناعية. تعتمد المعالجة في أنظمة البحيرات الضحله على مساعده الطحالب وذلك عن طريق تحويل الفضلات إلى مجرى ثابت والتي يمكن إطلاقها بعد ذلك إلى المياه مستقبلة. تذود بعض البحيرات الضحله بالهواء لتنشيط عمليه معالجة الفضلات عن طريق انبيب مغموره. تستخدم أنظمة البحيرات الضحله للمعالجه عندما تكون تركيزات المواد العضوية فيها عاليه أو حينما تكون درجه الحرارة منخفضة وهي التي تحدد نشاطات الطحالب خلال فترة الشتاء بسبب تغطيه الثلوج للبحيرات. حيث يتم في برك المجارى أكسدة الفضلات.حيث تصرف مياه الفضلات إلى بركه طبيعيه أو صناعيه قبل أو بعد تعرضها للمعالجه الأولية. ثم تقوم الطحالب والبكتريا واحياء مائية أخرى من الاحياء المجهرية بتحويل الفضلات إلى مواد ثابته غير مضره. ونلاحظ هنا وجود الاعفان والخمائر في البركة أيضا جنبا إلى جنب مع البكتريا المترممة وتذيد نسبه الاعفان عندما يكون الاس الهيدروجينى (PH)قليلا.وقد يصل عدد المستعمرات الفطريه إلى مليون مستعمره في الجرام من الوزن الجاف. يمكن تخفيض نسبه الأكسجين المطلوب بيولوجيا ((BOD من 150ملجم/لتر إلى 20ملجم/لتر. تتم الأكسدة الجيده للفضلات في احواض المجارى عندما يكون الأكسجين المطلوب بيولوجيا اقل من 150ملجم/لتر وتركها في احواض المجارى المستقره من 20الى 30يوما ونجد ان الظروف الدافئه تسبب تغيرات سريعه في فضلات المجارى وتسمح باستخدام برك أعمق وتتحمل تركيزات أعلى .ونجد مثل هذا في أمريكا أما في أمريكا الشمالية فقد اعتبرت الحمولة المناسبة لبرك فضلات المجارى 12الى 24كجم من الأكسجين المطلوب بيولوجيا في كل هكتار /يوم بينما في أستراليا تكون حوالى 35كجم . في أمريكا الجنوبية تكون الحمولة 50الى 125كجم من الأكسجين المطلوب بيولوجيا في كل هكتار/يوم. ترتبط التحولات في البركة المستقره بالتنقية الطبيعية التي تحدث في النهر الذي يستقبل الفضلات العضوية.حيث أن البكتريا الهوائية والغير هوائية الرمية تكون جاهزه للعمل على البقايا العضوية في المياه المستقرة وتحوليها إلى مواد ابسط. في حالات عديدة يفضل تشجيع العمليات الهوائية وتقليل العمليات الاهوائية طالما ان العمليات الهوائية تكون أسرع وكميات المنتجات الثانوية الكريهة الرائحة تكون اقل. تتكون نواتج العمليات اللاهوائية من كبريتيدات وغاز النيتروجين والأحماض الطيارة والميثان. بينما تتضمن منتجات العمليات الهوائية الماء والنترات والفوسفات وكبريتيدات وثانى أكسيد الكربون .وكثيرا ما تكون عديمه اللون وذائبه في الماء. تحتوى البركة المستقرة لفضلات المجارى مجموعات طحلبيه ذات نشاط مستمر وتتغير في اعدادها وتنظيم افرادها. يجب أن تكون الطحالب قادره على العيش في البركة المستقره التي تتبدل فيها فضلات المجارى باستمرار وان يكون تمثيلها الضوئي نشيط. فعكس ذلك أي عمليات هدم الخلايا الطحلبيه الحية وتحلل الخلايا المسنه والميتة سيكون لها فعل مضاد. وجدت اجناس الطحالب التالية في مياه حقول تصفيه المياه البيولوجية وصنفت حسب المجاميع الأربعة المجوده في البرك المستقره وهي (الطحالب الخضراء المزرقة مثل اناسيستيس، اوسيلاتوريا وشيزوثريكس)(ومن الدياتومات سيكلوتيلا، جومفونيما ونيتزشيا)(ومن الطحالب السوطية الكلاميدوموناس، يوجلينا وكربتوموناس)(ومن الطحالب الخضراء انكيستروديسموس، كلوريلا وسندسموس) ومن المعروف ان الأكسجين يذيد من التحلل الهوائي للفضلات العضوية التي تقوم به البكتريا. وقله إنتاج الأكسجين في عمليات التمثيل الغذائي يأتى من زيادة عمق البركة . هناك بعض الطحالب مثل (كلاميدوموناس وسندسموس)تفرز مواد عضويه وفي بعض الحالات فأن الأجناس السابقة تقوم بفرز حوالى 40%من المواد العضوية المذابه المؤكسدة المتكونه في عمليه التمثيل الضوئي من قبل الطحالب. المركبات الابسط التي تتكون عن طريق تحلل الفضلات العضوية بواسطه البكتريا الهوائية وتتضمن النترات والامونيا والفوسفات وكميات قليله من المواد الأخرى وهذه المواد ضرورية لنمو الطحالب. فالمكونات الكيميائية التي تتألف منها الفضلات العضوية تندمج في النهاية بخلايا الطحلب الحية كمركبات عضوية مستقرة نسبياً فعند وجود ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والامونيا اونترات الصوديم إلى جانب العناصر الموجودة في فضلات البركة يؤدى ذلك إلى زيادة نمو الطحالب . ومن الممكن تسميه مياه الفضلات اسم برك الأكسدة شرط ان يتم فيها إطلاق الأكسجين وتمثيل العناصر الغذائية من قبل الطحالب . موت الطحالب وعملية معالجة ذلك: عندما تموت الطحالب فان مكوناتها العضوية تتحول إلى مركبات أخرى ومواد متحلله بواسطه البكتريا المترممة ولكن بموت اعداد كبيرة من الطحالب يؤدى إلى حدوث مشاكل كثيرة وظروف ضارة بالبركة. ولذا يجب إيقاف هذه الظاهرة بواسطه التحفيز المستمر لنمو الطحالب أو بمساعدتها على مغادرة البركة باستمرار وبأعداد مقبولة. العوامل المؤثرة في كفاءة المعالجة: 1.أن تكون قابلية عمل البركة كبيرة بما فيه الكفاية. 2.تحديد عمق البركة والذي لا يجب أن يذيد عن 120سم حتى يسهل وصول أشعة الشمس إلى قاع البركة. 3.تحديد استخدام البركة للمعالجة الأوليه أو الثانوية أو النهائية للفضلات. ونجد في معظم البرك ما يقرب من 125 جنساً من الطحالب ولكن اثنان منها فقط كان دياتومات واثنان طحالب خضراء مزرقة وخمس سوطيات صبغية والمتبقى كانت طحالب خضراء غير متحركة وغير خيطيه. ومن امثلة تلك الطحالب: كلوريلا/انكيستروديسموس/ سندسموس /يوجلين/اناسيستس/كلاميدوموناس/ميكراكتينيوم/جولينيكيا ا ومن الطحالب التي ليس من العادة ان توجد في برك الفضلات: فراجيلاريا/جلويوسيستس/جونيوم/لينبيا/ ميكروسبورا/ايدوجونيم/ بيدياستروم/زيجنيميا/اسبيروجيرا تكون جميع طحالب فضلات المجارى المعروفة عمليا كائنات دقيقة طافية قادره على امتصاص أشعة الشمس وأملاح العناصر الغذائية وثانى أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين على طول وعمق البركة، لذلك فهي تبقى منتشره في المياه غيرملتصقة بأجسام أخرى ومعظمها لا يتجمع على سطح الماء كحصيرة وان كونت فيمكن تكسير تلك الحصائر المتكونه بواسطة استخدام محرك محمول. القليل من طحالب البرك الملوثه لها قابلية على استغلال الخلات في تمثيليها الضوئي .مثل الكلاميدوموناس واليوجلينا يوجد الكثير من الطحالب الذي لايستطيع النمو في وجود كميات كبيرة من الفضلات العضوية مثل الفضلات الناتجة من تصنيع الحليب ومعلبات الاغذية ومصانع قصب السكر وبيوت ذبح الحيوانات (المجازر)إلى جانب كبريتيدات الهيدروجين . وبالإمكان معالجة الفضلات الناتجة من تعليب الاغذية في مستنقعات لاهوائية كبيرة ومن ثم إطلاق الماء بعد ذلك في بركة هوائية. تنقص مجوعات الطحالب في برك الفضلات جذريا بوجود حيوانات مائية صغيرة وخصوصا الدافنيا التي تنشأ بأعداد كبيرة وتتغذى على الطحالب . الدافنيا كما يظهر تحت الميكرسكوب وفي بعض الأحيان يكون من المرغوب فيه ان تكون البركة النهائية خاليه من الطحالب نسبيا وقد تم ذلك عن طريق أدخال النبات الطافى الأخضر ليمنا (عدس الماء) الذي يظلل الماء أسفله والمياه المظلله تسبب موت الطحالب وتحللها بسرعة بمساعدة البكتريا. تنقية مياه البرك بواسطه استخدام الدافنيا وطحلب ليمنا والبكتريا يمكن استغلالها في المراحل النهائية للمعالجة أو في الأنهار التي تستقبل مياه هذه البرك. ويعطى فحص الطحالب في مجرى بركه ما معلومات مفيدة: فمثلا إذا كانت تحتوى أساسا على الكلوريلا فأن هذا يشير إلى أن البركة تعمل بأقصى سعه . اما إذا كانت تحتوى على خليط من مجاميع طحلبيه إلى جانب الكلوريلا التي تتواجد في النهاية الطرفيه للبركه فهذا يوعز بأن البركة تستطيع تحمل أو معالجه حمولات ثقيلة.

علاقة الطحالب بالتلوث في مصبات الأنهار

يعرف مصب النهر بأنه منطقة التقاء النهر بتيار البحر. يكون مستوى الماء في العديد من مصبات الأنهار شحيحاً مما يساعد أو يحفز الدورة السريعة للعناصر بأشكالها العضوية وغير العضوية. تتألف طحالب مصبات الأنهار من ثلاثة أنواع:

• الأعشاب البحرية.
• الكائنات النباتية الطافية
• الكائنات الملتصقة

وكلها تشمل الكائنات المجهرية التي تنمو مغمورة في الماء. ونجد ان الاحياء التي تعيش في المصبات تكون عرضة للتغيرات البيئية المستمره فانها طبيعياً لها القابلية على مقاومة الظروف والصمود بوجهها. وكمثال على ذلك يعتبر طحلب بيليفشيا مثالا على الأعشاب المائية التي تظل حية وهي غير مغطاه بالماء لفترة طويلة. ومن الأعشاب البحرية الحمراء المعروفة التي تعيش في المصبات

• طحلب سيراميو
• بوليسفونيا
• بورفيرا

ومن مجموعه الكائنات المجهرية النباتية الطافيه نجد الدياتومات التي تتميز بغزاره نموها. وتاتى السوطيات الدوارة بالدرجة الثانية بعد الدياتومات في نموها وخاصة في المياه الدافئة كما تظهر الكائنات الدقيقة الطافيه بشكل كثيف. ومن اشكال الطحالب الملتصفة التي تعيش في المصبات هي:

• الطحلب الأخضر المزرق ميكروكوليوس
• الطحلب السوطى الأحمر دونالييلا

تكون معظم المصبات ملوثه لانها تستقبل المياه الملوثه الاتية من الأنهار والبحيرات التي تحتوى على الفضلات المرميه بها مباشرة المتضمنه فضلات المصانع اوفضلات الاستخدام المنزلى والمواد النفطية اما الفضلات التي ترمى في البحر فأنها غالباً تعود ثانية وتتجمع في المصبات. تعيش في المصبات الأسماك الزعنفية والقشريه أو الصدفية وهي مهمه من الناحية التجارية. فيجب مراقبه وتحليل تأثير الملوثات على الطحالب بتركيز أكبر من مراقبه التأثيرات الطبيعية لها. وتظهر من ضمن مجموعات الطحالب التي تعيش في المصبات الأعشاب البحرية البنتيه والحمراء والدياتومات والتي تظهر غالبا في الصيف لانها قادره على استغلال الأملاح الغذائية في مياه المصبات ذات التلوث العالي .وأيضا الطحالب الخضراء المزرقه السوطيات الدوارة والعديد من الأسواط الصبغيه الأخرى. يحفز تلوث الفضلات القادمة من المجارى أيضا:

• نمواً كثيفاً للاعشاب البحرية الملتصقه حيث تعطى رائحة وتسبب نمواً غير حسن المنظر في منشأت الموانى والبحار وتذيد من كلفه التصليح. حيث تنتج كبريتات الهيدروجين التي تكون كافية لازاله الأصباغ من البنايات المجاورة.
• نشوء أعداد كبيرة من الطحلب الأخضر كوديوم والذي يعرقل نمو الأسماك الصدفية وتطورها.

الملوثات التي تصل المصبات ربما تتأكسد بمساعده الأكسجين الذي تنتجه الطحالب أثناء عملية التمثيل الضوئي وربما تستقر في القاع أو تحمل إلى البحر الطحالب الملتصقه في المصبات السطحية ربما تساعد أكثر في تحلل الاوحال المترسبة (المتجمعة).

طحالب وأنظمة معاملة الفضلات

أن تحديد أعداد وأنواع الطحالب الأكثر سيادة أو كثافة في البرك يمكن استخدامه كمرجع يعتمد عليه في قياس التقدم المنجز في أكسدة الفضلات. فيمكن استخدام الطحالب كما ذكر سالفاً في معالجة الفضلات الصناعية وذلك بواسطة اختيار وتبنى فصائل معينة من الطحالب أو الخمائر أو البكتريا التي تخلق تغيرات بيولوجية في الفضلات الصناعية. واستخدام الطحالب مفيد وذلك لإطلاقها الأكسجين داخل الفضلات حيث يعتبر واحداً من العناصر المطلوبة. في عملية معالجة فضلات النفط الناتجة من المصافى. توجد الطحالب في المياه الملوثه بالاملاح والعناصر المؤشره إزائها وهي طحلب سندسموس بيجوجاتوس في المياه المالحة اما طحلب كلوستيريوم اسيروسوم في المياه الملوثة بالكروم بينما طحلب كلوريلا فاريجانا في المياه الملوثه بالحديد وطحلب نافيكولا مينيما في المياه الملوثة بكبريتات الهيدروجين اما طحلب دياتوما فيوجد في النفط واخيراً طحلب كلوروجونيوم ايوكلورم في فضلات تقطير المنتجات النفطية.

روابط داخلية

طحالب