• ЗАКАЗАТЬ ХЛОРЕЛЛУ
• ВОДА
• ЖИВОТНОВОДСТВО
• ТИЛАПИЯ
• НАУКА
• О компании
• Галерея
• Вопрос-Ответ /
  Консультация онлайн
• Наши заказчики
• Отзывы

• English version
• Новости
• Прайс-лист
• Пресса о нас...
• Отчеты
• Контакты
• Материалы

Химическая безопасность и альголизация водоёмов

 

       Инновационным подходом, позволяющим значительно снизить уровень загрязнения водоёмов и улучшить органолептические свойства воды, является биотехнология, основанная на альголизации водоёмов планктонными штаммами зелёной микроводоросли Chlorella vulgaris. От других представителей фитопланктона она отличается возможностью жизнедеятельности в широком температурном интервале (от 2 до 40°С), устойчивостью к шоковым реакциям (замораживание) и способностью развития в экстремальных условиях. Например, хлорелла способна развиваться в сточной воде коксохимического производства с концентрацией фосфора до 1 г/дм³. 

        В процессе фотосинтеза хлорелла выделяет в воду большое количество кислорода (до 14 мг/дм³). Кислород, находясь в период выделения в атомарном состоянии (instatum nascendi), обладает повышенной способностью к окислению. Именно в этот момент атомарный кислород разрывает длинные цепочки углеводородов, входящих в состав нефтепродуктов, образуя свободные радикалы, которые образуют оседающие на дно водоёмов продукты, подвергающиеся дальнейшему разложению при воздействии на них специфических нефтеразлагающих бактерий. 

        Следует отметить также, что тяжелые металлы в этих условиях переходят в высшие степени окисления и образуют с анионами нерастворимые соединения. При этом происходит также снижение содержания в воде неорганических форм азота и фосфора, поскольку они являются питательными веществами для клеток хлореллы. 

      Утилизация хлореллой различных соединений, содержащих азот и фосфор, происходит настолько эффективно, что хлорелла не оставляет шансов для развития другим видам водорослей (в частности, цианобактериям), что (учитывая токсичность и, соответственно, неприятные запахи выделяемых синезелёными водорослями веществ), позитивно сказывается на качестве воды в природных водоёмах, используемых как в рекреационных целях, так и для производства питьевой воды. 

        В результате вышеназванных процессов происходит улучшение многих химических, микробиологических и санитарно-гигиенических параметров, в том числе и таких важных показателей качества воды как ХПК и БПК. 

1. Выбор объекта исследования.

    Нами совместно с ООО НПО «Альгобиотехнология» и МГУП «Мосводоканал» были проведены исследования, направленные на приложение разработанных подходов и выявленных закономерностей к подверженным эвтрофикации природным водоёмам (для начала на примере небольшого Глуховского пруда на территории сельского поселения Глухово Красногорского района в Московской области, площадь которого незначительно превышает 1 га), имея в виду в дальнейшем возможность использовать разработанные в данном проекте подходы для биологической реабилитации подверженных эвтрофикации крупных водохранилищ, используемых в качестве источников водоснабжения Москвы. 

          Основными задачами в этом комплексе исследований и работ являлось:

 - снижение развития синезелёных водорослей в пользу развития зеленых и диатомовых водорослей; 

- улучшение качества воды в Глуховском пруду по контролируемым параметрам; 

- проведение комплексного гидрохимического и микробиологического мониторинга в течение июля - августа 2012 года; 

- анализ динамики изменения состава различных водорослей при коррекции альгоценоза в Глуховском пруду. 

        Глуховский пруд имеет форму сильно вытянутого овала длиной 118 м и шириной приблизительно 28,9 м (левая сторона пруда) и 41,2 м (правая сторона пруда). 

       Загрязнение данного водоёма осуществляется выпадениями из атмосферы с дождём и снегом, сточными водами из рядом расположенных домов сельского поселения Глухово, а также с рядом расположенных сельскохозяйственных угодий. 

       К началу работ в Глуховском пруду было ярко выраженное преобладание синезелёных водорослей, и нашей первой задачей было изучить фитопланктонный состав выбранного водоёма. Полученные данные приведены в Таблице 1.

          Из приведённых данных следует, что примерно 70% количества клеток принадлежат синезелёным водорослям и только 30% - всем остальным. 

    Для восстановления экологической системы Глуховского пруда и предотвращения его «цветения» синезелёными водорослями в разработку была принята биологическая реабилитация методом коррекции альгоценоза, основанная на альголизации водоёма штаммом Chlorella vulgaris ИФР № С-111. 

     Эта биотехнология с 2001 года применяется на Пензенском водохранилище хозяйственно-питьевого назначения и показывает высокую эффективность в сдерживании развития синезеленых водорослей. С 2006 года эта биотехнология применяется на Волгоградском и Цимлянском, а с 2009 года – на Ижевском и Матырском водохранилищах. Внедренные штаммы хлореллы, в отличие от аборигенных видов, постоянно присутствующих в каждом водоеме, обладают хорошо выраженными планктонными свойствами и ингибируют развитие синезеленых водорослей, тем самым предотвращая «цветение» воды. Во всех водоемах, где применяется указанная биотехнология, значительно снизился индекс загрязнения воды (ИЗВ). 

2. Характеристика штамма Chlorella vulgaris ИФР № С-111 

     Исходным материалом для проведения альголизации является суспензия хлореллы штамма Chlorella vulgaris ИФР № С-111, произведенная на производственной базе ООО НПО «Альгобиотехнология» в соответствии с техническими условиями. 

    Морфологические признаки. Молодые клетки слабо эллипсоидные, размером от 1,5 до 2,0 мкм. Взрослые – шаровидные, на жидкой питательной среде 6-8 мкм в диаметре, на дно не осаждаются, стенки сосуда не обрастают. На агаризированной питательной среде на 7–10-ый день на свету образуются круглые, гладкие и выпуклые колонии с ровными краями. Диаметр колоний 3-4 мм, окрашены в темно-зеленый цвет, размер клеток 5-8 мкм. Хлоропласт широко поясковидный незамкнутый. Штамм обладает способностью «свободного парения» и равномерного распределения в среде.

    Для биологической реабилитации Глуховского пруда методом коррекции альгоценоза выполнены следующие исследования и работы: 

1. Определен исходный режим Глуховского пруда и его основные экологические проблемы. 

2. Проведен мониторинг водоема. 

3. Осуществлено выделение аборигенного штамма. 

4. Проведена адаптация выделенного штамма. 

5. Осуществлён расчет нормы вселения и определены точки вселения.

6. Произведены выращивание требуемого объема альголизанта, его доставка до мест вселения и альголизация водоема. 

7. Определены результаты приживаемости. 

8. Проведена оценка альгоценоза Глуховского пруда. 

9. Проведена камеральная обработка результатов работы и сделаны выводы.

      В ходе проведённых исследований и работ пробы на гидробиологические показатели и для гидрохимического анализа отбирали в течение запланированного срока, т.е. в июле – августе 2012 года. 

    Уровень загрязнения водоема по гидрохимическим показателям оценивался в сравнении с предельно-допустимыми концентрациями (ПДК), утвержденными 18.01.2010г. приказом Росрыболовства № 20 "Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения", СанПиН 2.1.5.980-00 "Гигиенические требования к охране поверхностных вод". 

     Определение водорослей проводилось по соответствующим определителям с применением общепринятых методик исследований (Диатомовый анализ, 1949-1950; Определители пресноводных водорослей СССР, выпуски 1-12, 1950-1953; Диатомовые водоросли СССР, 1974; 1988, 1992 и др.). Гидробиологические анализы проводились в соответствии с рекомендациями, изложенными в «Руководстве по методам гидробиологического анализа» (1983). 

4. Анализ изменений планктонного состава Глуховского пруда после альголизации 

   Вслед за тем, как 20.07.2012 года была проведена альголизация экспериментального водоёма (Глуховский пруд) суспензией хлореллы производства ООО НПО «Альгобиотехнология», был осуществлён анализ состав фитопланктона Глуховского пруда и было, в частности, показано (см. Табл.1), что на момент заселения штамма хлореллы фитопланктон в водоеме достигал 25 456 кл/мл, большая часть которого (17 760 кл/мл) приходилась на синезелёные водоросли. 

    Следующий анализ состава фитопланктона Глуховского пруда был проведён через две с половиной недели после альголизации. Результаты этого анализа приведены в Таблице 2.

          Положительный результат альголизации стал очевидным, и далее важно было посмотреть, как долго будет сохраняться эта ситуация. Поэтому через две недели после второго анализа был осуществлён ещё один анализ состава фитопланктона Глуховского пруда, результаты которого приведены в Таблице 3.

      Пробы воды от 21.08.2012 содержат, как следует из Таблицы 3, хоть и небольшие, но уже заметные количества (833 кл/мл) и биомассу (0.065 мг/л) синезеленых, что позволило предположить появление в пруду дополнительного количества биогенных элементов из разных источников (химические спутники Земли, а также транспортные, коммунальные и сельскохозяйственные сточные воды). 

5. Контроль изменения качества воды в Глуховском пруду с точки зрения химических и микробиологических параметров 

     Контроль изменения качества воды в Глуховском пруду с точки зрения химических и микробиологических параметров осуществлялся параллельно наблюдениям за фитопланктонным составом, с тем, чтобы понять, есть ли выраженные корреляции между содержанием в воде биогенных элементов (прежде всего, азота и фосфора) и составом фитопланктона. 

       Контроль изменения качества воды в Глуховском пруду осуществлялся по следующим показателям: азот аммонийный; азот нитратный; азот нитритный; аммоний-ион; фосфор общий (в расчете на РО4); кислород растворенный; ОМЧ; ОКБ; ТКБ; зоопланктон. 

   Полученные результаты химических и микробиологических анализов приведены в Таблицах 4 и 5.

      Таким образом, при добавлении в водоём, для которого характерен рост синезеленых водорослей, приводящий к резкому ухудшению качества воды, рассчитанного количества суспензии хлореллы в воде, численность синезеленых водорослей в процентном отношении практически сходит «на нет». 

       Важно отметить, что при этом в основном развиваются зелёные водоросли (более 99%), тогда как диатомовые и другие водоросли в сумме не составляют и 1%. 

       Однако следует учитывать, что с момента начала эксперимента прошло слишком мало времени, чтобы можно было делать какие-либо окончательные выводы о влиянии штамма хлореллы на процессы, происходящие в водоеме. 

     Огромное влияние на изменения качества воды в Глуховском пруду оказывают погодные условия (температура, осадки, освещенность), поступления биогенных элементов в воду, смена времён года. На данном этапе работы необходимы более длительный промежуток времени и регулярный отбор проб для выявления изменений качества воды в экспериментальном водоеме. 

7. Благодарности. 

        В заключение выражаю благодарность генеральному директору ООО НПО «Альгобиотехнология» В. Т. Лухтанову за предоставление суспензии хлореллы и сотрудникам МГУП «Мосводоканал» под руководством начальника управления новой техники и системного развития М. Н. Козлова за проведение измерений фитопланктонного состава, а также химических и микробиологических параметров качества воды в Глуховском пруду.

Страницы статьи в сборнике 311-319