Введение
Постановка проблемы. Способность гидромакрофитов к накоплению, утализации трансформации многих веществ делает их незаменимы в общем процессе самоочищение водоемов. На ряде западных и российских промышленных предприятий в качестве растений – фитомелиорантов широко используется интродуцент: эйхорния отличная (Eichonia crassipes). Специалисты ОАО «Азот» (г.Кемерова). ООО «ЛУКОЙЛ – Пермнефтеоргсинтез» проводят исследования по очистке сточных и оборотных вод с помощью эйхорний [1.2]. Установлено, что с помощью растения можно извлечь из стоков большинство биогенных элементов ,таких как азот, фосфор, калий, кальций, магний, марганец, сера а также фенол, сульфаты, нефтепродукты, фосфаты. Именно этот набор элементов и служит основным загрязнителем рек и водоемов [3.4]. Московский Фонд «Социальных инноваций» на основе эйхорнии разработал способ очистки воды, который позволяет создать систему замкнутого оборотного водоснабжения для любого предприятия [5]. Однако, возможности использование данного растения ограничиваются температурным режимом будучи теплолюбивым растением, эйхорния не переносит долгосрочного понижения температуры [4.6].
Научное исследование и анализ результатов
Учитывая факт длительного теплого периода на юге Казахстана (8-10 месяцев), нами были проведены лабораторные и полупромышленные испытания способа фитомелиоративной доочистки городских коммунально-бытовых сточных вод. Лабораторные исследования проводились в стеклянных аквариумах ескостью 20 л на реальных сточных водах, при температуре воздуха 22...25оС и температуре воды 22...25оС, время экспозиции 5 суток. Было использовано 3 кг/м2 растений. Результаты проведенного исследования представлены в таблица 1.
Таблица 1
Результаты лабораторного исследования фитомелиоративных качеств эйхорнии отличной
|
Ингредиент |
До опыта |
После опыта |
Контроль |
|
Взвешенные вещества мг/л |
298 |
17.2 |
267 |
|
ХПК, мгО2/Л |
533 |
109,8 |
487 |
|
БПК, мгО2/Л |
120 |
35,6 |
142,3 |
|
NH4, мг/л |
40,7 |
3,3 |
46,8 |
|
Фосфаты, мг/л |
5,7 |
0,4 |
5,6 |
|
Железо, мг/л |
3,0 |
1,3 |
2,8 |
|
СПАВ, мг/л |
1,36 |
0,25 |
1,26 |
|
Сульфиды, мг/л |
7,5 |
Отсутсвует |
7,5 |
|
Нефтепродукты мг/л |
2,6 |
Отсутсвует |
2,1 |
|
Фенолы, мг/л |
85 |
Отсутсвует |
79 |
|
Селосодержания, мг/л |
800 |
620 |
800 |
Установлено, что на поверхности корней формируется селективные микробио-цинозы, вероятно, способствующие более активной биодеструкции и поглощению органических и минеральных веществ. Микробиологическое обследование показало, что тигр ризосферной микрофлоры на 4-5 порядков выше, чем в воде вне зоны корней и составляет 106...1011 кл/мл.При этом установлено, что выделенные ризосферные микроорганизмы относятся к непатогенным углеводородикисляющим микроорганизмов р.р Micrococcus, Pseudomonus. Однако, при неблагоприятных условиях состав микро-биоценоза существенно меняется, при этом начинают превалировать микромицеты р.р. Mucor и Penicillium.В то же время установлено, что жизнедеятельность многих потогенных и условнопотогенных микроорганизмов ингибируется. Титр лактозоположительных бактерий в течение четырех – пяти дней снижается на пять – семь порядков и составляет 10...102 кл /мл.
Полупромышленные испытания были проведены в реальных производственных и погодно – климатических условиях на территории городских очистных сооружений, где растения помещались на различные стадии очистки.
1. На стадию механической очистки – в песколовку. Из-за высокой сорбционной способности корневая система растений в течение двух- трех суток была покрыта слоем органической грязи и взвешенных веществ. Установлено, что, в среднем, 1 кг фитомассы за 12 часов сорбирует до 0,7 кг органико-митериальной грязи. Изменения в морфологии растений происходили через пять-шесть суток: вегативные органы сильно уменьшались в развитии, скорость прироста фитомассы снижалась в 4...5 раз. Однако, при переносе в более чистые стоки, растения полностью восстанавливали свои первоначальные размеры и скорость вегетации. При этом скорость роста корней составляла 5...6 см/сутки.
2. В канал после стадии механической очистки. В данный канал поступают сточные воды, прошедшие все этапы механической очистки. Ввиду высокой скороси потока (более 1 м/с) ,эйхорния была высажена на специальный ностель. Однако в течение 7...10 суток был отмечен бурный некроз листьев и остановка формирования длинных корней. При этом при снижения скорости потока сточных вод эффективность очистки данных водных растворов была достаточно высока (рис. 1,2). Растения, перемещенные после кратковременных заморозков в тепличные условия, полностью востанавливают свои первоначальные свойства.
Рис. 1,2. Результаты полупромышленных испытаний фитоочистки вод
Выводы
В результате проведенных исследований установлено, что использование эйхорнии отличной в фитомелиративных целях на юге Казахстана эффективно и перспективно.