Главная
страница
Сведения об
авторах
Изучение влияния растений-интродуцентов на качество городских сточных вод
Исаева А. У., Ешибаев А. А., Исаева А. Е., Научно-исследовательский институт промышленной экологии и биотехнологии Южно-Казахстанского государственного университета им. М. Ауезова, Шымкент, Казахстан
Для интенсификации процесса очистки сточных вод, в основном для регионов с теплым климатом, предлагается использовать растения-интродуценты, способные быстро расти, размножаться и интенсивно поглощать из водной среды практически все биогенные элементы и их соединения. В качестве фитомелиорантов наиболее часто рекомендуются эйхорния отличная (Eichornia crassipes) и пистия телорезовидная (Pistia stratiotes).
Цель исследования — изучение влияния данных растений на содержание основных токсичных ингредиентов в муниципальных сточных водах г. Шымкент. Модельные опыты проводили на воде из первичного радиального отстойника городских очистных сооружений.
В результате проведенных исследований установлено, что за 5 суток происходит значительное снижение концентрации загрязняющих веществ (табл. 1).
Таблица 1
Результаты лабораторных
исследований по использованию
растений-интродуцентов для
доочистки городских
сточных вод
Показатель | До опыта | После опыта | Эффективность очистки, % | ||||
Контроль | Эйхорния | Пистия | Конт- роль |
Эйхорния | Пистия | ||
рН |
7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | – | – | – |
Взвешенные вещества, мг/дм3 |
19,3 | 19,6 ± 0,006 | 9,8 ± 1,2 | 6,2 ± 1,3 | * | 49,22 | 67,87 |
Сухой остаток, мг/дм3 |
672 | 676 ± 1,2 | 338 ± 3,2 | 385 ± 1,2 | * | 49,7 | 42,7 |
Хлориды, мг/дм3 |
46,5 | 46,5 ± 0,8 | 33,4 ± 0,9 | 33,8 ± 1,5 | 0 | 28,17 | 27,31 |
Фосфаты, мг/дм3 |
3,0 | 3,0 ± 0,001 | 0,01 ± 0,002 | 0,05 ± 0,001 | 0 | 99,66 | 98,33 |
NО2-, мг/дм3 |
0,55 | 0,49 ± 0,003 | 0 | 0,1 ± 0,004 | 10,9 | 100 | 81,81 |
NО3-, мг/дм3 |
9,2 | 9,0 ± 0,95 | 1,6 ± 0,4 | 2,0 ± 0,3 | 2,17 | 82,6 | 78,26 |
NН4+, мг/дм3 |
8,3 | 8,6 ± 1,01 | 0,5 ± 0,006 | 0,7 ± 0,002 | * | 93,97 | 91,56 |
ХПК, мг О/дм3 |
40,9 | 43 ± 2,8 | 25,5 ± 1,02 | 24,0 ± 1,53 | * | 37,65 | 41,32 |
БПК5, мг О/дм3 |
24,5 | 26,1 ± 1,03 | 14,1 ± 0,92 | 14,7 ± 1,02 | * | 42,44 | 40 |
Нефтепродукты, мг/дм3 |
0,1 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 | 100 |
Сульфаты, мг/дм3 |
120,4 | 121 ± 4,8 | 98,0 ± 4,1 | 101,0 ± 3,2 | 0,49 | 18,6 | 16,11 |
СПАВ, мг/дм3 |
0,1 | 0 | 0 | 0 | 100 | 100 | 100 |
Сr6+, мг/дм3 |
0,1 | 0,1 ± 0,001 | 0 | 0 | 100 | 100 | 100 |
* Увеличение показателя в пробе.
Очищение водных растворов от токсичных составляющих происходит в первые 2 суток, когда имеет место активная сорбция взвешенных веществ на корнях растений. Визуально наблюдается отложение на корнях слоя нерастворимых веществ. В последующие дни скорость очистки снижается, что, видимо, объясняется уменьшением сорбционной емкости корневой поверхности растений. В ходе исследования установлено, что условия опыта оптимальны для роста и развития растений — у обоих развилась мощная корневая система с хорошо разветвленными придаточными корнями. Длина корней эйхорнии достигает (55,0 ± 2,5) см, пистии — (42,1 ± 0,8) см, контрольных образцов — (15,2 ±1,3) см и (17,3 ± 0,8) см соответственно.
Однако процесс очистки на этом не заканчивается. Анализ лабораторных данных показывает, что процессы минерализации продолжаются, хотя их скорость снижается. Возможно, основная роль в очистке сточных вод от органических примесей принадлежит ризосферной микрофлоре. Вероятно, размножаясь на поверхности корней и питаясь их выделениями, ризосферные микроорганизмы способствуют поглощению растениями питательных веществ. Кроме того, в процессе жизнедеятельности микроорганизмы могут выделять физиологически активные вещества типа витаминов и ауксинов, способствующие усилению корневого питания и активизации обменных процессов. Следствием такого рода взаимодействий становится образование консорциума высшее растение—микроорганизмы, каждый из участников которого играет свою роль в процессе очистки сточных вод. Растение сорбирует на поверхности корней токсичные ингредиенты, микроорганизмы продолжают процесс за счет минерализации органических соединений. Микрофлора ризосферной зоны растений представлена в основном спороносными палочками р. Bacillus, микобактериями, образующими колонии различных цветов, и проактиномицетами. Число актиномицетов и коринебактерий колеблется в пределах 10—102 кл/мл. По сравнению с ризосферой в прикорневой зоне общее количество микроорганизмов увеличено на несколько порядков (табл. 2).
Таблица 2
Численность микрофлоры в ризосфере пистии телорезовидной и эйхорнии отличной, кл/г влажных корней
Микроорганизмы | Pизосфера | Прикорневая микрофлора | Корневая микрофлора |
Пистия телорезовидная |
|||
Гетеротрофы | 4,4·103 | 4,8·104 | 1,1·104 |
Микобактерии и актиномицеты | 1,5·105 | 4,3·107 | 1,3·105 |
УОМ | 3,6·103 | 7,2·106 | 9,2·103 |
Эйхорния отличная |
|||
Гетеротрофы | 8,8·103 | 2,4·108 | 6,0·103 |
Микобактерии и актиномицеты | 1,4·104 | 1,3·108 | 4,1·104 |
УОМ | 4,4·105 | 4,1·108 | 4,6· 107 |
Доминируют неспороносные палочки р. Pseudomonas и р. Achromobacter, а также микобактерии. Актиномицеты присутствуют в меньшем количестве и образуют колонии белого и красного цветов. Непосредственно на корнях основную массу гетеротрофной микрофлоры составляют микобактерии и палочковидные неспороносные формы р. Bacterium, р. Achromobacter, отмечено незначительное количество спороносных палочек р. Bacillus. Основная масса микроорганизмов сосредоточена на поверхности корневой системы высших водных растений. Титр микроорганизмов снижается по мере удаления от ризосферной зоны.
Таким образом, установлено, что при использовании растений-интродуцентов происходит значительное снижение концентрации основных ингредиентов в водных растворах. Однако, говоря о роли макрофитов в снижении концентрации химических соединений в водных растворах, нельзя не учитывать ведущую роль всего сообщества микроорганизмов, обитающих как в ризосферной зоне растений, так и в планктоне, и использующих органические соединения в качестве источника углеродного питания.
Examining the Influence of Introduced Plant Species on the Municipal Wastewater Quality
Isaeva A. U., Eshibaev A. A., Isaeva A. E., Research Institute of Industrial Ecology and Biotechnology, M. Auezov South Kazakhstan State University, Shymkent, Kazakhstan
To intensify the process of sewage treatment, mainly for regions with warmer climates such as the southern Kazakhstan, it is recommended to use exotic plant species capable of rapid growth, reproduction and intensive absorption of almost all the biogenic elements and their compounds from the water. The most suitable phytomeliorant species are water hyacinth (Eichornia crassipes) and water lettuce (Pistia stratiotes).
The aim was to study the effect these plants may have on the levels of major toxic ingredients in municipal wastewater generated in the City of Shymkent. The pilot experiments were undertaken on the effluents samples taken from the radial clarifier operated at the municipal wastewater treatment plant site.
Исаева
Акмарал Умирбековна, д-р биол.
наук, проф., директор,
Научно-исследовательский институт
промышленной экологии и
биотехнологии Южно-Казахстанского
государственного университета им.
М. Ауезова, ул. Тауке-хана, 5, Шымкент,
160005, Казахстан. Тел. (252) 21-19-70, факс
(252) 21-19-89. E-mail
© Независимое
агентство экологической
информации
Последние изменения внесены 21.09.10