Высшие водные растения в системах биологической очистки сточных вод

УДК 628.31

ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ В СИСТЕМАХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Галяс А. В. аспирант кафедры биологии и общей экологии, естественно-географический факультет, Курский государственный университет

Научный руководитель – д. С. -х. Н., профессор Проценко Е. П.

Одной из наиболее актуальных проблем экологии на сегодняшний день является очистка разнообразных сточных вод, загрязненных различными экотоксикантами. Один из путей решения этой проблемы – применение методов очистки стоков с помощью высших водных растений в биологических прудах. Эти методы основаны на практически неограниченной способности высших растений использовать многообразие веществ, содержащихся в сточных водах, в процессах своей жизнедеятельности.

Высшие водные растения позволяют достичь высокой эффективности очистки стоков, загрязненных органическими и биогенными веществами, за счет:

1) улучшения седиментации взвесей;

2) увеличения буферности системы;

3) повышения утилизации биогенных элементов;

4) ускорения развития биоценозов;

5) протекания процессов очистки практически круглый год.

Биологические методы очистки с помощью высших водных растений хорошо себя зарекомендовали в системе очистки коммунально-бытовых стоков, как наиболее экологически и экономически выгодные, благодаря простоте технологии и низким эксплуатационным расходам. Они применяются для очистки сточных вод, окончательно формируя качество очищаемой воды, на   предприятиях молочно-консервной, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, в животноводстве и т.п.

Нами начато исследование систем гидрофитной очистки сточных вод жилищно-коммунальных хозяйств (ЖКХ) и птицефабрик (ПФ) Курской области, играющих значительную роль в загрязнении водоемов органическими и биогенными веществами. Несмотря на высокую степень загрязнения, стоки большинства этих предприятий (ок.60%) сбрасываются в биологические пруды или на рельеф практически без очистки.

По полученным данным, в некоторых неочищенных стоках на входе в биологические пруды отмечены многократные отклонения от предельно допустимых концентраций по разным показателям: БПК5 до 2500 мг/дм3, аммонийный азот 15 — 20 мг/дм3, взвешенных веществ до 1000 мг/дм3, растворенный кислород менее 1 мг/дм3.

Это определило одну из наших основных задач – исследование высшей водной растительности там, где очистные сооружения не работают, а биопруды – практически единственный действующий элемент системы очистки. В Курской области это, в первую очередь, Дичнянское, Большесолдатское, Октябрьское ЖКХ и Курская ПФ. Во многих ЖКХ, в том числе Горшеченском, Ново-Андросовском и Михайловском, а также  на Олымском молочно-консервном заводе очистные сооружения работают неудовлетворительно, стоки практически не очищаются, и лишь высшие растения биологических прудов сглаживают их негативное влияние на водные бассейны.

Видовой состав данных биологических водоёмов в основном весьма беден по сравнению с природными водоемами. Доминирующими видами полупогруженной высшей водной растительности, имеющих наибольшее проекционное покрытие, в этих прудах являются: камыш озерный (Scirpus lacustris L.), рогоз широколистый (Typha latifolia L.), тростник обыкновенный (Phragmites communis Ttin. ). Среди плавающих видов нами отмечено наличие ряски малой (Lemna minor L. ) и трёхдольной (Lemna  trisulca L. ).

Исследований полного видового состава донных, полностью погруженных, высших растений в биологических водоемах пока не проводилось. Но по наблюдениям можно отметить практически полное доминирование  элодеи канадской (Elodea Canadensis Michx.), водокраса лягушачьего (Hydrocharis morsus-ranae L. ) и урути колосистой (Myriophyllum spicatum L. ).

Наличие высших водных растений позволяет весьма эффективно очищать стоки, о чем свидетельствуют данные анализов очищенной воды, полученные на выходе из биопрудов: БПК5 10 — 35 мг/дм3, аммонийный азот 2 — 3 мг/дм3, взвешенные вещества 30 — 50 мг/дм3, растворенный кислород 7 — 9 мг/дм3.

Отмечено, что чем шире видовой состав растений в водоёме, тем эффективнее происходит очистка сточных вод. Согласно литературным данным наиболее результативным является совместное присутствие в водоеме различных полупогруженных или «земноводных» растений, в частности  тростника и рогоза. Зарастание зеркала пруда ряской (св.40%) отрицательно сказывается на качестве очистки, сильно снижая количество растворенного кислорода и повышая БПК5.

Влияние полностью погруженных высших водных растений на очистку стоков практически не изучено, что представляется интерес для дальнейших исследований в этом направлении.

Литература:

1. Дубова Н. А., Жулидов А. В., Лапин И. А. Влияние гидробионтов на формы миграции тяжелых металлов в природных водах // Экология. – 1991. – № 3. – С.  91-93.

2. Кравец В. В., Бухгалтер Л. Б., Акользин А. П., Бухгалтер Б. Л. высшая водная растительность как элемент очистки промышленных сточных вод // Экология и промышленность России. – 1999. – №8. – С.20-23.

3. Крот Ю. Г. Использование высших водных растений в биотехнологиях очистки поверхностных и сточных вод // Гидробиологический журнал. – 2006. – Т.42, №1. – С.76-91.

4. Кроткевич П. Г. Роль растений в охране водоемов. – М.: Знание, 1982. – 64 с. – (Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Биология»; № 3).

5. Lakatos G., Kiss М. & Meszaros I. Heavy metal content of common reed (Phragmites communis Ttin. ) and its periphyton in Hungarian shallow standing waters // Hydrobiologia. – 1999. – Vol.415. – P.47–53.

Опубликовано: Галяс, А. В. высшие водные растения в системах биологической очистки сточных вод / А. В. Галяс, Е. П. Проценко // Молодежь. Наука. Производство: Материалы межвузовской научной конференции студентов и аспирантов, 2-4 марта 2009 года. – Курск, 2009. – С.50—51.