Разработка приемов биоремедиации сточных вод с остаточной замазученностью

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МЕТОДЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИСЛЕДОВАНИИ
УДК: 579. 26:579. 266:574. 635
разработка приемов биоремедиации сточных вод с
остаточной замазученностью
© 2010 А.Р. Гальперина
«Астраханский государственный технический университет»
Проведен гидрохимический и микробиологический анализ сточных вод с остаточной замазученностью. Выявлено, что аборигенная микрофлора принимает активное участие в биодеградации нефтяных углеводородов. Внесение циано-бактериальных сообществ и высшей водной растительности активизирует процессы самоочищения сточных вод от нефтепродуктов. Об этом свидетельствуют убыль суммарных нефтяных углеводородов — на 98%- оптической плотности — на 71%.
Hydrochemical and microbiological analysis of residual masout sewage was carried out. It was revealed that the native microflora takes active part in biodegradation of oil hydrocarbons. Injection of cyano-bacterial communities and water plants activates processes of self-cleaning of sewage from oil products. About this testify a decrease of total oil hydrocarbons — on 98%- optical density — on 71%.
Ключевые слова- аборигенная микрофлора, техногенные экосистемы, экобиотехнология. Key words: native microflora, technogenic ecosystems, ecobiotechnology.
Особую проблему биологического разрушения представляют биологически & quot-жесткие"- нефтепродукты, представляющие собой продукты переработки нефти, такие как мазут, битум, асфальт, минеральные масла, получаемые из тяжелых нефтяных фракций.
Мазут это смесь углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы. Воды, загрязненные мазутом образуются повсеместно: при работе ТЭС, котельных, а также при удалении воды из обводнившегося мазута. Миграция мазута в водной среде осуществляется в пленочной, эмульгированной и растворенной формах. Наиболее сложными для удаления являются растворенная и эмульгированная формы [1].
С целью разработки приемов биоремедиации сточных вод (СВ) с остаточной замазученностью исследовались сточные воды водоема-накопителя одной из нефтебаз, расположенной в черте г. Астрахани.
В работе использовали гидрохимические, гидробиологические и микробиологические методы исследований.
Гидрохимические анализы СВ выполняли согласно общепринятым методикам [2].
Для выделения альго-бактериальных сообществ из сточных вод и получения накопительной культуры цианобактерий использовали общепринятые в гидробиологической практике методы [3]. Выделение аборигенных микроорганизмов различных физиологических групп из за-мазученных сточных вод осуществляли методом Коха на твердые питательные среды (агары)
[4].
Для разработки приемов биоремедиации СВ с остаточной замазученностью поставлен модельный эксперимент, имитирующий все стадии биологической очистки, включающий: фильтрацию через песчаный фильтр, принудительное аэрирование, внесение в качестве агентов биологической очистки циано-бактериальных сообществ (ЦБС), иммобилизованных на инерт-
Методы экологических исследований
Methods of ecological researches
Юг России: экология, развитие. № 4, 2010
The South of Russia: ecology, development. № 4, 2010
ном носителе, и высшей водной растительности (ВВР). Для постановки эксперимента использовали накопительную культуру ЦБС, выделенного из сточных вод отстойника (микроэкосистема 3) и альгологически чистую культуру ЦБС из коллекции кафедры «Прикладная биология и микробиология» АГТУ (микроэкосистема 2). Контролем служила микроэкосистема 1, включающая в себя только сточную воду водоема-накопителя. В микроэкосистемах отслеживались следующие параметры: убыль суммарных нефтяных углеводородов (СНУ), содержание растворенного кислорода, БПК5, перманганатная и бихроматная окисляемость, содержание растворенного органического вещества (РОВ), оптическая плотность вод.
При определении гидрохимических показателей СВ установлено превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов: общая минерализация (2920 мг/м3) — 3 ПДК, хлорид-ионы (1420 мг/м3) — 5 ПДК, нефтяные углеводороды (76,4 мг/дм3) — 255 ПДК. Гидрокарбонаты содержатся в количестве 1530 мг/м3, рН среды — 8,0 (слабощелочная). Методом биотестирования установлено, что СВ относятся ко II классу опасности отходов (высокоопасные отходы) [5].
Изучение микрофлоры СВ показало, что в ее составе содержатся как автотрофные (10 -104 КОЕ/мл), так и гетеротрофные (2*103 — 2,2*105 КОЕ/мл) микроорганизмы. Массовыми видами цианобактерий являются Phormidium dimorphum, Synechocystis salina, Jaaginema Woron-ichinii [6]. Среди гетеротрофной микрофлоры выявлены различные физиологические группы микроорганизмов (КОЕ/мл): олиготрофы (2*103), сахарозолитики (2,4* 105), протеолитики (2,2*105), бродильщики (4,6*104), липолитики (1,5*103), амилолитики (1,7* 105), сульфатредук-торы (1,4*105), целлюлолитики (5*103), глюкозолитики (1,5* 105), сапротрофы (103).
Таким образом, присутствие в составе аборигенного биоценоза СВ микроорганизмов-продуцентов (цианобактерий родов Phormidium, Synechocystis, Jaaginema) и разнообразных деструкторов органического вещества (сапротрофы, олиготрофы, сахарозолитики, протеолитики, ли-политики, амилолитики, глюкозолитики, бродильщики, целлюлолитики, сульфатредуктора) свидетельствует об автономно функционирующем в водоеме-накопителе микробном сообществе.
При моделировании очистки СВ отмечена убыль СНУ, составившая в контроле — 93%- в микроэкосистеме с внесенным коллекционным сообществом — 97%- в микроэкосистеме с аборигенным ЦБС- 98% (рис. 1).
¦а =
-е-
& lt-и Я
И =
а
я
о
5 =

п
6
& lt-и ч о U
а о
п
о & amp-
о ч о в & lt-и
П —
90 80 70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -0
Исходная вода
После фильтрации
Этап принудительн ой аэрации
Внесение ЦБС
Внесение ВВР
I Микроэкосистема 1
76,4
30
18
10,1
? Микроэкосистема 2
76,4
30
15,9
2,4
! Микроэкосистема 3
76,4
30
14,8
6,85
2,3
5
Рисунок 1. Динамика содержания СНУ в сточной воде экспериментальных экосистем
При биотестировании СВ модельных экосистем выявлено существенное снижение токсичности. Класс опасности сменился со II (высокоопасные отходы) до V (практически неопасные отходы).
Данные экспериментальных исследований свидетельствуют о достаточно высоком потенциале самоочищения аборигенного биоценоза, сложившегося в СВ резервуара-накопителя.
Таким образом, применение в технологиях биоремедиации замазученных СВ ЦБС, а также ВВР не только усиливает процессы биодеградации нефтепродуктов, но и ведет к детокси-кации СВ и существенному снижению в них органического вещества. Дополнительное внесение ЦБС при очистке СВ приводит к значительному снижению их оптической плотности (68 -71%) в сравнении с биоценозом СВ (8%).
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать вывод о возможности разработки способов очистки замазученных СВ с помощью циано-бактериальных сообществ.
Библиографический список
1. Грищенков В. Г., Гаязов Р. Р., Токарев В. Г. и др. Бактериальные штаммы — деструкторы топочного мазута: характер деградации в лабораторных условиях // Прикладная биохимия и микробиология. — 1997. — т. 33, № 4. с. 423−427.
2. Лурье Ю. Ю. Унифицированные методы анализа вод / Под общей ред Ю. Ю. Лурье. — М.: Химия, 1973. — 376 с.
3. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике / Отв. ред. А. В. Топачевский. — Киев: Наукова думка. — 1975. — 247 с.
4. Практикум по микробиологии: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / под ред. А. И. Нетрусова. — М.: Академия, 2005. — 608 с.
5. Жмур Н. С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. — М.: АКВАРОС, 2001. — 48 с.
6. Jiyeri Komarek, Konstantinos Anagnostidis Cyanoprokaryota — Heidelberg- Berlin: Spektrum Akademischer Verlag, 2005. — 749 p.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой