CC BY
27
(JT, СибАК
www.sibac.info
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЫСШИХ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ (EIHHORNIA CRASSIPES SSOLMS., LEMA MINOR L.) ДЛЯ ДООЧИСТКИ ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Раимбеков Каныбек Тургунович
канд. биол. наук, профессор Ошского гуманитарно-педагогического института.
Кыргызская Республика, г. Ош E-mail: rrr_51@mail.ru
THE USE OF HIGHER WATER PLANTS (EIHHORNIA CRASSIPES SSOLMS., LEMA MINOR L.) FOR PURIFICATION FROM HEAVY METAL IONS
Kanibek Raimbekov
Ph.D., professor of Osh Humanitarian Pedagogical Institute.
Kyrgyz Republic, Osh
АННОТАЦИЯ
В дaнной CTaTbe приведeны результaты исследований по изучeнию особенности изменения концeнтрации ионов тяжелых металлов (железа, меди, цинка) в сточных водах в присутствии эйхорнии отличной (Eihhornia crassipes) и ряски малой (Lema minor L.). Установлено, что вышеуказанные водные растения являются эффективными аккумуляторами ионов тяжелых металлов, таких как железо, медь, цинк. Определено, что при совместном культивировании вышеназванных растений эффект очистки воды от ионов тяжелых металлов более высок. Данные растения рекомендуется использовать для доочистки сбрасываемых сточных вод в водные объекты на специально оборудованном биоплато.
ABSTRACT
In this агйс1е Ше results of researches on studying of features of Ла^е of Ше сопсепйа:юп of heavy теМ ions (iron, шрре^ zinc) in sewage in Ше presence еу^тп great (Eihhornia crassipes) and common duckweed, 1esser duckweed ^ma minor L.). Found that Ше а^уе water plants are eíficient accumulators of heavy meta1 ions such as iron, шрре^ zinc. Determined that the joint cultivation of Ше above plants the effect of water purification from ions of heavy meta1s is higher. These plants are recommended for purification of waste waters into water bodies on specia11y equipped bio p1ateau.
Ключeвые словa: Высшие водные растения; ионы тяжелых металлов; доочистка; сточная вода; биоплато.
Keywords: higher aquatic plants; heavy meta1 ions; tertiary treatment; waste water; bio p1ateau.
Очистка производственных и коммунально-бытовых сточных вод в последние годы остается по прежнему весьма актуальной проблемой, в том числе и с постоянно ужесточающимися требованиями к качеству очищенных сточных вод.
В настоящее время используется большой объем чистой воды для работ различных производств. Использованные воды в производственных целях обратно дополняют водоемы в виде сточных вод. Это отрицательно действует на качество воды и процессы самоочищения. В последние годы ученые всего мира используют различные средства для уменьшения использования чистой воды в производственных целях. Разработаны различные методы вторичного использования очищенных сточных вод в замкнутом водооборотном цикле. Главной задачей комплексного исследования является улучшение эффективности очистки различных сточных вод и получение научно доказанных данных о качестве сбрасываемых сточных вод в природные водоемы.
В настоящее время очень часто используются химические, биологические, механические, физико-химические, и термические методы очистки различных загрязненных вод до предельно допустимой
концентрации. Поэтому выбор методов очистки загрязненных сточных вод является сложной задачей.
Установлено, что биологический метод очистки сточных вод в настоящее время считается одним из перспективных и существует в двух видах:
1. биологическая очистка осуществляется в условиях, близким к природным условиям с помощью микроорганизмов, гидрофильных растений и гидробионтов;
2. биологическая очистка в искусственно созданных условиях - в аэротенках и биофильтрах с помощью микроорганизмов [1, с.210].
Использование для очистки сточных вод водных растений представляет собой одно из перспективных методов очистки. В странах Европейского Союза, и в Российской Федерации, в том числе в Западно-Сибирском регионе успешно реализуется данная технология. Ее характерным достоинством считается возможность оптимально снизить стоимость очистки стоков малых населенных пунктов и при этом улучшается результативность очистки [2, с.96].
^ СибАК
www.sibac.info
В США, Западной Европе, Австралии и Японии применяются похожие проекты с использованием тростника, рогоза, рдеста, элодеи, камыша [3, с.16].
На Украине с прошлого века оптимально используется биологический метод очистки с ипользо-ванием высших водных растений для доочистки хозяйственно-бытовых, производственных сточных вод В институте гидробиологии НАНУ была разработана технология применения биоплаты как системы доочистки воды в реках, которые обеспечивают пресной водой населенные пункты больших городов Крыма и Донбасса, [4, с.199; 5, с. 61; 6, с.10].
Учитывая вышеизложенное при разработке биопрудов для биологической очистки коммунально-бытовых стоков малых населенных пунктов необходимо использовать естественную, а не интродуци-рованную флору, потому что это позволит повысить эффективность очистки и уменьшить расходы на строительство и сервис очистных сооружений.
Доказано, что загрязненные воды постоянно отличается разнообразным химическим составом и высокой рН среды. Поэтому выбор устойчивых видов высших водных растений считается актуальной задачей. В настоящее время ученые многих стран мира занимается подбором видов высших водных растений, оптимально очищающих от различных загрязнителей, в разных климатических условиях [7, с.135].
С 2011 по 2012 г. мы проводили лабораторные эксперименты по определению биологического способа доочистки загрязненных сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением представителей высших водных растений эйхорнии отличной (Ei-Ьйогта crassipes) и ряски малой (Ьеша minor L.).
В лабораторных условиях эйхорнию отличную и ряску малую с целью проведения научных опытов культивировали в аквариуме (объем 5 литров). Для адаптации водных растений водопроводные воды отстаивали в течение двух суток и содержали растения в аквариуме в течение 7 суток при температуре воды 210С. Во время проведения опыта в аквариум
помещали по 500 г эйхорнии отличной и ряски малой и через каждые 3-е суток сменяли предварительно отстоянную воду. Исследования в условиях естественной освещенности проводились в трехкратном повторении в течение 30 суток.
С целью проведения опыта, в воду предварительно добавляли соли тяжелых металлов (железо -2,5 мг/л; медь - 0,5 мг/л; цинк - 1,2 мг/л;). Химический анализ концентрации ионов тяжелых металлов в воде проводился на основе стандартных методик [8, с.21] через каждые 7 дней.
Для улучшения возможности биологической очистки загрязненных вод отдельно культивировали эйхорнию отличную и ряску малую при соотношении массы 1:1. В качестве контроля использовалась загрязненная тяжелыми металлами вода без растений.
Сначала мы изучали возможность очистки загрязненных вод от ионов железа, меди и цинка при разном культивировании эйхорнии отличной и ряски малой. В результате поставленных опытов установлено, что эйхорния отличная значительно влияет на уменьшение концентрации ионов тяжелых металлов в воде. Так содержание железа снизилось с 2,2 мг/л до 0,02 мг/л, цинка с 1,2 мг/л до 0,01 мг/л, меди с 0,5 мг/л до 0,01 мг/л. Доказано, что срок очистки загрязненной воды до предельно допустимой концентрации составляет для цинка - 22, для железа - 24 и для меди - 28 сут.
Опыт с ряской малой показал, что содержание железа за 25 сут. уменьшилось с 2,5 мг/л до 0,04 мг/л, меди за 29 сут - с 0,5 мг/л до 0,05 мг/л, цинка за 28 сут. - с 1,2 мг/л до 0,1 мг/л. Установлено, что при культивировании ряски малой процент очистки воды от ионов тяжелых металлов значительно ниже, чем эйхорнии отличной.
Сравнительно высокий эффект очистки установлен при совместном выращивании эйхорнии отличной и ряски малой (содержание цинка - 0,01 мг/л, железа -0,02 мг/л, меди - 0,02 мг/л) (Рис. 1).
Рисунок 1. Изменение концентрации ионов тяжелых металлов от времени при совместном культивирования эйхорнии отличной и ряски малой
СибАК
www.sibac.info_
Таким образом, использование эйхорнии отличной и ряски малой приводит к очистке загрязненных вод от ионов железа, меди и цинка до предельно
допустимых концентраций и позволит эффективно снизить возможность загрязнения естественных водоемов от ионов тяжелых металлов.
Список литературы:
1. Воронов Ю.В., Алексеев Е.В., Саломеев В.П., Пугачев Е.А. Водоотведение. - М.: ИНФРА-М, 2007. - 415 с.
2. Справочник по современным технологиям очистки природных и сточных вод и оборудованию / Kruger International Consult A/S, Denmark, V.F.Karpuhin. - Copenhagen: Ministry of Environment and Energy, Danish Environment Protection Agency, Printed by Schultz Grafiks, 2001. - 253 p.
3. Диренко А.А., Кнус А., Ковдрь У.М. Использовaние высших водных растений в практике очистки сточных вод и поверхностного стога // Санитарнaя технига и водоснабжение. 2006. №5. - С. 15-18.
4. Корткевич Л.Г. К вопросу использовaния водоохрaнно-очиcтных свойств тростникa обыкновенного // Водные Ресурсы. 1976. №5. - С. 198-204.
5. Смирновa Н.Н. Эколого-физиологические особенности корневой системы прибрежноводной растительности // Гидробиология. 1980. №3. - С. 60-69.
6. Вайсман Я.И. Использование водных растений для доочистки сточных вод //Экология и промышленность России. 2006. №11. - С. 9-11.
7. Кузнецов А.Е. Приклaдная экобиотехнология. - Т.2. - М., 2012. - 485 с.
8. Лурье Ю.Ю., Рыбниковa А.И. Сборник методик химического анализa производственных сточных вод. - М.: Министерство электронной промышленности СССР. 1976. - 97 с.
