Введение к работе
Актуальность темы: Практически вес поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений. До 70-и процентов поверхностных и 30% подземных вод потеряли питьевое значение и перешли в категории загрязнённости - «условно чистая» и «грязная». Практически 70% населения Российской Федерации употребляет воду, не соответствующую ГОСТу «Вода питьевая» (Мышко, 1999).
Выбор оптимального экологически безопасного технологического процесса очистки промышленных сточных вод — это сложная задача, и поэтому создание дешевых эффективных сорбирующих материалов широкого спектра действия с использованием доступного сырья природного и растительного типа представляется одним из наиболее перспективных путей решения проблемы очистки воды.
Известна способность высших водных растений удалять из воды загрязняющие вещества — биогенные элементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, марганец, серу), тяжелые металлы (кадмий, медь, свинец, цинк), фенолы, сульфаты — и уменьшать ее загрязненность нефтепродуктами, синтетическими поверхностно-активными веществами, что контролируется такими показателями органического загрязнения среды, как биологическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК), позволила использовать их в практике очистки производственных, хозяйственно-бытовых сточных вод и поверхностного стока (Дирепко и др., 2006).
Использование водных макрофитов в качестве сырья для очистки вод, в том числе и от тяжелых металлов, является надёжным методом благодаря его высокой экономической эффективности и экологичности. Очистительная способность некоторых водных макрофитов (тростник, камыш, рогоз, эйхориия и др.) хорошо изучена, и в настоящее время они широко применяются на практике для очистки различных по происхождению сточных вод (Вишнякова и Мельник, 2009; Kadlec и Wallace, 2008).
В настоящей работе исследована возможность создания сорбционных материалов на основе растительного сырья для очистки воды от спектра токсических веществ. В качестве сорбирующего материала было использовано измельченное растительное сырьё из сальвинии плавающей, обладающее аккумулирующими свойствами.
Цель и задачи исследования: Целью настоящей работы являлось обоснование использования сальвинии плавающей из водоемов Астраханской области в очищении воды от некоторых поллютаптов и микроорганизмов. Для реализации цели были поставлены следующие задачи:
-
Исследовать морфометрические показатели развития сальвинии плавающей, содержание хлорофиллов, а также минеральных веществ (фосфора, азота и калия);
-
Охарактеризовать химический состав водпо-спиртовых экстрактов полученных из сальвинии плавающей и определить основные биологически активные вещества, содержащиеся в ішх;
-
Определить чистоту растительных экстрактов по отношению к тяжелым металлам и остаткам пестицидов;
-
Изучить антибактериальную активность водно-спиртовых экстрактов полученных из сальвинии плавающей;
-
Определить оптимальные условия для эффективного использования сальвинии плавающей как возможного биосорбента для удаления тяжелых металлов нефтепродуктов из загрязненных вод.
6. Разработать технологические схемы и описание производственного процесса и получения сорбента на основе сальвипии плавающей. Научная новизна работы:
-
Обоснована возможность использования сальвинии плавающей для очистки воды от тяжелых металлов и разливов нефти;
-
Охарактеризованы оптимальные условия для использования сальвинии плавающей как возможного биосорбента;
-
Впервые полученны данные химического состава водно-спиртовых экстрактов полученных из сальвинии плавающей, произрастающей в водоемах Астраханской области;
-
Определена чистота водно-спиртовых экстрактов из сальвинии плавающей на содержание тяжелых металлов и остатков пестицидов;
-
Изучены противомйкробные свойства экстрактов полученных из сальвинии плавающей.
-
Предложены технологические схемы производственного процесса и технические условия получения сорбента на основе сальвинии плавающей.
Практическая значимость работы: На основе изучения биологических особенностей экстрактов полученных из сальвипии плавающей экспериментально показана возможность ее использования для очищения воды от микроорганизмов. Результаты хроматографического анализа экстрактов сальвинии плавающей подтверждают содержание в них целого спектра биологических активных веществ, необходимых в качестве антимикробных компонентов. Полученные данные проведенных экспериментов по использованию сальвинии плавающей для очистки воды от некоторых тяжелых металлов и нефтяных загрязнений подтвердили важную характеристику - возможность использования сальвинии плавающей, широко произрастающей на территории Астраханской области, в качестве биосорбента для очистки воды от распространенных полліотантов. Результаты исследования используются при чтении курсов «Введение в биотехнологию», «Биотехнологая» и «Экологическая биотехнология», для студентов биологических специальностей Астраханского государственного университета.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Водно-спиртовые, экстракты, полученные из сальвинии плавающей, произрастающей па территории Астраханской области содержат биокомпоненты, имеющие антибактериальные свойства и способствующие предупреждению развития ряда микроорганизмов.
-
Биосорбционный метод очистки воды от различных поллютантов, в том числе от тяжелых металлов и нефтяного загрязнения таким гидрофитом как сальвиния плавающая является наиболее простым, эффективным и менее дорогостоящим методом.
-
Эффективность сорбции тяжелых металлов, а также нефтяных загрязнений сорбентом па основе сальвинии плавающей зависит от влияния группы факторов, в том числе от концентрации и размера частиц биомассы.
Апробация работы: Полученные экспериментальные исследования по данной работе представлены на научных конференциях: Международной научно-практической конференции «Приоритеты и интересы современного общества», Астраханский государственный университет, г. Астрахань, 12-13 апреля 2010 г; Международной конференции с элементами научной школы для Молодежи «Экокультура и фитобиотехнологии улучшения качества жизни на Каспии», Министерства образования
и науки РФ, Астраханский государственный университет, г. Астрахань, 7 - 10 декабря 2010 г.
Публикации; По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 6 работ в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертации.
Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, заключения, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 340 библиографических ссылок, из них 218 иностранных источников. Содержание работы изложено на 164 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунков, 25 таблиц и 5 приложений.
