Введение к работе
Актуальность проблемы. Одной из проблем охраны окружающей среды является сохранение качества воды природных водоемов. Последнее зависит, прежде всего от активности происходящих в водоемах процессов самоочищения, которые значительно ослаблены в результате сброса недоочищенных сточных вод. Низкая эффективность работы очистных сооружений связана с тем, что комплексные сточные воды зачастую губительны для используемых в процессе очистки активных илов. Как известно, способы очистки промышленных сточных вод основаны на тех же принципах, что и процессы самоочищения природных водоемов. Поэтому, естественные биоценозы водоемов тождественны активным илам. При этом, чем больше тождественность, тем устойчивее и эффективнее активный ил. Для создания таких илов необходимо выявить наиболее активные агенты процесса самоочищения.
Исследованию этого вопроса посвящены работы Никитинского (1909), Жадина (1956), Винберга (1956, 1957), Мессинцевой (1962), Телитченко (1966,1972). В них, а также в работах об использовании агентов самоочищения в практике очистки и до-очистке сточных вод (Свиренко, 1918, 1933; Любимов, 1933; Калабина, Роговская, 1934, 1957; Ролл, 1944; Скадовский и др., 1965; Доливо-Добровольский, 1969; Дога-дина, 1970, 1971; Ротмистров, 1975, 1978; Гвоздяк, 1980; Эйнор, 1984, 1990; Став-ская и др., 1988; Ленова и др., 1990; Towne, 1961; Oswald, 1975) раскрыта роль бактерий, микромицетов, зеленых, диатомовых и других видов микроводорослей, простейших, высших водных растений.
Общеизвестно, что в процессах самоочищения природных водоемов основная роль принадлежит микроорганизмам и водорослям. Они деструктируют загрязняющие вещества, а мифоводоросли, кроме того, поддерживают окислительный уровень системы в целом. При этом фрагменты деструкции и побочные продукты реакций разлагаются в процессе микробиологической сукцессии, переходящей в трофическую цепь водных организмов.
Следует отметить, что из всех известных агентов самоочищения наименее изучена группа цианобакгерий. Хотя они в водных средах проявляют как деструкти-рующую, так и фотосинтетическую деятельность.
Исследования Сэкинэ Итигоро (1969, 1972), Бабакова и др. (1976), Доливо-Добровольского и др. (1977), Шаларь и др. (1985), Эргашева (1987), Дзержинской (1993, 1995) показали, что цианобакгерий и, в частности, осциллатория, активно деструктируют легко- и трудноразлагаемые вещества и токсиканты, способны к образованию устойчивых ассоциаций с микроорганизмами. Эти свойства характеризуют идентичность такого рода ассоциаций с активными илами.
В связи с этим, встает необходимость изучения роли цианобактерий в процессах самоочищения водной среды с целью создания на их основе новых типов активных илов, что представляет значительный научный и практический интерес.
Целью настоящей работы явилось выявление альгобактериальных сообществ, активизирующих процесс самоочищения в техногенной водной среде и создание на их основе специфического активного ила.
В связи с этим, в задачи исследований входило:
изучить гидрохимический и микробиологический режим очистных сооружений АГПЗ;
выделить зоны активной деятельности альгобактериальных сообществ в очистных сооружениях;
М изучить биологическую структуру и состав ассоциантов выделенного сообщества;
исследовать аплогенную сукцессию выделенного сообщества в моделях,
имитирующих техногенную экосистему с повышенным содержанием труд-
норазлагаемых органических соединений и токсикантов для создания спе
цифического активного ила.
Научная новизна. Впервые проведены микробиологические исследования очистных сооружений АГПЗ (Астраханского газоперерабатывающего завода) и выделены специфические альгобактериальныё сообщества. Определен состав ассоциантов и впервые для цианобактериальных сообществ в нем обнаружены золотистые и желтозеленые микроводоросли. На основе выделенных из очистных сооружений цианобактериальных обрастаний получен специфический активный ил. Впервые применен показатель ПОС (потенциальная окислительная способность) для определения углеводородлитической способности активного ила.
Практическая значимость работы. На основе цианобактериальных сообществ предложен специфический активный ил для интенсификации очистки сточных вод газоперерабатывающих предприятий. Методические приемы выделения резистентных обрастаний и формирование на их основе активных илов могут служить материалом для совершенствования биологической очистки сточных вод. Выданы предложения об использовании осциллаториевого активного ила на очистных сооружениях АГПЗ. Материалы исследования используются в учебном процессе на рыбохо-зяйственном факультете Астраханского государственного технического университета и являются составной частью фундаментальной исследовательской темы "Исследование возможности восстановления техногенных экосистем для использования в народном хозяйстве" кафедры "Инженерная экология и природообустройст-во" АГТУ.
Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы были представлены на Международной конференции "Каспий - настоящее и будущее" (г.Астрахань, 1995); научно-практических конференциях по региональной научно-технической программе "Проблемы экологической безопасности Нижнего Поволжья в связи с разработкой и эксплуатацией нефтегазовых месторождений с высоким содержанием сероводорода" (г.Саратов, 1995, 1996); UII съезде Гидробиологического общества РАН (г.Казань, 1996); 2-ом Международном конгрессе "Вода: Экология и технология" (г.Москва, 1996); научно-практической конференции "Промышленная экология-97" (г.Санкт-Петербург, 1997).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, изложена на 129 страницах машинописного текста и включает 12 таблиц и 9 рисунков. Список литературы включает 216 источников, в том числе 35 иностранных.