Байдалина М.Е., Оразбаева Р.С.

Евразийский национальный университет, Казахстан

Применение микроводорослей для очистки сточных вод от тяжелых металлов

В производственных сточных водах содержится большое количество загрязняющих веществ, в состав которых входят ионы тяжелых металлов, а также различные  органические  вещества - спирты,  кислоты,  поверхностно-активные вещества и нефтепродукты.

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны не только в водной, но и во всех остальных средах.

На сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов при относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации [1].

Загрязненные сточные воды нуждаются в очистке. Существует несколько этапов очистки сточной воды: механический, физико -химический, химический, биологический и комбинированный.

В работах последнего десятилетия внимание исследователей привлекают биологические методы очистки сточных вод, с использованием фототрофных организмов - микроводоросли, цианобактерии и высшие водные растения. Многие фототрофы способны использовать в качестве источников питания минеральные вещества и простые органические соединения. Отмечается, что некоторые из них обладают высокой кумулятивной способностью по отношению к тяжелым металлам и радиоактивным элементам [2].

Микроводоросли привлекают внимание в связи с возможностью их использования для очистки естественных водоемов и промышленных стоков от высокотоксичных для большинства живых организмов веществ, таких как соединения ртути, свинца, цинка, меди и других тяжелых металлов, радиоактивных изотопов и пестицидов [3].

Нами изучалось влияние различных концентраций тяжелых металлов на рост клеток культуры микроводоросли Chlorella sp. СВ-4 (Chlorella sp. СВ-4 принадлежит отделу Chlorophyta, классу Protococcophyceae, порядку Chlorococcales, виду Chlorella sp. СВ-4.

Рисунок 1- Клетки микроводоросли Chlorella sp. СВ-4

Морфолого-физиологические характеристики культуры микроводоросли Chlorella sp. СВ-4: клетки круглые, ярко-зеленого цвета, диаметр клеток 2,5-4,5 мкм, протопласт имеет один колоколообразный хлоропласт с одним пиреноидом (рисунок 1).

В качестве исследуемых металлов были взяты свинец Pb и железо Fe как одни из приоритетных загрязнителей водной среды. Металлы вносили в жидкую питательную среду 04 в виде солей , Pb(NO₃)₂, FeSO₄*7Н₂О в концентрациях от 1 до 200 мг/л в расчете на ион каждого металла. Результаты представлены в виде диаграмм 1, 2.

Диаграмма 1 - Влияние ионов железа на рост культуры Chlorella sp. СВ-4 при различных концентрациях железа сернокислого в среде

Диаграмма 2 - Влияние ионов свинца на рост культуры Chlorella sp. СВ-4 при различных концентрациях свинца азотнокислого в среде

Таким образом, при изучении влияния высоких концентраций тяжелых металлов на рост микроводорослей выявлено, что культура микроводоросли Chlorella sp. СВ-4 устойчива к концентрации от 10 мг/л до 50 мг/л свинца азотнокислого и железа сернокислого в среде (при ПДК свинца 0,1 мг/л, а железа – 5,0 мг/л), что является показателем высокой аккумулирующей способности данного штамма.

Используемая литература:

1. Воронов Ю.В., Яковлева С.В. Водоотведение и очистка сточных вод // М. , 2006. – 704 с.

2. Cairns J., Cruber D.A. Comparison of methods and instrumentation of biological early warning systems // Water res. Bull. - 1980. - Vol.16, №2. - Р. 261-266.

3. Водоросли // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. 4 доп.). – СПБ., 1890 – 1097.