Экология/4.Промышленная экология и медицина труда

Дика О. П., Тотміна В. С.

Національний університет харчових технологій

Біоплівка та її значення у процесі очищення стічних вод

У зв’язку з тим, що антропогенний вплив на навколишнє середовище збільшується з кожним днем, виникла велика кількість негативних явищ, які з часом можуть призвести до виникнення екологічної кризи, о отже, потребують негайного знешкодження. До таких проблем відносять: забруднення атмосферного повітря, збільшення кількості твердих побутових відходів та забруднення гідросфери стічними водами.

Життя людей, тваринного і рослинного світів забезпечують водні ресурси, тому слід постійно підтримувати їх нормальний стан.

Часто, нормального функціонування гідросфери можна досягти при ефективній очистці стічних вод. Для цього використовують різноманітні методи очищення забруднених стоків: фізичні, хімічні, біологічні та інші [2].

Біологічні методи є одними з найефективніших. Завдяки ним можна очищувати стоки харчової, хімічної та інших видів промисловості. Існують аеробні та анаеробні методи очищення стічних вод. За участі повітря стоки очищують: аеротенки та біофільтри. Зазвичай, наведені споруди використовують для вилучення забруднювальних часток з неконцентрованих стічних вод.

Біофільтр – це споруда, де стічні води очищуються фільтрацією крізь шар крупнозернистого матеріалу різного походження, покритого біологічною плівкою [1].

Біоплівка – це складний (найчастіше мультивидовий) шар аеробних мікроорганізмів, що прикріплюються одне до одного, використовуючи сполуки сахаридів та протеїнів. Самі бактерії складають 5-35% усієї маси біологічної плівки, все решта – міжклітинний матрикс, який виділяють бактерії для того, аби утриматись разом, прикріпитись до певної поверхні, чи задля виконання захисної функції. Міжклітинна речовина пронизана каналами, по яких циркулюють продукти життєдіяльності, поживні речовини, кисень, метаболіти та ферменти. Бактерії, присутні у біоплівках, взаємодіють між собою за допомогою хімічних подразнень (сигналів). Також, ці мікроорганізми більш стійкіші до антибіотиків чи інших активних агентів.

Одноклітинні мікроорганізми біоплівки можуть проявляти два чіткі типи поведінки:

· вільно плаваючі (планктонні форми), де окремі клітини плавають незалежно в рідкому середовищі;

· прикріплений стан, де клітини іммобілізовані до твердої поверхні та щільно розташовані одна до одної.

Бактерії, що прикріплені до певного матеріалу мають значно відмінні властивості від вільно плаваючих, оскільки щільне оточення мікроорганізмів дозволяє збільшити опір детергентам та дозволяє співпрацювати їм між собою [3].

Біоплівка, зазвичай, знаходиться на твердій поверхні з доступом до води, або ж, часто вона зустрічається і на поверхні водойми. При впливу на неї позитивних чинників, плівка мікроорганізмів має здатність швидко рости та розповсюджуватись. До її складу можуть входити найрізноманітніші організми:

· бактерії;

· археї;

· найпростіші;

· водорості.

Кожен з цих організмів має свою специфічну функцію. Реакція мікроорганізмів на зміни умов навколишнього середовища суттєво відрізняється від реакції кожного виду в монокультурі. Це забезпечує фізіологічну стабільність біоплівки [4].

Біоплівка утворюється завдяки прикріпленню мікроорганізмів, що вільно плавають, до певної поверхні. Прикріплюються вони слабкими взаємодіями, а також використовуючи позаклітинні структури (ворсинки, та ін.). Перші мікроорганізми полегшують подальшу іммобілізацію наступних клітин, забезпечуючи тим різноманітні взаємодії з утворенням позаклітинної матриці. Деякі бактерії прикріплюються безпосередньо до міжклітинної рідини.

Біоплівка відіграє надзвичайно велику роль при очищенні забруднених стоків на біофільтрах. Зазвичай, вона накопичується на металевих сітках, пластикових кульках чи інших матеріалах. Біологічна плівка сорбує забруднювальні речовини стічної води, і під впливом організмів, з яких вона складається, окиснюються. Під час даного процесу у біофільтрі збільшується маса активної біологічної плівки, що інтенсифікує подальший процес очищення забрудненої води. Процес окиснення відбувається за наявності повітря, що подається у споруду природним чи штучним шляхом. Відпрацьована і відмерла біологічна плівка змивається стічною водою і виноситься за межі біофільтра [5].

Використання біоплівки є одним із найефективніших способів очищення стічних вод. Тому, варто відзначити низку переваг, які надає використання біопллівки:

· ефективне очищення забруднених стоків;

· дешевизна методу;

· енергозбереження;

· можливість автоматизації процесу;

· відсутність вторинного забруднення.

Література:

1. Левандовський Л. В., Бублієнко Н. О., Семенова О. І. Природоохоронні технології та обладнання: Підруч. – К.: НУХТ, 2013. – 243 с.

2. Запольський А. К., Салюк А. І. Основи екології: Підручник/ За ред. К. М. Ситника. – 4-те вид., допов. і переробл. – К.: Вища шк.., 2010. – 399с.: іл..

3. Запольський А. К. Водопостачання, водовідведення та якість води. – К.: Вища шк., 2005. – 671с.

4. Очистка производственных сточных вод [Электронный ресурс]/ С. В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов. – М.: Стройиздат, 1985. – 335с.

5. Джигерей В. С., Сторожук В. М., Яцюк Р. А. Основи екології та охорона навколишнього природного середовища (Екологія та охорона природи). Навчальний посібник. — Вид. 2-ге, доп. — Львів, Афіша, 2000 — 272 с.