Оразбаева Р.С., Калаулиева М.

Евразийский национальный университет им.Л.Н.Гумилева

Влияния биоремидиационных свойств растений-гидробионтов на очистку сточных вод нефтяного загрязнения

В результате загрязнения нефтепродуктами большие площади оказываются непригодными для хозяйственного использования. Последствия загрязнения экосистемы нефтью и нефтепродуктами обусловлены ее свойствами. Важное свойство нефти и нефтепродуктов - их растворимость в воде. Она зависит от свойств нефти и температуры[1].

С начала 80-х годов для очистки окружающей среды от тяжелых металлов, органических и неорганических загрязнителей экологами предлагается использовать и растения. Этот метод очистки окружающей среды был назван фиторемедиацией - от греческого "фитон" (растение) и латинского "ремедиум" (восстанавливать), и основан на том, что многие виды растений способны накапливать поллютанты, причем их содержание в тканях и органах растений может в десятки и даже сотни раз превышать содержание в окружающей среде. Фиторемедиация - комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферного воздуха с использованием зеленых растений. В этой технологии используются природные процессы, с помощью которых растения и ризосферные микроорганизмы деградируют и накапливают различные поллютанты. Для фиторемедиации в искусственно созданных заболоченных территориях применяются различные водные виды: ряска (Lemna sp. и Azolla sp.) - для неорганических поллютантов (хорошие накопители металлов и лёгкий сбор биомассы), виды родов Myriophyllum (перистолистник) и Elodea (элодея) - для органических поллютантов (высокий уровень деградирующих ферментов). Также растения могут напрямую деградировать органические поллютанты с помощью своих ферментов, обычно внутри тканей, до неорганических соединений, накапливающихся в растении. Технология использования растений для деградации поллютантов получила название фитодеградация. Она эффективна против органических поллютантов обладающих хорошей подвижностью в растении (гербициды, ТНТ, трихлорэтилен). Применяемые для фитодеградации виды характеризуются наличием обширной плотной корневой системы и высоким уровнем синтеза ферментов деградации (наиболее часто применяют растения тополя) [2].

В данной работе приведены некоторые примеры использования растений для борьбы с загрязнителями окружающей среды.

Цель работы: Изучение влияния биоремидиационных свойств растений-гидробионтов на очистку нефтяного загрязнения на примере сточных вод Атырауского нефтяного месторождения.

Поставленная цель предполагает выполнение следующих задач:

1. Изучить влияния растений-ремидиантов на гидробиологический состав сточных вод Атырауского нефтяного месторождения.

2. Физико-химические показатели сточных после применения растении-биоремидиантов.

Химический состав воды определялся по общепринятым методикам [3,4]. Фосфаты определены фотометрическим методом; а ионы аммиака и аммония фотометрическим методом с применением с реактивом Несслера [4 ].

Содержание нефтепродуктов определялось фотоколометрически, гравиметрически; нефть – методом экстракции хлороформом. Для определения водорослей и простейших применены микроскопы «Jena» (Германия), Leica DMLS. В качестве растений-фитомелиоранттов взяти следующие виды: погруженный роголистник (Ceratophyllum demersum L.) и кудрявый рдест (Potamegeton crispus). Рдест курчавый образует ползучее корневище, от которого отходят длинные вертикальные побеги, достигающие поверхности воды и стелющиеся по ней. Плети могут достигать значительной длины, поэтому для содержания рдеста больше всего подходит высокий аквариум (высотой более 50 см). Растение довольно требовательно к условиям содержания, этим и объясняется то, что оно выбрано в качестве биоремидианта.

Роголист, или роголистник погруженный - многолетнее длинностебельное растение с игольчатыми листьями плавает на поверхности воды, поскольку у него нет корней. В дикой природе крошечные листья роголиста являются отличным убежищем для микроскопических обитателей водного мира.

Отбор проб сточных и поверхностных вод производился в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000. На содержание нефтепродуктов пробы отбирались с глубины 10 см в специальную стеклянную тару объемом 100 мл, консервация проб производилась гексаном. Пробы на содержание взвешенных веществ также отбирались с глубины 10 см, объем пробы составлял 1000 мл.

Пробы воды, отобранные в ходе экспедиции, анализировались также и на содержание взвешенных веществ. Известно, что предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водных объектах зависит от фоновых значений.

Согласно "Общим требованиям к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно - питьевого и культурно - бытового водопользования", содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на 0,75 мг/л от фоновых концентраций. Поскольку фоновые данные государственного мониторинга отсутствуют, то за фон мы принимали концентрацию взвешенных веществ в близлежащих реках в створе выше по течению территории нефтепромыслов[5].

Определение физических параметров таких как: запах при 20⁰С, общая жесткость, цветность, мутность, рН и сухой остаток определяли по стандартным методикам. Определение ионов тяжелых и легких металлов проводили титрометрическим способом по методикам описанным в [5]. Их содержание влияет на рост, физиологический и биохимический состав растений, а именно, чем выше содержание ионов кальция, тем благоприятнее развитие флоры.

Таблица 1.

Наименование показателей	Физико-химические показатели сточных до применения растении-биоремидиантов и микроорганизмов		Нормативы (ПДК), не более	Физико-химические показатели сточных после применения растении-биоремидиантов и микроорганизмов			Единицы измерений
По внешнему виду вода – жидкость содержит взвешенные вещества, поверхностно плавующей пленки и пятен минеральных масел
Запах при 20,0^0С		2	1		0		баллы
Общая жесткость		4,4	не нормируется		6,70		ммоль\дм^3
Цветность		40	не нормируется		15		град.
Мутность		6	не нормируется		1,79		мг\дм^3
рН		9,2	6,5-8,5		7,2		единица рН
Сухой остаток		1100,0	1000,0		800,0		мг\дм^3
Хлориды		152	350,0		145,0		мг\дм^3
Гидрокарбонаты		320	не нормируется		195,2		мг\дм^3
Йод		0,01	не нормируется		≤0,01		мг\дм^3
Кальций		92	не нормируется			41	мг\дм^3
Магний		1,1	не нормируется			≤0,2	мг\дм^3
Окисляемость перманганатная		8,5	не нормируестя			9,6	мгО2\дм^3
Нитриты		3,2	3,3			0,2	мг\дм^3
Нитраты		43	45,0			9,8	мг\дм^3
Аммиак		≤0,02	2,0			≤0,01	мг\дм^3
Нефтепродукты		6,9	0,01			≤0,01	мг\л
Хром		0,07	0,05			≤0,04	мг\дм^3
Медь		≤0,02	1,0			≤0,02	мг\дм^3
Цианиды		≤0,008	0,035			≤0,008	мг\дм^3
Марганец		≤0,01	0,1			≤,01	мг\дм^3
Фториды		0,24	1,2-1,5			≤0,2	мг\дм^3
Сульфаты		960,0	500,0			320	мг\дм^3
Цинк		0,12	1,0			0,08	мг\дм^3
Железо		0,22	0,3			0,06	мг\дм^3

В данной работе получены количественные данные о содержании ионов, свидетельствующие о том, что ионы Cl^– и SO₄ – оказывают пагубное влияние, особенно, в зависимости от их концентрации. Более точные выводы можно сделать, основываясь на данных, приведенных в табл. 1.

Полученные экспериментальные данные можно объяснить тем, что именно эти пробы отбирались на территории, которая находится в радиусе наибольшей аккумуляции нефти. По данным указанным в таблице 1 показан нефтедеструктивный эффект растении и микроорганизмов-биоремедиантов. После обработки уровень содержания нефтепродуктов с 6,9 мг/ дм³ снизился до менее 0,01 мг/ дм³. Также заметно снизилось содержание и других элементов таких как хлориды, гидрокарбонаты, кальций, магний, нитриты, нитраты, сульфаты и железо. Это уменьшение можно объяснить использованием растениями этих биогенных элементов в качестве питательного субстрата. Изменения физико-химических параметров воды являются незначительными и объясняются естественными факторами, происходящими в результате жизнедеятельности гидробионтов (растении и микроорганизмов). Результаты наших исследований позволяют заключить, что применение метода фиторемедиации – снижения нефтяного загрязнения сточной воды при помощи нефтетолерантных гидробионтных растений.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агенство экологической информации «Greenwoman».

E-mail: root@greenwoman.almaty.kz

2. Санитарно-микробиологический анализ питьевой воды: методические указания.- М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2010. - 42 с.

3. Технологический контроль процессов подготовки питьевой воды/ Под ред. Мезеневой Е.А. - Вологда: ВоПИ, 1997. - 63 с.

4. Санитарные правила и нормы: СанПиН 4630-88. Охрана поверхностных вод от загрязнения. - Введ. 01.01.89. - М.: Мин-во здравоохранения.

5. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Под ред. А.Д. Семенова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 35-44.