BioScience Blog – Научный Биологический блог

А.В. Галяс, И.А. Гриненко

Курский государственный университет

В числе наиболее актуальных вопросов практической экологии на сегодняшний день значится проблема очистки сточных вод и поверхностного стока. Один из путей её решения – разработка и внедрение биологических методов очистки в биологических водоемах (биопрудах), основанных на использовании природного биохимического и физиологического самоочищения водоемов в естественных условиях с помощью совокупности всех живых организмов, населяющие водоем [1]. Характерной особенностью биопрудов, определяющей их гидробиологический режим, являются низкий уровень растворенного кислорода и обилие органогенных элементов в воде.

Очистка стоков в биопрудах — завершающий этап после первичной механической и физико-химической очистки, который окончательно формирует качество воды, сбрасываемой в природные водные объекты или на рельеф. Даже если первичная очистка неудовлетворительная или вообще отсутствует, то наличие в системе очистных сооружений биопрудов позволяет сгладить отрицательное влияние неочищенных или недоочищенных стоков на состояние природных водных бассейнов.

На территории Курской области имеется 785 малых природных и искусственных водоемов со средней площадью 0,3 га и глубиной до 2 м [2]. Из них более 40 используются для биологической очистки поверхностных и хозяйственно-бытовых сточных вод [3]. В Курском регионе эти биологические водоемы применяются для очистки и доочистки сточных вод  жилищно-коммунальных хозяйств (ЖКХ), предприятий молочно-консервной, пищевой промышленности, в животноводстве и т.п. Биологической очистке в них в основном подвергаются стоки, загрязненные веществами органической природы и биогенными элементами, с высоким содержанием взвешенных веществ [4].

До настоящего времени состояние этих водных объектов практически не изучено, что и определило основной объект нашего исследования – системы биологической очистки сточных вод в Курской области, как оптимального варианта решения проблемы водоочистки и охраны водных ресурсов в регионе.

Сброс сточных вод, общим объемом более  150 млн. м³, в природные водные объекты осуществляет около 60 предприятий-водопользователей области. Из них 16 предприятий сбрасывают нормативно-очищенные сточные воды, 19 предприятий – нормативно-чистые (без очистки), 22 предприятия – недостаточно очищенные, а остальные предприятия сбрасывают без очистки.

Из всех предприятий-водопользователей Курской области, осуществляющих сброс сточных вод в водные объекты, только на 28 имеются действующие биологические пруды (см. таблицу). При этом контроль над качеством очистки в биологических прудах ведется лишь на четырех предприятиях-водопользователях из всех [5].

Таблица. Предприятия-водопользователи, имеющие биологические пруды

Следует заметить, что на 11 из 28 предприятий-водопользователей биологические водоемы являются единственным имеющимся в наличии элементом системы очистки. Девять предприятий-водопользователей имеют плохо работающие аэротенки, в результате чего сток очищается крайне неудовлетворительно, и положение спасают имеющиеся биологические пруды. Лишь 8 предприятий из 28 имеют достаточно эффективно работающие аэротенки и др. очистные сооружения, используя биопруды исключительно для дополнительной доочистки стоков.

На данный момент в Курской области в практике очистки хозбытовых и промышленных сточных вод многие предприятия-водопользователи переводят имеющиеся биологические пруды в бессточный, замкнутый, режим, тем самым практически полностью прекратив сброс вод из них в природные водоёмы. Эти решения руководства предприятий-водопользователей продиктованы не заботой о водных ресурсах, а исключительно экономическими соображениями, так как при отсутствии стока в природные водные объекты плата за сброс неудовлетворительно очищенных или неочищенных стоков не начисляется.

С одной стороны уменьшение объемов сбрасываемых сточных вод должно положительно повлиять на экологическое состояние средних и малых водных бассейнов Курской области, значительно замедлив их эвтрофикацию. Но, в то же время, остается проблема накопления и трансформации загрязнителей в замкнутых водоемах, а также их фильтрации в подземные водоносные горизонты. Надеемся, что дальнейшие исследования смогут пролить свет на данный вопрос.

Нами отмечено, что видовой состав водных растений практически всех исследованных биологических водоемов очень обеднен по сравнению с аналогичными природными водоемами [6]. Из-за специфических особенностей химического и биологического состава воды в прудах биологической очистки преимущественное развитие в основном получили виды более широкой экологии [4].

В целом в биологических водоёмах Курской области доминирующими видами высших водных растений, имеющими наибольшее проекционное покрытие и обилие, являются тростник обыкновенный (Phragmites communis Ttin.), рогоз широколистый (Typha latifolia L.), и ряска малая (Lemna minor L.).

Обильны, и достаточно часто встречаются, в проточных биопрудах роголистник погруженный (Ceratophyllum demersum L.), элодея канадская (Elodea canadensi Michx.), рогоз узколистый (T. angustifolia L.), осока береговая (Carex riparia Curtis.), ряска трёхдольная (Lemna  trisulca L.), камыш озерный (Scirpus lacustris L.), уруть колосистая (Myriophyllum spicatum L.). Изредка в подобных водоемах встречаются и более чувствительные к загрязнению виды, такие, например, как пузырчатка обыкновенная (Utricularia vulgaris L.), водокрас лягушачий (Hydrocharis morsus-ranae L.), многокоренник обыкновенный (Spirodela polyrihiza L.), рдест (Potamogeton natans L.) и (Potamogeton pectinatus L.), частуха подорожниковая (Alisma plantago-aquatica L.), стрелолист обыкновенный (Sagittaria sagittifolia L.), сусак зонтичный (Butomus umbellatus L.), манник большой (Glyceria maxima Holmb.) и т.п. Присутствие этих и других видов растений положительно сказывается на качестве очистки в пруду, так отмечено, что чем богаче видовой состав растений в биологическом водоёме, тем интенсивнее проходит в нем очистка сточных вод [4].

В некоторых биологические водоемах встречаются кубышка желтая (Nuphar lutea L.), ирис ложноаировый (Iris pseudacorus L.), аир обыкновенный (Acorus calamus L.), ежеголовник всплывающий (Sparganium simplex Huds.), омежник водный (Oenanthe aquatica Poir.) и другие виды водных растений обитающие в сравнительно чистой воде. Их наличие в водоеме может свидетельствовать о высоком качестве очистки сточных вод предприятием-водопользователем.

Флористический состав высших растений в замкнутых бессточных биологических прудах  гораздо более беден, по сравнению с проточными [6]. Низкое видовое разнообразие растений в этих водоемах зачастую обусловлено их искусственным происхождением, а также сильным загрязнением органическими веществами. Иногда, если пруд имеет малые размеры, единственным видом макрофитов в нем является  L. minor, что отрицательно сказывается на качестве очистки, сильно снижая количество растворенного кислорода и повышая БПК₅. Также для большинства бессточных водоемов характерно совместное присутствие Ph. communis и T. latifolia, что является наиболее результативным сочетанием в плане эффективности происхождения  очистки сточных вод.

Библиографический список

1. Кравец В.В. Интенсификация процессов самоочищения воды в биологических прудах // Биологическое самоочищение и формирование качества воды. – М., 1975. – С.147—150.

2. Шумаков А.Н. Классификация прудов Курской области // Геоэкологические исследования Курской области. – Курск, 2005. – 165 с.

3.    Галяс А.В. Использование биопрудов как эффективного звена в системе очистки сточных вод // Фундаментальные и прикладные исследования в биологии: Мат. I междунар. научн. конф. – Т.1. – Донецк, 2009. – С. 295—296.

4. Крот Ю.Г. Использование высших водных растений в биотехнологиях очистки поверхностных и сточных вод // Гидробиологический журнал. – 2006. – Т.42. – №1. – С.76—91.

5. Борзенков А.А., Кумани М.В., Лукьянчиков Д.И. Применение биологических прудов для доочистки сточных вод в Курской области [Электронный ресурс]. – 2010. – Режим доступа:  [http://scientific-notes.ru/pdf/013-12.pdf], свободный. – Загл. с экрана.

6. Galyas A.V. The higher water plants of some reservoirs of biological clearing in the Kursk area // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution: Theses of the 4th International Conference students, postgraduate students and youths of scientists, on September, 16—19, 2009. – Odessa, 2009. – Р. 174—175.

Опубликовано: Галяс, А. В. Использование прудов биологической очистки сточных вод в Курской области / А. В. Галяс, И. А. Гриненко // Проблемы экологии в современном мире в свете учения В.И. Вернадского: Материалы международной научно-практической конференции, 3–4 июня 2010 г. – Тамбов, 2010.