Сооружений




старонка1/3
Дата канвертавання27.04.2016
Памер468.78 Kb.
  1   2   3
На правах рукописи

ПОМИНЧУК


Юлия Александровна
Экологический мониторинг СОСТАВА БИОЦЕНОЗОВ

АКТИВНОГО ИЛА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТИПОВ ОЧИСТНЫХ

СООРУЖЕНИЙ

03.02.08 – экология

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата

биологических наук


Петрозаводск – 2011




Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева»

Научный руководитель доктор биологических наук

Коровушкин Алексей Александрович


Официальные оппоненты доктор биологических наук

Калинкина Наталья Михайловна

кандидат биологических наук

Заличева Ирина Николаевна


Ведущая организация ГОУ ВПО «Рязанский государственный университет

им. С.А. Есенина»


Защита состоится «20» апреля 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910 Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколого-биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета. Автореферат размещен на сайте www.petrsu.ru
Автореферат разослан «18» марта 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук И.М. Дзюбук



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. По мере интенсификации производственных процессов все большее внимание должно уделяться поиску новых и повышению эффективности уже известных методов утилизации и нейтрализации токсических для окружающей среды и человека веществ.

Вода является обязательным звеном технологического процесса любого современного производства, в связи с этим в последнее время значительно возросло водопотребление на промышленные и хозяйственно-бытовые нужды (Потапова Т.В, 2003). Качество воды в большинстве регионов неуклонно снижается, как и биоразнообразие экосистем водоемов. Из-за высокой загрязненности снижается возможность использования водных ресурсов на нужды населения и уже сейчас многие страны мира испытывают острую нехватку пресной воды (Самсонов А.Л., 2006).

В настоящее время метод очистки сточных вод с применением активного ила является наиболее универсальным, однако недостаточно используемым в практике при обработке стоков различных производств (Туманов А.А и др, 1987; Попов М.А., Румянцев И.С., 2005). Основными критериями выбора предприятиями применения активного ила в очистных сооружениях являются низкие затраты, простота в использовании и экологичность данного метода. Сложности очистки промышленных стоков связаны с чрезвычайным разнообразием примеси, количество и состав которых постоянно изменяется вследствие появления новых производств и изменения технологии существующих.

Также следует учитывать то, что на различных предприятиях (химической промышленности, сельского хозяйства и хозяйственно-бытовых) состав поступающих со стоками экотоксикантов может значительно отличаться не только в количественном, но и в качественном отношении. Следовательно, для достижения эффективности процесса биологической очистки сточных вод, в аэротенках численный и видовой состав представителей биоценозов активного ила должен отличаться.

Таким образом, экологический мониторинг состава биоценозов активного ила в зависимости от типов аэрации в очистных сооружениях различных производств, является актуальной проблемой.

Цель и задачи. Целью работы является экологический мониторинг биоценозов активного ила при использовании биологи­ческой очистки сточных вод с применением дополнительной аэрации в очистных сооружениях предприятий с различной производственной деятельностью (сельское хозяйство, химическая промышленность, городская канализационная сеть).

Решались следующие задачи:



  1. Проанализировать эффективность введения системы дополнительной аэрации в аэротенках очистных сооружений химической промышленности.

  2. Подобрать оптимальные условия аэрации на очистных сооружениях сельскохозяйственных производств на примере свиноводческого комплекса для повышения эффективности работы активного ила.

  3. Проанализировать эффективность использования дополнительной аэрации на предприятиях очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.

  4. Модифицировать состав биоценозов активного ила для повышения эффективности работы очистных сооружений предприятий с различной производственной деятельностью (сельское хозяйство, химическая промышленность, хозяйственно-бытовые).

  5. Проанализировать эффективность качества биологической очистки воды при использовании различных составов биоценозов активного ила в зависимости от производственной деятельности предприятий.

Научная новизна. Впервые охарактеризована динамика изменений составов биоценозов активного ила различных производств (сельское хозяйство, химическая промышленность, хозяйственно-бытовые) с введением систем дополнительной аэрации в аэротенках очистных сооружений. Доказана эффективность внедрения на предприятиях химической промышленности дополнительной мелкопузырчатой аэрации при очистке сточных вод.

Изучен видовой состав гидробионтов активного ила – биоиндикаторов процесса очистки сточных вод от экотоксикантов. Проведен экологический мониторинг биоценозов активного ила в зависимости от типов очистных сооружений используемых на различных предприятиях.



Теоретическая и практическая значимость. Использование разработанных рекомендаций повышает эффективность работы очистных сооружений, приводит к улучшению качества очистки воды, сокращает время очистки.

Теоретическая значимость заключается в биологическом исследовании биоценозов активного ила, анализе адаптивных способностей гидробионтов активного ила, что необходимо использовать в учебном процессе при интеграции дисциплин биологического и экологического циклов.



Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно - практических конференциях: профессорско-преподавательского состава и аспирантов Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева (Рязань, 2011); на международных конференциях: «Экологические проблемы природных и антропогенных территорий» (Чебоксары, 2011); «Наука и инновации в сельском хозяйстве» (Курск, 2011); «Научная конференция профессорско-преподавательского состава Спб ГАУ» (Санкт-Петербург, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных статей, из них 4 статьи в изданиях рекомендуемых ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методики исследований, разделов собственных результатов, выводов, предложений производствам, списка литературы. Общий объем работы 123 стр, 20 таблиц.

Библиографический список включает 289 источников, в том числе 54 работы зарубежных авторов.



СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Обзор литературы

Сделан обзор ключевых научных работ, посвященных антропогенному воздействию на водные объекты, нормированию качества сточных вод. Проанализирована биоиндикация, как один из методов экологического мониторинга очистных сооружений.



Глава 2. Материалы и методы исследований

Исследования проводились на очистных сооружениях ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», куда также поступают стоки других химических предприятий Южной промышленной зоны г. Рязани; на ОАО ПХ «Лазаревское» Тульской области, специализированном предприятии по выращиванию и откорму 108 тысяч свиней в год; на сооружениях очистной станции канализации (ОСК) г. Житомира, стоки которой охарактеризованы, как хозяйственно-бытовые.

Анализ стоков и изучение биоты активного ила проводили в измерительной лаборатории при очистной станции канализациии г. Житомира; в лаборатории нанотехнологий в растениеводстве и животноводстве РГАТУ им. П.А. Костычева; в лаборатории ОАО ПХ «Лазаревское» Тульской области, в экологической лаборатории ЗАО «Рязанская нефтеперарабатывающая компания». Температуру воды – ртутным термометром согласно РД 52.24.496-2005. Измерения химического потребления кислорода производили титриметрическим методом в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.100—97. Определение БПК производили согласно ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97 (2004). Количество аммонийных ионов определяли фотометрическим методом с реактивом Неслера в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.1-95 (2004). Фотометрическим методом в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.3-95 (2004) c реактивом Грисса производили определение нитрит-ионов. Массовую концентрацию нитрат-иона определяли в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.4-95 (2004) фотометрическим методом. Фотометрическим методом определяли концентрацию фосфатов в исследуемых пробах воды согласно Методике № 2.1.40.2. Общее железо определяли согласно ПНД Ф 14.1:2.50-96 (2004) фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой. Определение металлов (цинка, кадмия, меди, хрома, свинца, никеля, мышьяка и др.) проводили в соответствии с ПНД Ф 14.1:2:4.69-96 (2005) инверсионно-вольтамперометрическим методом. Измерений суммарная концентрация анионактивных СПАВ производили по Методике № 2.1.35.1, 2.2.44.1 фотометрическим методом. Согласно ПНД Ф 14.1:2.62-96 (2004) колоночной хроматоргафией с весовым окончанием определяли количество нефтепродуктов. Измерение общего микробного числа и коли-индекса проводили согласно Методике N 1100/83-99-23.Для определения рН проводили электрометрическим определением со стеклянным электродом. Кислород, растворенный в воде определяли йодометрически методом Винклера (1988). Определение количественного состава фауны активного ила проводили согласно ГОСТ 12.1.007-76. Индекс видового разнообразия рассчитывали по формуле Маргалефа (1958). Статистический анализ производили методом вариационной статистики по Н.А. Плохинскому (1961).


Экологический мониторинг биоценозов активного ила при использовании биологической очистки сточных вод с применением дополнительной аэрации













Промышленные

предприятия






Сельскохозяйственное

предприятие






Городские

очистные

сооружения




























































Анализ применения дополнительной аэрации в аэротенках очистных сооружений




Подбор оптимальных условий аэрации




Оценка использования дополнительной аэрации на предприятии по очистке стоков хозяйственно-бытовых вод




Модификация состава биоценозов активного ила для повышения эффективности работы очистных сооружений




Оценка эффективности качества биологической очистки воды























Рекомендации для использования в очистных сооружениях биоценозов активного ила при определенных типах аэрации

Рисунок 1 – Схема исследований.



Глава 3. Результаты исследований

3.1. Сравнительная характеристика биоценозов активного ила очистных
сооружений предприятий химической промышленности

Сложность выбора состава биоценоза активного ила при очистке промышленных стоков от различных предприятий связана с чрезвычайным разнообразием примеси, количество и состав которых постоянно изменяется, вследствие появления новых производств и изменения технологии существующих.

Соотношение представителей биоценоза активного ила аэротенков на очистных сооружениях химической промышленности в зависимости от условий среды мы рассчитывали согласно балльной системе, которая отражает частоты встречаемости гидробионтов в исследуемом материале.

Частота встречаемости представителей биоценоза активного ила аэротенков на очистных сооружениях химической промышленности в зависимости от условий внешней среды (аэротенки на открытом воздухе и находящиеся в помещении комплекса очистных сооружений) представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Соотношение представителей биоценоза активного ила аэротенков
на очистных сооружениях химической промышленности в зависимости от условий среды

Эффективность работы очистных сооружений

Представители

голые амёбы (Amoebin)

тихоходки

Tardigrada

Инфузории

коловратки

(Rotatoria)

нематоды

(Nematoda)

свободноплавающие

Epistylis

Vorti-cella

Средний показатель при непостоянных условиях внешней среды

( аэротенки, находящиеся на открытом воздухе)



Низкая эффективность

очень часто

отсутствуют

очень часто

часто

часто

очень редко

редко

Средняя эффективность

часто

отсутствуют

часто

часто

нередко

редко

редко

Высокая эффективность

нередко

очень редко

нередко

нередко

нередко

нередко

нередко

Средний показатель при относительно постоянных условиях внешней среды

(аэротенки, находящиеся в помещении комплекса очистных сооружений)



Низкая эффективность

очень часто

отсутствуют

очень часто

очень часто

часто

очень редко

редко

Средняя эффективность

часто

отсутствуют

часто

часто

часто

редко

редко

Высокая эффективность

нередко

редко

нередко

нередко

нередко

нередко

нередко

В аэротенках предприятий очистных сооружений химической промышленности при непостоянных условиях внешней среды (аэротенки находятся на открытом воздухе) и низкой эффективности очистки голые амебы и свободноплавающие инфузории встречались очень часто (20 - 40 особей), инфузории Epistylis и инфузории Vorticella часто (10 - 20 особей), Nematoda редко (1 - 3 особи), Rotatoria очень редко (в среднем одна особь), Tardigrada отсутствали. При относительно постоянных условиях среды и высокой эффективности работы очистных сооружений нередко встречались все представители, кроме Tardigrada . По нашему мнению, динамика состава биоценоза активного ила в данном случае обусловлена меньшей изменчивостью физических показателей окружающей среды.

  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка