Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Морфологический и гистохимический анализ зооглей и микрофауны активного ила при токсическом воздействии

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Морфологический и гистохимический анализ зооглей и микрофауны активного ила при токсическом воздействии"

^-ЗШЗ

На правах рукописи

Симаков Николай Юрьевич

Морфологический и гистохимический анализ зооглей и микрофауны активного ила при токсическом воздействии

Специальность 03.00.18. - гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2001

Работа выполнена в Московской государственной технологической академии (МГТА)

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Корнеев А.Н.

Официальные оппоненты; доктор биологических: наук,

профессор Филенко йФ

доктор биологических: наук, Жмур Н.С

Ведущая организация - Всероссийский Научно-исследовательский институт пресноводного рыбного хозяйства (ВНИПРХ)

Защита состоится У / " г., в часов на заседании

диссертационного совета К 212.122.03 при Московской

государственной технологической академии по адресу: 113149, г.Москва ул. Бол отниковс кая дом 15

С диссертацией можно ознакомиться в биб/ и ^теке Московской государственной техшл^; кческок .«.'мни (МГТА),

I

Автореферат разослан У^а" $еле- - ' . .Я"*- "1г.

. I I

I ""' - "

Ученый секретарь диссертационного совета

Кандидат биологических наук Николаева И.Ф.

Общая характеристика работы

Лкту&тъиоань пройлелш

Защита рыбохозяйственных водоемов от загрязнений промышлсш ы ми сточными водами зависит от эффективности работы очистных соор\ткегшй и находится в прямой связи с процессами, происходящим! в биоценозе активного ила.

Для анализа правильной работы аэротешеов необходимо знание состояния биоценоза активного ила: его морфологических, гистохимических и биохимических характеристик.

В настоящее время, когда биохимические показатели на очиегных сооружениях изучаются в достаточно» мере, морфологические и гистохимические показатели и их изменения под влияшем токсикологических веществ в очищаемых еточггых водах остаются наименее разработанной облает»,ю. Следовательно, исследования в этом направлении актуальны и их решение позволит вест нропгоегтескнй углублешшЯ ко]проль работы очистного сооружения. Изучение биоценоза активного нла, и особенно организмов индикаторов, при экстремальных антропогенных воздействиях позволят также контролировать состояние активного »ша и во время предотвратить надвигающуюся опасность, способную нар\тшт> биотические СВЯЗИ МСЖДу организмами при очистке сточных вод.

В этом направлении уже имеется ряд научных разработок (Беляева, Гюитгр, 1371; Curds, Basin, 1970; Баиина, 1984, 1990; Жмур, 1987, 2000), выполненных на высоком тучном уровне. Однако в них не рассматриваются вопросы, связанные с гистохимическими измешгиями и с нарушением процессов гамегогенеза у Metazoa активного ила

Вскрытие закономерностей реагировшшя репродуктивной системы многоклеточных акпшного nia на токсикологическое воздействие позволит не ТШЬКО оценить степень воздействия вредшлх веществ В ДаННЫЙ MOMeitT, но и гтредопредедшъ возможность дальнейшего неблагоприятного развития собыпвЧ в биоценозе активного ила. Решение эш вопросов астрально, оно имеет и вгокное практическое значение.

В настоящее время практически использованы все резервы шггеншфикашш очиспеи сточных вод за счет конструктивных перестроек и .модификаций азротенков и втор!1чных отстойников. Но вопрос интенсификации очистки промышленных сточных вод не закрыт, так как имеется возможность увеличить производительность очистного сооружения за счег изменения технологического режима И увелтения метаболизма микроорганизмов акпшного ила. Ого является одним из раесмаэриваемых налравлезшй в данной работе.

Наконец, необходима ретгпгряд, пук^.т^трязгцомх с вспуханием активного

) пАУЧНДЯ БИБЛИОТЕК' i

j Моск. on я.а-и '

ила. Известно, что под влиянием массового развития нитчатых бактерий, либо при синтезе большого количества гелевой массы, активный нп плохо отделяется от вода во вторичном отстойнике и очищаемая вода несет большую концентрацию взвешенных веществ. Однако вспухание активного ада не ограничивается только перечисленными иричшщш, компактность активного ню и его способность отделяться от воды зависят от морфологии зооглей. Управлять морфогенезом зооглей, повышать их адгезиэныс свойства, как раз и призваны исследования, отраженные в данной работе.

Цели и задачи исследования

Целью настоящей работы является выявление особенностей структурных перестроек активного ила на морфологическом и гистохимическом уровне, а также исследование нарушения репродуктивной функции у многоклеточных организма, под влиянием токсических веществ, находящихся в сточных водах и интенсификация биологической очистки за счет повышения метаболизма микроорганизмов.

При выполнении данной работы решаются следующие задачи:

a) Исследовать действие некоторых токсичных органических веществ, находящихся в сточных водах, на морфологию и гистохимический состав зооглей активного ила.

b) Проанализировать основной состав микрофауны активного ила и определоть его роль в бистестировании токсичности сточных вод и оценки технологических показателей работы иоротенка при очистке сточных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов.

c) Изучить морфологические и гистохимические особенности овогенеза у многоклеточных организмов активного ила с целью использования их для прогностического анализа состояния биоценоза при повьпшиной токсикологической нагрузке.

Показать пути интенсификации биологической очистки воды за счет повышения метаболизма микроорганизмов активного ила путем деструкции части микроорганизмов, е) Провести сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов и некоторых органических веществ на морфологию, гистохимию и овогенез у организмов активного ила.

О Вскрыть механизмы, управляющие адгезией зооглей активного ила за счет изменения электростатических зарядов на поверхности бактерий, и найш способы повышения адгезии зооглей при использовании твердых деструктированных материалов, .несущих электростатические заряды на своей

поверхности.

Научная новизна и теоретическая значимость роботи

Научная новизна заключается в том, что впервые вскрываются закономерности структурных перестроек на гистохимическом уровне В зооглеях и у отдельных оргаштюв микрофауны активного ила под влиянием повышенного содержания токсических веществ, при действии которых могут произойти необротнмые нарушения в биоценозе активного ям.

Помимо этого впервые исследуется овогенез у Metazoa активного ила, протекающий в условиях экстремального воздействия повышенных нагрузок вредных веществ в очищаемой воде.

Выявление закономерностей реагирования предзародышевого развігшя на токсический фактор позволяет ответигь на ряд теоретических и практических вопросов связанных с биоинднкаиией очистки сточных вод.

Впервые показано взаимодействие дееперпфованных бактерий активного і сю со скалами кристаллов и стекла, несущих электростатические заряда.

В данной работе даются новые методы повышения метаболизма микроорганизмов активного ига за счет деструктурирования зооглей и организмов микрофауны, а также обсуждаются вопросы переданії информации между бактериями н клетками простейших.

Помимо этого в работе дан сравшетедьный анализ действия тяжелых металлов и органических веществ на структуру зооглей и на репродуктивную активность мюерофауны активного ила с целью выявления превалирующих заірязиитедей в сточных водах.

Практическая значимость работы

Использование полученных результатов позволит интенсифицировать процесс биологической очистки води и дает возможность оцентъ действие токсикантов на морфолопгческую и пістохимическую стрітоуру активного ила.

Вскрытие закономерностей овогенеза у многоклепочных организмов -биоиндикаторов позволяет создать ^»гностический мониторинг, дающий возможность определить опасные уровни токсикантов в очищаемых сточных водах, способные шрунштъ биоценологические связи в акпшном иле.

При этом нарушеїпіе овогенеза у коловраток и клещей предопределяет сіруктуріше перестройки в зооглеях активного ила, происходящие при действии токсикантов.

Применешіе злектростатіїческих зарядов, получении х на деструкгированных кристаллах и стекле, позволит восстанавливать структуру зооглей активного ила после неблагоприятного воздействия и уменьшать иловый индекс.

Полученные данные используются в учебном процессе б Московской государственной технологической академии на кафедре биоэколопш и ихтиологии при прохождении курсов «гидробиология», «санитарная гидробиология» и «водная токсикология».

Защищаемые п&южеиия

Диссертант выносит на защиту след)'Ю1цие положения:

1. Подавление овогенеза у коловраток, клещей под влиянием повышенного >ровня токсических веществ содц)жшщ1хся в сточных водах, по времени опережает структурный перестройки в зооглеях и у простейших биоценоза очистного сооружения.

2. Икгибирование вегетативного размножения у аэлозом происходит как при вредном воздействии токсикантов, так и при нарушении технологических режимов работ аэротенка,

3. Изменение структуры зооглей и уменьшение илового индекса за счет воздействия электростатических потей, образовавшихся на деструктированных кристаллах и стекле, внесенных в активный ил.

4. Повышение метаболизма у микроорганизмов активного ила и интенсификация биологической очистки воды за счет веществ, выделяющихся при частичной деструкции организмов микрофауны.

5. Прогностические методы оце1[ки действия тяжелых металлов и органических веществ, основанные на анализе количества видов Простейших, морфологических и гистохимических перестроек, происходящих в структуре зооглей и микрофауне активного ила.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались па ежегодных международных и российских конференциях МГТА (2000 - 2001); на Международной конференции «Гидроэкология на рубеже веков, проблемы гидроежологии» (Санкт-Петербург, 2000); на Международной конференции «Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные пробле,\ш»(Тш11>ятти 2001); на научных коллоквиумах кафедры «Биоэкология и ихтиология» МГТА (2000-2001 гг.)

Публикации

Результаты диссертации изложены в пяти опубликованных научных работах. Объем и структура диссертации

Диссертация имеет общий объем 116 страниц машинописного текста, включая 4 таблицы и 14 рисунков (графики и мнкрофого).

Работа включает следующие разделы; введение, четыре главы, заключение и основные выводы. Список использованной;шгературы включает в себя 131 работу, из которых 49 - на иностранных я доках.

Содержание работы Глава 1. Анализ имеющихся данных и возможные пути решения проблемы

В данной главе дастся анализ литературных донных о дейсшии органических токсикантов и тяжелых металлов на микрофлору и микрофауну активного ила, а также на онтогенетические показатели многоклеточных микроскопических организмов, особенно на овогенез, размножение и гистохимию генеративных органов.

Обсуждается роль индикаторных организмов да я решения токсикологических и технологических задач, возникающих при очистке сточных вод в аэротенках.

Рассматриваются пути гаггснсифихашш биологической очистки сточных вод путем воздействия на метаболизм и на CTpjTnypy зооглей активі ¡oro ила.

Отмечается недостаточная разработка методов прогностического анализа, позвшяющих предотвратить необратимые нарушения в биоценозе активного ила при воздействии опасных концентрацій токсикантов.

Глава 2, Материалы и методики исследовании

Эксперименты по действию токсических веществ на отдельных представителей микрофауны и на морфологию и гистохимию зооглей и Metazoa акпшного ила проведены с использованием двух видов модельных аэротснков.

В первом случае, использовались контактные аэротенки, представляющие собой цилиндры емкостью 1 лигр. Для каждой жидкости модельные аэротенки заряжались активным илом, адаптированным к данному искусственному стоку, из pacífera 3 г/л по сухому веществу. Искусственный сток состоял: на 1 литр отстойной воды брали следующие компоненты в мг/л: пептон - 450, K2I3P04 - 360, Са(СШСООН)2 -225, ЫаС1 - 9.

Во втором - проточные модели аэротенков подставляли собой установку, в состав которой входили а^рогсіш-с меситель и отстойник, выполненные в виде стекля шых труб. Диаметр труб 100 мм для аэротемка и дія отстойника 50 мм.

Подача искусственной сточной жидкости, того же состава, осуществлялась из бака емкостью 2600 шпров, что позволяло при обійме аэрогенка 10 литров и

s

продолжительности аэрации 6 часов обеспечивать работу 10 аэротенков в течение суток до следующей заправки емкости. Возврат активного ила из отстойника осуществлялся с помощью эрлифта.

Для проверки стабильности рпбота контроль![ых к опытных аэротенков, в которые вместе с искусственным стоком подавались исследуемые концентрации вредных веществ, пртводитш гидрохимический опал из сточной вода из лабораторных моделей и определение массовых форм под микроскопом.

Для этой цели использовали известные руководства и определители (Роговская и др., 1970; Яковлев, Ласков, 1972, Кдрюхина и др., 1983, Фомин, 1995, Догель, 1951, 1962; Кугикова, 1970,1977; Мажейкайге, 1977; Чибисова, 1977).

Опыты ставши с 3-кратной повторностью и с последующей статистической обработкой полненных результатов (Плохинский, 1967),

Для исследования морфалогии и гистохимии зоаглей, а также для изучения овогенеза у многоклеточных организмов микрофауны активного ила использовали стандартные метода (Ромейс, 1954; Пирс, 1963; Лиляи, 1969; Саркнсов, Петров, 1996).

Пробы активного ила, [пятые из аэротенка. помещались в мешочки из мелкого газа и фиксировались в 9 % формалине, либо в смеси Карнуа (3 части этанола - 1 часть ледяной уксусной кислоты).

Активный ил резался на микротоме(тал[цииа срезов 5 мкм). Дальнейшая обработка срезов не отличалось от других гистологических методов получения постоянных микропрепаратов.

Срезы окрашивались гематоксилин-эозином на морфологию, а ддя гистохимического выявления локализации кальция в организмах активного ила осуществлялось окраска по методам с ализариновым красным, ДНК и РНК выявлялись по ьбетоду Брате. Препараты заключались в канадский бальзам.

D качестве исследуемых на токсичность веществ были взяты следующие соединения в концентрациях, При которых 01Ш чаще всего встречаются в сточных водах:

1) неионогенный поверхностно-активный препарат бунигаль "0", разлагаемый в аэротенке на S2 %, в концентрациях 10, 30 мг/л;

2) эмукрил С (сополимер этилакр плата, метилакрилата со стиролом), применяемый в текстильной промышленности, в концентрациях 30, 20 и 30 мг'л;

3) препарат Б-73 (трибугилтритиофосфат), применяемый в легкой промышленности, в концентрациях 10,20 и 30 мг/л;

4) мочепина, в концентрациях 30 и 100 мг/л;

5) препарат БВ {смесь N- оксиметилстеэриламида, дгопиол мочевины), также применяемый в легкой промышленности при обработке тканей, в концентрациях 10,20,30 мг/л;

6) тиогликоль - препарат, используемый в анилшкжрасочной и легкой

промышленности, в концентрациях 10 и 20 мг/л;

7) поверхносшо-актшшое вещество сульфероль - 30 мг/л;

8) краситель кислый фиолетовый С, в концентрациях 10 и 30 мг/л;

9) краситель <]юнипидцый желтый, из расчета 20 и 30 мг/л;

10) п-фегаиендаамин, в концентрациях 10 и 20 мг/л;

В модельные проточные аэротенхи при исследовании действия тяжелых металлов подавался искусственный сток с органическими добавками, дающими нагрузку по ХГК 522 мг Ог/л, содержащий 31 б мг/л хлоридов и 178 мг/л сульфатов. 1-й аэротенк, с описан:гым стоком, в ел ступал как коїпрольньїй.

В остальные аэротенки поступала искусственная сточная жидкость со следующими добавками токсикаїггов в мг/л (та&іица 1),

Тзбшща 1

Содержание металлов в искусственных стоках, подаваемых в аэротенкн

Токсикант Аэротенк 2 Аэротенк 3 Аэротенк 4

Медь 0,08 0,14 0,21

Хром (3+, 6+) 0,005 0,005 0,0075

Кобальт 0,29 0,48 0,72

Железо 0,25 0,39 0,59

Цинк 0,04 0,04 0,06

Никель 0,032 0,032 0,048

Продолжитльность опытов дія большинства веществ И ьюделыюго стока состаьгаа 30 дней, а для трудно разлагаемых активным ¡пом красителей -фиолетовый кислый С и феницидный жетшй, а также для препарат п-фенщендиамин - исследование проводилось в течение 60 дней или другим загрязнителям.

Проводились эксперименты по погашению илового индекса за счет изменения морфогенеза зооглей. Акпшный ил с индексом 800 брали из аэрогенка и разливали ію 9 цилиндрам. Во всех цилиндрах определяли иловый индекс.

Три цилиндра были контрольными. в три следующих на дно вносили в мелкой чашечке истолченное стекло, и, наконец, в три последних цилиндра на дно помещали крупные кристаллы фтористого ліггия. Повторності опытов 3-х кратная.

Эксперименты по стимуляции метаболизма проводили в контактных и проточных моделях азротешов, Состав искусства шой сточной жидкости был тот же, что и нри проведении токсикологических экспериментов.

Интенсификацию очистки сточной жидкости проводили путем повьішеїоія метаболизма микроорганизмов акпшиого іиа при внесении гомогенати того же активі юго ила либо инфузорий, деезруктированных гомогенизатором.

Глава 3. Результаты исследований

Изменение соапава микрофаунн активного ила

Исследование физиологических показателей у индикаторных организмов активного ила контрольного аэротенка показало следующее:

1. Отмечается массовое развитие оиеркулярий, сувоек н коловраток, характерных для хорошей работы аэротенка.

2. Фагоцитоз и образование тшеварительных вакуолей у индикаторных организмов не нарушен.

3. Морфологическое строение простейших и многоклеточных микроскопических организмов не нарушено,

4. В некоторых случаях отмечается закрытие ресничного аппарата у сувоек и оиеркулярий, что указывает на недостаточность аэрации.

5. В активном иле контрольного аэротенка попадаются отделыие цисш.

6. Половой процесс не преобладает при размножении инфузорий активного ила.

7. Гибели клеток иод влиянием стока в контрольном аэротеике не отмечено.

Дашше по воздействию исследуемых коицеїгграццй вредных веществ на видовой состав СШа*а активного ила за 30 дней представленії в таблице 2.

Таблица 2

Изменение численности видов Сіїіаіа в микрофауне активного ила при воздействии

вредных веществ

Коиіг*« Дни «ып

Вннктвф П>І1ИЯ ИП1.! -4 * и 1С 10 14 1Ї »

1 2 3 4 3 7 8 » 10

КсМ(ХУ1, 231 о,к 21 ±0.8 23* 2,3 24 ±1,1 24 ± 1,1 14 ±1.0 24*1,1 24*1,1

Іхуиигдої 10 І ±1,2 в ±0,7 П± 1,2 21 ± 1.0 23 ±0,4 24 ±1,1 24*0.7 24* І.В

30 л ±0,8 6± 1,1 14*0,7 го і о.б 22*1.2 24 ±0,5 14 ±0,5 24* 1.1

10 22 ± 1,1 19*1,9 13*0.9 10* ІД 7*1,1 5*1,4 4*1,0 4* 1,3

Эму^ипС 20 іг± о,» 12 ± 1.5 10 ±0," «±1,1 4 ±1,2 4±и 4 ±1,1 4 ±1,3

30 16 ±0,9 ї±0,8 6*1.1 5*1,3 4* С,в 3*1,1 3±0,9 з±о.а

Препврвт Б-73 10 1« 1 1,8 14 ± 13± 1,2 12 ± 1,6 12 * 2,0 13 ± и 20* 1,6 20* 1,9

м із ± о,9 15 * 1,4 13± 1,3 9=Н,2 10*1,3 12 *!,1 21 * 1,1 21 ±о,а

за 13 ±0,7 101 ІЛ 9± 1,7 9Л 2,1 9*1,1 8*0.6 711,1 7*1,К

.Мсгтаїа зо 17 ± и 19*2,2 23 ± 0.0 24* и 23*0,7 25* !Д 25*0,9

10С 14± 1,1 12 ±2,1 10* 1.1 в ± 2,! 8 ±1.3 8 ±1,4 9 І 1,3

Препарат 10 23 ±1.4 20*2,2 Н± 13 10±1.1 12 ± V 12* 2Д 12 ± 1,« 13 ± 1,0

ЕВ 30 22 * 1.2 13 ±03 9± 1,0 г І 9 ±0,5 9 І 1,4 9*1,8 10± 1,4

зо 20 ±0,7 9 ±1,3 7* 1,3 7*2,0 7 ±0,9 в± 1,2 8±и а± ід

Супьфероль зо 22 ± 2.3 21 ± 1.4 20* 1.1 24± 1,1 19 ± 1,3 19 ± 1,4 18 ±2,0 ¡8*2,1

КИСЛЫЙ ф№ЛЄТСЬЬіЯ С 10 30 20 ± 1.2 15 * (,3 К* 16 13* 1,4 10* и 17 ± 0,7 11 ^ 1.3 21 ± 1 2 19 ± 1,0 21 ± и 15 * 1,4 23 ±«.9 19*1,1 23 ±1,3 ¡9 ± 0,7

п-фст 'н;і єн лі-нми ч 10 эо 14*1,5 12 ±1.6 4*0,3 3*0,3 4* 1,2 3*1.1 4 * 2,0 4 * 1.2 6* 1,3 4* 1,0 6* (,0 5*1,3 7*1.2 5* 1,3 7* ¡,6 7± 1,1

Под воздействием бунигаля "О" уже на второй день из активного ила исчезают

кругореашчные инфузории Vorticella coifcpanula и V, convallaria, примерно в два раза сокращается количество бртохоресі пічних ігнфузоріїіі.

По количественному и качественному составу микрофауна азратенка очищающего бушіталь «О»,приближается к ьшкрофауне контрольного юрстеша.

Препарат Б-73 оказал более вредное воздействие на микрофауну активного ила в модальных аэротенкач по сравнению с бчпігалем.

Стабилизация качественного и количественного состава микрофаиты активного ила отмечена к 28 дню.

Эмукрил С влияет, прежде всего, ш брюхоресіпічньіх инфузорий. В активном иле сильно развелись аэлозомы и водные клещи. Анализ состава активного ила показывает, что за время опыта адаптации микрофайлы к эмукрияу С не произошло ни при одной го исследованных концентраций.

Отделочный препарат БВ, так же как другие исследованные вещества, в указанных концентрациях вызывает изменение в микрофауне активного ила. Ил приобретает красноватый оттенок из-за массового развития в нем аалозом, что также говорит о нарушении биоценол отческих отношений под воздействием вводимого препарата.

Мочевина, При коїщеїлрашш 30 мг/л в микрофауие активного іпа происходили сдвиги в сторону уменьшения числа видов в трех основных rpwrax организмов, Однако через две недели после начала опыта происходило восстановление биоценоза, и активный ип почт не отличатся от нормы. При концентрации 100 мг/л мочевина уже оказывала сильное воздействие на мккрофауну, от ее воздействия сіра дат и брюхорееш иные инфучоршт На 8 день в биоценозе активного ила можно отметить начало массового развития Amoeba ІІшах.

Таким образом, конценгращво мочевины 30 мг/л можно считать допустимой, а концентрацию 100 мг/л вредной для биоценоза активного ила.

Тивдиглихолъ оказал действие ш морфогенез зооглей, и они приобрели ншрообразную или улиткообразную форму и были очень крупными, однако и этот процесс мало отразился на составе микрофауны активного ила. Видимо, к этому препарату микрофлора оказалась чувствительнее микрофауны.

Поверхностно-активное вещество сульфе]юль влияло на развитие брюхоресничных инфузорий и выступало как ингибирутощнй фактор.

Краситель кислый фиолетовый С слабо разлагался активным том, зооглей окрапвшались в фиолетовый цвет. При концентрации 30 мг/л в биоиеиозе активного ила остались равноресничные инфузории, что заставляет считать эту концентрацию токсичной для активного ила. Подтверждеіпіем этому служит также массовое развитие нитчатых бактерий в аэротеике с коїщеі пращ іей 30 мг/л кислого фиолетового С,

Другой исследованииіі на токсичность краситель - фешщиднин желтый больше оказывал влияние на микрофлору, чем мшрофа\ну.

Последний из исследованных в этой серии препаратов - п-фєннлендиамші -

практически не подвергался биодеградации.

Морфологические и гистохимические игменепия мо&тей при действии органических іагрягните.іей

Исследование морфологии зооглей активного ила из опытных аэротенков показывает, что высокое содержание токсикантов, в нашш случае это 20 - 30 приводит чаже acero к измельчению зооглей и их некоторому разрыхлению по сравнению с контролем,

Однако некоторые вещества оказывают своеобразное воздействие на морфогенез зооглей. Шаровидные зооглей появляются при действии препаратов эмукрил С и Б-73.

Наиболее выраженное действие на морфогенез зооглей оказьюает таоднгликоль. Тиодиглнзссвдь почти не аіпяет на микрофауну активного яла, зато изменяет структуру зооглей. морфогенез зооглей, но н метаболизм бактерий, образующих крупные шаровидные и улиткообразные структуры.

Гистохиіяічесше исследования зооглей активного ила показывают, что большинство веществ не действует на содержите нуклеиновых кнслсуг, окраска срезмі зооглей не изменяется даже при нарушении нх морфогенеза, Однако но содержанию кальция происходят изменения в зооглеях, особенно тех, которые имеют пгаровидиую форму.

Все вещества вызывающие оішривание зооглей, такие как препарат £-73, эмукрш С, привода к повышению концентрации кальция в зооглеях. С датой стороны разрьіхлешіе хлопьев активного кда и даже их прирост, как это наблюдается при действии тиодиглихоля, снижают окраску хлопьев активного кла на кальций по сравнению с окраской зооглей го контрольного аэротеша.

Измельчение хлопьев активного ила под влиянием красителя феташдного желтого и фенилен диамина также согфовозкдается потерей кальция.

Морфологические изменения зооглей и микрдфарны под &шянием искусспшнного стона с тяжелыми мепюлтами

Биоценоз активного ила азротснка 2 указывает на хорошую очистку воды и морфологические изменения, а отсутствие некоторых в ид од коловраток не может служить нричшой, чтобы сделать заключение о токсичном воздействии стока подаваемого на очистку в аэротенк 2 «а биоценоз активного ила.

Физиологический анализ показателей у простейишх и эулигических организмов активного іиа азротенка 2 не позволил найш отличий по сравнению с контролем.

Увеличение концеїпратш токсикантов в стоке, подаваемом в іорогекк 3, сказалось на подавлении развил« мнкрофаукы активного ила. Физиологические показатели в активном иле азротенка 3 отличаются от активного ияа контрольного

азротенка.

Во-первых, происходит измельчаете клеток инфузорий, говорящее, что сток токсичен для индикаторных организмов, во-вторых, в активном иле моияюе развито»; получают инфузории ТгаеЫ11орЫ11ит ртеїіДаІит, которые разрыхляют зооглеи активного ила « увеличивают иловой индекс.

Таким образом, подача искусственного стока в аэротенк №3, содержащего среднее количество токсикантов, приводит к нарушению, как фиякнюгнческих показателей, так к технолог) теских параметров очистки сточной воды.

Активный їй 4-го аэротенка, где токсические изменения выражены наиболее чєтко) и стох явно не подходит для очистки, ш содержание тяжелых металлов не исследовался.

Данные о содержании тяжелых металлов после завершения хронического опыта приведеш в таблице 3.

Таблица 3.

Содержание тяжелых металлов в 100 г сухого вещества активного ила, в мг

Токсикант Банка 1 (контроль) Аэротенк 1 (контроль) Аэротенк 2 Аэротенк 3

Медь не обнару- не обнару- не обнару- не обнару-

живается живается живается живается

Никель 0,6 0,7 3,9 М

Цинк 2,5 5,3 1,6 2,5

Кобальт 0,4 0,28 1,1 U

Железо 3,7 12,2 14,4 18,0

Анализ полученных результатов показывает, что цинк не накапливается в активном иле в течение опыта, даже несколько снижается по сравнению с контролем, Зато заметно накопление никеля по сравнению с контролем. В активном иле накапливается также кобальт и железо (Симаков, 2001, в).

Выявляется дае основные группы индикаторных организмов: коловрашї н водные клещи, по овогенезу которых можно определял, вредное воздействие токсикантов сточных вод на биоценоз активного ила. Эта организмы можно исполыювать также для мониторинга за токсичностью сточных вод, так как предлагаемый аш;шз, особенно на коловратках, легко можгт был. выполнен в обычных исследовательских лабораториях и не требует много времени.

Влияние органических загрязнителей на гаегтлогичееше покачателн микрофаун» мэшепого ила

Гистологические и гистохимические исследования активного ила го аэротенкш, в которые подавался сток с содержанием бунигаля «О» в концентрациях 10 и 30 мг/л похазали. чгго у водных клещей резко сокращается

количество овощггов при овогенезе.

Гистохимические исследования показывают, что локализация кальция подтверждает вредное воздействие буннгаля при всех исследованных концентрациях, так как кальций теряется одновременно с нарушением процесса вигелчогенеза, Однако после адаптации активного ила к бунигалю интенсивность окрашивания овошггов на кальций Еюсстанавливается.

Выявление ДНК и РНК в организмах активного ига с помоыеью реаший <1>ельгеиа и по Браше не показало различий между опытом и контролем,

Препарат Б-73 оказал, существенное влияние на простейлшх активного ила. Гистохимическое исследование коловраток на содержзіяіе кальция, нуклеиновых кислот и лшшдов показало, что препарат Б-73 при концентрациях 10 и 20 мг/л почти не влияет на содержание указанных веществ. Однако при кошгагцищщ 30 мг/л в жетточкике филодш! и каладик наблюдается снижение кагп.ция

При коицетрациях препарата Б-73 10 и 20 мг/л размеры желточников сокращаются (Рис.1) и их окраска у коловраток на РНК по Браше указывает на некоторое сшіжеше синтеза и, возможно, на подавление (жосиктеза белка.

Рис. 1. Окраска желточзшков на РНК у коловраток РЬПосЗта го$ео!а

Эмукрш С исследовался в тех же конце] гтрациях. что и препарат Б-73. Гистохимические исследования также подтвердили устой'швость коловраток, азлозом и клещей к эмукрилу, так как при всех исследованных концентрациях у гак не отмечается отклонений по сравнению с теми же 0ргаш1змами в ко1 л рольном аэротенке.

Мочевина. Гистохимические исследования многоклеточных активного ила показали, что при действии мочевины в концентрации 30 мг/л различий в окраске органов, а при концентрагрш 100 мг/л окраска овошггов на содержание кальция у клещей подает. Сходная реакция происходит в желточниках коловраток, видимо, ЭТО является причиной уменьшения их численности в биоценозе активного ила.

Сульфероль при шщентрацин 30 мг/л вызывал нарушение процессов овогенеза у водных клешей и коловраток и бесполое размножение у юлозом.

Действие красителей на гистохимические и гистологические показатели

а) Контроль

б) Действие препарата Б-73

многоклеточных активного ила нами рассмотрены на примере фиолетового кислого С и фешшидного желтого.

Фиолетовый кислый С неблагоприятно действует на биоценоз активного ила, фетщидпый желтый, не вызывал гистологических и гистохимических отклонений в микрофауне активного ина.

Наибольшие гистологические и гистохимические сдвиги у микрофауны активного та вызывает фенилендиамюг По его влиянием у коловраток нарушается обмен липидов в желгочнике и кальциевый обмен при овогенезе.

Киши и е тямсе,шк ліетахш на овогенез\fetazoa лкяшвного ила

В аэротснке, очищающем сток с наименьшим количеством металлов, не отмечается нарушений процессов овогенеза и гистохимических сдвигов у многоклеточных активного ила. Бесполое размножение аэлозом не нарушается

Увеличение концентрации металлов до уровня, соответствующего в стоке аэротеика 3, на первых этапах очистки не сказывается на гистохимических показателях при овогенезе у коловраток и клещей. Однако на 11 день опыта у коловраток, относящихся к классу Bdelloidea, в желточнике снижается окраска на лщшды и на кальций

Наибольшие сдвиги в овогенезе и нарушеїми гистохимических показателей у водных клещей и коловраток вызывает комплекс тяжелых металлов,

Основными показателями отклонения от нормы являются: сокращение числа овоцитов на стадии протошіазматического роста, подавление вігтаїлогенеза, ослабление гистохимической окраски на кальций н лшщды, морфологические сдвиги в «роении некоторых овоішов первого порядка, в последнем случае появляется деструкция оболочки овоцитов и фрагментация цитоплазмы овоцитов.

Воздействие деструктароваяного стекла и кристаллов на адгезивные свойства

зооглей

Электростатические заряды, образовавншеся на поверхности частиц деструктировашюго стекла или кристаллов взаимодействовали с зарядами на поверхности хлопьев активного ила и усиливали адг езию зооглей. В результате, активный reí , помещенный в чашки Петри с деструктированным стеклом или кристаллами фтористого лития, концетрировался в центральной части дна чашки.

Эксперименты показали, что различий между воздействием деструктнрованного стекла и деструктированными кристаллами фтористого .лития не наблюдается. Через 15 минут после начала опыта диаметр пятна со стеклом и кристаллами был на 1/3 меньше контрольного пятна активного ила в чашке Петри, которое, по-прежнему, занимало всю поверхность дна чайки Петри.

Опыты показали, что добавление деструктнрованного стекла или фтористого

шгпм в модельные отстойники вызывает снижение илового иидекса с 800 мі/г до 450 мл/г.

Фторисгый литий характеризуется тем, что его кристаллы не растворяются в воде и часто достигают 2- 3 см в поперечнике. По этой причине с ним удобно работать в воде и водных растворах, а также раскатывать такой кристалл на две части. При этом поверхности скола заряжаются положительно и отрицательно

Активный ил тщательно диспергировался с помощью гомогенизатора и отстаивался в течение 30 минут. Из верхней части цилиндра отбиралась вода с диспергированными бактериями и в виде каши наносилась на скаты кристалла фтоїжстого литая.

Под микроскопом исследовалось распределите гетеротрофных бактерий активного ила на полошпсяыю заряженной и отрицательно заряженной поверхности скола кристалла пористого лития

Структурированное распределение электрических зарядов на скопах кристаллов передается бактериям активного та, которые в свою oчqx:дь перестраивают структуру зооглеи и их распределение в пространстве. Распределение бактерий резко различалось.

Изучая паттерн распределения бактерий на отршщтельно заряженной поверхности половины кристалла, можно отметать сетчатое распределение бактерий. Отрицательно заряженные цешры на сколе свободны от бактерий.

Бактерии как бы окружают каждый го узлов кристалла, где отрицательный потенциал наиболее высок (Рис.2),

Рис.2. Растцжделение бактерий активного ила на отрицательно заряженном скате кристалла фтористого літи, Ув. 20 х 40.

Совершенно иная картина распределения бактерий представлена на положительно заряженной половине кристалла. 1Ї этом случае видны борозды соответствующие кристаллической решетке, по которым распределяются бактерии (Рис.3).

Следовательно, у бактерий активного ила, подвергнутых действию токсических

веществ и потерявших частично адгезивные свойства за счет изменения элект] »статических зарядов на поверхности клетки, можно стимулировать возрастание электрических потенциалов за счет внесения дополнительных электростатических зарядов на поверхности ската кристаллов.

Рис.Л. Распределение бактерий на положительно заряженном сколе кристалла фтористого літія. Ув. 20 х 40.

Таким образом, открывается еще одна возможность борьбы с вспуханием активного ила.

Стимуляция менгабтигиа активного ила при его частичной гомогенизации

Введение в модельные аэротенки гомогенате активного ила приводило к стимуляции утилизации пептона по сравнению с контрольными юротенками. Результаты опытов по влиянию гомогенати активного ила на скорость биодеградации пептона представлены на рис. 4.

ХПК после 3-х часов аэрации снижалось в воде опытных аэротснхов с 600 до 100 мг Сь/я, в то время как в контрольных моделях аэротенков величина ХІЖ падает только до 150 мг СМл, Особенно интенсивно пептон метабсдизировался в первые 30 минут после начала аэрации.

МПС mgty.

Рис. 4. Утилизация пегттогш микроорганизмами активного ила но изменению ХПК.

1 - норма; 2 - при добавлении гомогешта активного ила.

Деградация метилового спирта проходила за белее короткий срок по сравнению с пептоном. Через 2 вдеа в опьшак аэротенках пракгически не оставалось метадала, в то время как в контрольных аэротешах даже через 2,5 часа утилизация метилового спирта микроорганизмами не заканчивалась (рис. 5.).

НИИ

Рис. 5. Утилизация мегппового спирта микроорганизмами активного цта.

1 - норма; 2 - гц>н добавлении гомогената активного ила.

При добавлении гомогената активного та в опытные аэротеики скорость биологического окисления метанола возрастала в 2-3 раза.

Следует отметить, что среди всех проведенных экспериментов стимуляция биодеградащш метрового спирта в ирисутсгвга гомогената активного ила была выражена наиболее четко.

Скорость биодеградации пропилового спирта активным илом ниже, чем таковая для метилового спирта. Пропиловый спирт при концентрации в среде 320 мг/л, то есть почти в два раза ниже по концентрации, чем метиловый спирт, изымался из воды только за 2,5 часа в опытшлх аэршеиках; в контрольных аэротенках за 3 часа происходила только неполная утилизация ж среды

проггилового спирта (рис. 6,).

С, шд/1 Олії

0

э

г

і

Рис. 6. Утилизация проггилового спирта микроорганизмами активного ила. 1 - норма; 2 - при добавлении гомогенате активного ила.

Таким образом, в данной работе рассмотрено несколько аспектов, связанных с морфологией зооглей активного ила, их гистохимией, а также с гистохимией овогенеза у многоклеточных микроорганизмов активного ила при воздействии ряда токсических веществ.

Впервые удалось показать тесную связь между морфологическими к гистохимическими перестройками у организмов активного ила и интенсивностью их размножения в зависимости от группы токсикантов, попадающих со сточными водами в аэротенк. Отмечено, что в некоторых случаях нарушение процессов овогенеза у \letazoa активного ила предшествует крупным морфологическим перестройкам, которые могут привести к ухудшению качества очищаемой воды, а иногда и к необратимым перестройкам в биоценозе активного ила.

Это позволило выделить наиболее приоритетные многоклеточные организмы активного ила, по овогенезу и размножению которых можно вести мониторинг за состоянием биоценоза. Среди таких организмов-индикаторов можно назвать водных клещей и аэлозом (Симаков, 2001 а,б).

Вторым направлением, связанным с частичным управлением морфогенезом зооглей, можно считать проведенные нами исследования по использованию электростатических зарядов на сколах стекла и кристалле® для восстановления структуры зооглей и усиления адгезивных свойств микроорганизмов активного ила.

Удалось показать сродство структурированных электростатических налей на деструктированных кристаллах и стекле, а также на зооглеях активного ила, что дает возможность бороться с вспуханием активного ила за счет уменьшения илового индекса.

Глава 4. Обсуждение результатов

Проведешіая работа позволяла обнаружить прямую зависимость между воздействием стимулирующих (¡Егоров и токсических веществ и биоценозом активного ила.

Исследуемые факторы вызывачи изменеїшя морфогенеза зооглей активного ила и изменения видового состава биоценоза активного ила, при этом отдельные органические вещества влияли в основном на ресничных инфузорий с точки зрения редукции количества видов.

В то же время количество особей одного вида в единице объема не может служить показателем токсического воздействия на биоценоз активности ввиду большой вариабельности данного показателя и высокой степени еі-о записи мости от биотических и абиотических факторов. В активном иле обнаружены сложные взаимоотношения межда бактерия ш и организмами животного происхождений, как одноклеточными, так и многоклеточными.

Одним из таких взаимоотношений можно считать химическое взаимодействие простейших и бактерий, в частности метаболиты простейших могут выступать как стимуляторы жизненных процессов бактерій.

Ііе исключается, что и отдельные вещества зооглей, принимающие активное участие в морфогенезе, оказывают в свою очередь стимулирующее воздействие на простейших и многоклеточные организмы акгавного ила. При этом метаболиты не всегда должны выделяться в окружающую среду, они могут быть получены и при деструктировашш зооглей и организмов микрофауны механическим путем, либо другими способами, веду щими к разрушению живых клеток.

Именно это свойство и было использовало нами дія интенсификации биологической очистки воды активным илом. Когда а аэротенк вводилось небольшое количество гомогената ітростейших, либо самого активного ила.

Основные выводы

1. Исследовано действие некоторых токсичных органических веществ и солей тяжелых металлов содержащихся в стоках, на морфолопяо и гистохимический состав зооглей активного ила.

Установлено, что при действии концентраций токсикантов, нарушающих биологические показатели у организмов активного ща, изменяется морфология зооглей. Зооглей приобретают шаровидную форму, помимо этого, в них падает содержание ісальпия.

Указанные изменения носят обратимый характер и могуг елуиоггь предвестником дальнейших нарушений в биоценозе активного ила, очищающего токсичный сток.

2. Проанализированы изменения в основном составе микрофауны активного ила, возникающие при действии токсикантов, содержащихся в очищаемом стоке.

Определит ¡юль микрофауны в биотесгироваши токсичности сточных вод и оценки технологических показателей работы аэротенка при очистке сточных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов.

Выявлено, что большое значение для оценки токсичности елочной воды имеет такой показатель, как количество видов простейших в биоценозе исследуемого активного ила, а не количество особей массовых видов. Установлено, что онтогенетические показатели у Ме1агоа активного ила и бесполое размножение аэлозом в первою очередь отвечают на неблагоприятное воздействие токсикантов оргшшческой и иеор1-анической

ПрИрОДЫ.

3. Изучение морфологических и гистохимических особенностей овогенеза у таких многоклеточных организмов как коловратки и водные клещи позволяет утверждать, что репродуктивные процессы у микроскопических многоклеточных организмов активного ила - наиболее чувств нтелыгый показатель к неблагоприятному воздействию токсических веществ, находящихся в очищаемом стоке, который можно использовать для прогностического анализа биоценоза при повышенной токсикологической нагрузке. Подавление вителлогенеза, резкое сокращение числа растущих ОВОЦИГОВ, рСДуЫДШ ЖеЛТОЧНИКОВ И гитохимическне СДВИП1 в ядрах и цитоплазме овоцигов появляются у Ме1агоа активного ила за несколько дней до начала гибели, инцесгарования и впадения в аиабиоз организмов микрофауны, признаков, по которым ранее судили о токсическом воздействии очищаемого стока на биоценоз активного ила.

4. Деструкция части микроорганизмов активного ила (око.ло 0,01 % от объема активного ила в аэротенке), либо гомогенизация простейших и добавление гомогената в аэротенк приводит к интенсификации биолоп(ческой очистки воды в среднем на 15 - 20 %.

В данной работе добавление гомогената и очистка сточной воды .проводилась в импульсном режиме, что оказалось более благоприятным по сравнению со стабильно работающим проточным аэротенком.

В работе выдвигается концепция, согласно которой интенсификация окисления органики сточной жидкости активным илом происходит за счет стимуляции метаболизма бактерий продуктами деструкции простейших, действующих в системе «хищник - жергва>».

5. Сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов и некоторых органических веществ на морфологию, гистохимию и овогенез у многоклеточных организмов показывает, что токсичные органические загрязнители оказывают разнообразное воздействие на микрофлору и ыикрофауну активного ила.

В зависимости от химического состава оргаштческого вещества может страдать как микрофлора, так и микрофауна, а иногда тшько один из

компонентов биоценоза активного ила.

Тяжелые металлы чаще всего поражают ор1~аннзмы микрофлоры, вызывая либо гибель простейших, либо нарушение овогенеза у Ме(а2ш,

6. Установлено свойство деструкгированных кристаллов и стекла, несущих па свой поверхности электростатические заряды, повышать адгезию зооглей активного ила, а тем самым поеискать иловой индекс.

Уменьшение илового индекса за счет повышения электростатических зарядов на поверхности зооглей способствует отделению активного ила от очищаемой воды во вторичных отстойниках аэротенков и предотвращает вынос взвешенных частиц в водоем, в который сбрасываются очищенные сточные воды.

7. Полученные результаты с практической точки зрения могут быть использованы для оценки токсического воздействия очищаемого стока ш биоценоз активного ила и прогностического анализа, предотвращающего нарушение биологической очистки сточных вод, содержанок вредные концентрации токсикантов.

Слисок работ' опубликованных автором но теме диссертации

1. Симаков Н.Ю. Аэлозомы как показатели качества воды // Тез. Докладов Международной научн. конф. ».Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные проблемы» - Тольятти; Самарский научный центр РАН, 2001.-С. 190-193.

2. Симаков Н.Ю. Овогенез Ме(агоа активного ила, как показатель биологической очистки воды И Материалы УП научено - практической шиференцим «Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетня»». М.: МГТА, вып. 6,2001 а. С. 24 - 25.

3. Симаков Н.Ю. Рать микрофаги активного ила в оценке токсичности сточных вод Н Материалы VII Научно - пракпетескоп конференции « Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия». М.: МГТА, вып6,2001 6.-С.26-27.

4. Симаков Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на активный ил И Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. М: МГТА, 2001 в. С. 59 - 62.

5. Симаков Н.Ю. Распределение бактерий активного ила на сколах кристаллов, несущих электростатические заряды. Н Межрегиональная конференция «Морфологические и физиологические особенности гидробионгов», М,: ВНИРО,2001.-С, 15-21,

МГТА. Заказ А159. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Симаков, Николай Юрьевич

введение

глава 1. биоценоз активного ила и морфологические перестройки в нем при воздействии токсических и стимулирующих факторов (литературный обзор)

1.1. Бактериальная фракция активного ила и изменения в ней под влиянием токсичных веществ

1.2. Простейшие в биоценозе активного ила

1.3. Увеличение илового индекса и морфология зооглей

глава 2. материал и методы исследования.

глава 3. результаты исследований

3.1. Изменение состава микрофауны активного ила

3.2. Морфологические и гистохимические изменения зооглей при действии органических загрязнителей

3.3. Морфологические изменения зооглей и микрофауны под влиянием искусственного стока с тяжелыми металлами

3.4. Гистологические и гистохимические изменения микрофауны активного ила при токсическом воздействии

3.5. Влияние тяжелых металлов на овогенез Metazoa активного ила

3.6. Опыты по увеличению адгезивных свойств зооглей деструктированным стеклом и кристаллами

3.7. Взаимодействие электрических зарядов кристаллов и бактерий активного ила

3.8. Стимуляция метаболизма активного ила при его частичной гомогенизации

глава 4. обсуждение результатов

4.1. Особенности изменения состава организмов активного ила при действии токсикантов

4.2. Индикаторная роль микрофауны активного ила и дифференцировка факторов действующих на процесс биологической очистки воды

Введение Диссертация по биологии, на тему "Морфологический и гистохимический анализ зооглей и микрофауны активного ила при токсическом воздействии"

Актуальность работы

Защита рыбохозяйственных водоемов от загрязнений промышленными сточными водами зависит от эффективности работы очистных сооружений и находится в прямой связи с процессами, происходящими в биоценозе активного ила. В настоящее время, активный ил широко используется для очистки воды в установках с замкнутым водоснабжением для выращивания рыб.

Для анализа правильной работы аэротенков необходимо знание состояния биоценоза активного ила: его морфологические, гистохимические и биохимические характеристики. В настоящее время, когда биохимические показатели на очистных сооружениях изучаются в достаточной мере, морфологические и гистохимические показатели и их изменения под влиянием токсических веществ в очищаемых сточных водах остаются наименее изученной частью.

Следовательно, исследования в этом направлении актуальны и их результаты позволят вести прогностический (углубленный) контроль над работой очистного сооружения. Изучение биоценоза активного ила, и особенно организмов-индикаторов, под воздействием экстремальных антропогенных нагрузок, позволят контролировать состояние активного ила и предотвращать надвигающуюся опасность, способную нарушить биотические связи между организмами при очистке сточных вод.

В этом направлении уже имеется ряд научных разработок (Беляева, Гюнтер, 1971; Curds, Basin, 1970; Банина, 1984, 1990; Жмур, 1987, 2000), выполненных на высоком научном уровне. Однако в них не рассматриваются вопросы, связанные с гистохимическими изменениями и с нарушением процессов гаметогенеза у Metazoa активного ила.

Вскрытие закономерностей реагирования репродуктивной системы многоклеточных организмов активного ила на токсическое воздействие позволит не только оценить степень воздействия вредных веществ в данный момент, но и предопределить возможность дальнейшего неблагоприятного развития событий в биоценозе активного ила. Решение этих задач актуально и необходимо.

В настоящее время практически использованы все резервы интенсификации очистки сточных вод за счет конструктивных перестроек и модификаций аэротенков и вторичных отстойников. Однако вопрос интенсификации очистки промышленных сточных вод не закрыт, так как имеется возможность увеличения производительности очистного сооружения за счет изменения технологического режима и увеличения метаболизма микроорганизмов активного ила. Это является одной из задач, способы решения которой рассматриваются в данной работе.

Так же, необходимо исследовать ряд проблем, связанных с вспуханием активного ила. Известно, что под влиянием массового развития нитчатых бактерий, либо при синтезе большого количества глеевой массы, активный ил плохо отделяется от воды во вторичном отстойнике и очищаемая вода несет большую концентрацию взвешенных веществ.

Однако "вспухание" активного ила не ограничивается только перечисленными причинами. Компактность активного ила и его способность отделяться от воды зависят от морфологии зооглей. Управлять морфогенезом зооглей, повышать их адгезивные свойства, как раз и призваны исследования, проведенные нами.

Цель и задачи работы

Целью настоящей работы является выявление особенностей структурных перестроек активного ила на морфологическом и гистохимическом уровне, а также исследование нарушения репродуктивной функции у многоклеточных организмов, под влиянием токсических веществ, находящихся в сточных водах и интенсификация биологической очистки за счет повышения метаболизма микроорганизмов. При выполнении данной работы предстоит решить следующие задачи: a) Исследовать действие некоторых токсичных органических веществ, находящихся в сточных водах, на морфологию и гистохимический состав зооглей активного ила. b) Проанализировать основной состав микрофауны активного ила и определить его роль в биотестировании токсичности сточных вод. Оценить технологические показатели работы аэротенка при очистке сточных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов. c) Изучить морфологические и гистохимические особенности овогенеза у многоклеточных организмов активного ила с целью использования их для прогностического анализа состояния биоценоза при повышенной токсической нагрузке. d) Показать пути интенсификации биологической очистки воды за счет повышения метаболизма микроорганизмов активного ила путем деструкции части микроорганизмов. e) Провести сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов и некоторых органических веществ на морфологию, гистохимию и овогенез у организмов активного ила. f) Вскрыть механизмы, управляющие адгезией зооглей активного ила за счет изменения электростатических зарядов на поверхности бактерий, найти способы повышения адгезии зооглей при использовании твердых деструктированных материалов, несущих электростатические заряды на своей поверхности.

Научная новизна и практическая значимость работы

Научная новизна заключается в том, что впервые вскрываются закономерности структурных перестроек на гистохимическом уровне в зооглеях и у отдельных организмов микрофауны активного ила под влиянием повышенного содержания токсических веществ, при действии которых могут произойти необратимые нарушения в биоценозе активного ила.

Впервые исследуется овогенез у Metazoa активного ила, протекающий в условиях экстремального воздействия повышенных нагрузок вредных веществ в очищаемой воде. Выявляются закономерности хода предзародышевого развития на токсический фактор, что позволяет ответить на ряд теоретических и практических вопросов в проблеме биоиндикации очистки сточных вод.

Впервые показано взаимодействие деспергированных бактерий активного ила со сколами кристаллов и стекла, несущих на поверхности электростатические заряды.

В данной работе даются новые методы повышения метаболизма микроорганизмов активного ила за счет деструктирования зооглей и организмов микрофауны, а также обсуждаются вопросы передачи информации между бактериями и клетками простейших.

Помимо этого проведен сравнительный анализ действия тяжелых металлов и органических веществ на структуру зооглей и на репродуктивную активность микрофауны активного ила с целью выявления превалирующих загрязнителей в сточных водах.

Использование полученных результатов позволит интенсифицировать процесс биологической очистки воды оценить действие токсикантов на морфологическую и гистохимическую структуру активного ила.

Вскрытие закономерностей овогенеза у многоклеточных организмов - биоиндикаторов позволяет создать прогностический мониторинг, определяющий опасные уровни токсикантов в очищаемых сточных водах, что в свою очередь, выявляет факторы способные нарушать биоценологические связи в активном иле. При этом, нарушение овогенеза у коловраток и клещей предопределяет структурные перестройки в зооглеях активного ила, происходящие под действием токсикантов.

Применение электростатических зарядов на деструктированных кристаллах и стекле, позволяет восстанавливать адгезивную структуру зооглей активного ила после неблагоприятного воздействия и уменьшает иловый индекс.

Полученные данные используются в учебном процессе в Московской государственной технологической академии на кафедре биоэкологии и ихтиологии при преподавании курсов «гидробиология», «санитарная гидробиология» и «водная токсикология».

Защищаемые положения

Диссертант выносит на защиту следующие положения: 1. Подавление овогенеза у коловраток, клещей и других Metazoa активного ила под влиянием повышенного уровня токсических веществ содержащихся в сточных водах, по времени опережает структурные перестройки в зооглеях и у простейших биоценоза очистного сооружения. 9

2. Ингибирование вегетативного размножения у аэлозом происходит как при вредном воздействии токсикантов, так и при нарушении технологических режимов работы аэротенка.

3. Изменение структуры зооглей и уменьшение илового индекса за счет воздействия электростатических полей, образовавшихся на деструктированных кристаллах и стекле, внесенных в активный ил.

4. Повышение метаболизма у микроорганизмов активного ила и интенсификация биологической очистки воды за счет веществ, выделяющихся из фрагментов организмов микрофауны при их деструкции.

5. Прогностические методы оценки действия тяжелых металлов и органических веществ, основанные на количественном анализе видов простейших, морфологических и гистохимических перестроек, происходящих в структуре зооглей и микрофауне активного ила.

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Симаков, Николай Юрьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследовано действие некоторых токсичных органических веществ и стоков, содержащих соли тяжелых металлов, на морфологию и гистохимический состав зооглей активного ила.

Установлено, что при действии концентраций токсикантов, нарушающих биологические показатели у организмов активного ила, изменяется морфология зооглей. Зооглей приобретают шаровидную форму.

Указанные изменения носят обратимый характер и могут служить предвестником дальнейших нарушений в биоценозе активного ила, очищающего токсичный сток.

2. Проанализированы изменения в основном составе микрофауны активного ила, возникающие при действии токсикантов, содержащихся в очищаемом стоке. Определена роль микрофауны в биотестировании токсичности сточных вод и оценки технологических показателей работы аэротенка при очистке сточных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов.

Выявлено, что большое значение для оценки токсичности сточной воды имеет такой показатель, как количество видов простейших в биоценозе исследуемого активного ила, а не количество особей массовых видов.

Установлено, что онтогенетические показатели у Metazoa активного ила и бесполое размножение аэлозом в первую очередь отвечают на неблагоприятное воздействие токсикантов органической и неорганической природы.

3. Изучение морфологических и гистохимических особенностей овогенеза у таких многоклеточных организмов как коловратки и водные клещи позволяет утверждать, что репродуктивные процессы у микроскопических многоклеточных организмов активного ила -наиболее чувствительный показатель к неблагоприятному воздействию токсических веществ, находящихся в очищаемом стоке, который можно использовать для прогностического анализа биоценоза при повышенной токсикологической нагрузке. Подавление вителлогенеза, резкое сокращение числа растущих овоцитов, редукция желточников и гистохимические сдвиги в ядрах и цитоплазме овоцитов появляются у Metazoa активного ила за несколько дней до начала гибели, инцестирования и впадения в анабиоз организмов микрофауны, признаков, по которым ранее судили о токсическом воздействии очищаемого стока на биоценоз активного ила.

4. Деструкция части микроорганизмов активного ила (около 0,01 % от объема активного ила в аэротенке), либо гомогенизация простейших и добавление гомогената в аэротенк приводит к интенсификации биологической очистки воды в среднем на 15 - 20 %.

В данной работе добавление гомогената и очистка сточной воды проводилась в импульсном режиме, что оказалось более благоприятным по сравнению со стабильно работающим проточным аэротенком. В работе выдвигается концепция, согласно которой интенсификация окисления органики сточной жидкости активным илом происходит за счет стимуляции метаболизма бактерий продуктами деструкции простейших действующих в системе «хищник - жертва».

5. Сравнительный анализ воздействия тяжелых металлов и некоторых органических веществ на морфологию, гистохимию и овогенез у многоклеточных организмов показывает, что токсичные органические загрязнители оказывают разнообразное воздействие на микрофлору и микрофауну активного ила.

В зависимости от химического состава органического вещества может страдать как микрофлора, так и микрофауна, а иногда только один из компонентов биоценоза активного ила. Тяжелые металлы чаще всего поражают организмы микрофауны, вызывая либо гибель простейших, либо нарушение овогенеза у Metazoa.

6. Установлено свойство деструктированных кристаллов и стекла, несущих на свой поверхности электростатические заряды, повышать адгезию зооглей активного ила, а тем самым укрупнять и резко понижать иловой индекс.

Уменьшение илового индекса за счет повышения электростатических зарядов на поверхности зооглей способствует отделению активного ила от очищаемой воды во вторичных отстойниках аэротенков и тем самым предотвращает вынос взвешенных частиц в водоем, в который сбрасываются очищенные сточные воды.

7. Полученные результаты с практической точки зрения могут быть использованы для оценки токсического воздействия очищаемого стока на биоценоз активного ила и прогностического анализа, предотвращающего нарушение биологической очистки сточных вод, содержащих токсиканты, в аэротенках.

Помимо этого показываются пути интенсификации биологической очистки сточных вод за счет частичной гомогенизации активного ила и способы снижения илового индекса деструктированным порошком из стекла, несущим на своей поверхности электростатические заряды, соразмерные зарядам на поверхности зооглей активного ила.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в данной работе рассмотрено несколько аспектов, связанных с морфологией зооглей активного ила, их гистохимией, а также с гистохимией овогенеза у многоклеточных микроорганизмов активного ила при воздействии ряда токсических веществ.

Впервые удалось показать тесную связь между морфологическими и гистохимическими перестройками у организмов активного ила и интенсивностью их размножения в зависимости от группы токсикантов, попадающих со сточными водами в аэротенк.

Отмечено, что в некоторых случаях нарушение процессов овогенеза у Metazoa активного ила предшествует крупным морфологическим перестройкам, которые могут привести к ухудшению качества очищаемой воды, а иногда и к необратимым перестройкам в биоценозе активного ила.

Это позволило выделить наиболее приоритетные многоклеточные организмы активного ила, по овогенезу и размножению которых можно вести мониторинг за состоянием биоценоза.

Среди таких организмов-индикаторов можно назвать водных клещей и аэлозом (Симаков, 2001).

Вторым направлением, связанным с частичным управлением морфогенезом зооглей, можно считать проведенные нами исследования по использованию электростатических зарядов на сколах стекла и кристаллов для восстановления структуры зооглей и усиления адгезивных свойств микроорганизмов активного ила.

Исследования, проведенные в данной работе, дали возможность показать родство структурированных электростатических полей на деструктированных кристаллах и стекле, а также на зооглеях активного ила, что дает возможность бороться с "вспуханием" активного ила за счет уменьшения илового индекса.

Проведенная работа позволила обнаружить прямую зависимость между воздействием стимулирующих факторов и токсических веществ и биоценозом активного ила. Исследуемые факторы вызывали изменения морфогенеза зооглей активного ила и изменения видового состава биоценоза активного ила. При этом, отдельные органические вещества влияли в основном на ресничных инфузорий с точки зрения редукции количества видов.

В то же время, количество особей одного вида в единице объема не может служить показателем токсического воздействия на биоценоз активного ила ввиду большой вариабельности данного показателя и высокой степени его зависимости от биотических и абиотических факторов.

В активном иле обнаружены сложные взаимоотношения между бактериями и организмами животного происхождения, как одноклеточными, так и многоклеточными.

Одним из таких взаимоотношений можно считать химическое взаимодействие простейших и бактерий, в частности метаболиты простейших могут выступать как стимуляторы жизненных процессов бактерий.

Не исключается, что и отдельные вещества зооглей, принимающие активное участие в морфогенезе, оказывают в свою очередь стимулирующее воздействие на простейших и многоклеточные организмы активного ила. При этом метаболиты не всегда должны выделяться в окружающую среду, они могут быть получены и при деструктировании зооглей и организмов микрофауны механическим путем, либо другими способами, ведущими к разрушению живых клеток.

Именно это свойство и было использовано нами для интенсификации биологической очистки воды активным илом. Когда в аэротенк вводилось небольшое количество гомогената простейших, либо самого активного ила.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Симаков, Николай Юрьевич, Москва

1. Арсланова Т.П. Протозойный биоценоз очистных сооружений // Наземные и водные экосистемы - Горький, 1988. - С. 112 - 121.

2. Бакаева Е.Н. Эколого-биологические основы жизнедеятельности коловраток в культуре. Ростов-на-Дону: СК научный центр высшей школы, 1999.- 50 с.

3. Бакаева Е.Н. Обоснование использования одноклеточных в биотестировании //Инфузории в биотестировании. Тез. Международной научно-практической конференции. С-Пб: Архив ветеринарных наук, 1998. С.26.

4. Банина Н.Н. Ciliata в очистных сооружениях бытовых и смешанных сточных вод. Протозоология, Д., 1983. - № 8. - С.76-86.

5. Банина Н.Н. Тип Инфузории // Фауна аэротенков. Л.: Наука, 1984. -С. 136- 186.

6. Банникова Д.А. Формирование доминирующих микробных сообществ активного ила // Ветеринария, 1998, № 5. С. 45 - 47.

7. Банникова Д.А. Доминирующие микробные сообщества активного ила и их роль в очистке сточных вод. Автореферат дисс. канд. вет. наук. Всерос. НИИ вет. санитарии, гигиены и экологии. М.: 1999.23 с.

8. Бараусова О.М. Морфологическая изменчивость инфузорий рода Vorticella в активном иле. Протозоология, Л., 1983. - № 8. - С. 117124.

9. Барков А.В. Роль Zooglea ramigera в биоценозе активного ила. Автореферат дисс. Канд. вет. наук. Всерос. НИИ вет. санитарии, гигиены и экологии. М.:1995.- 25 с.

10. Барнс Р., Кейлоу П., Олив П., Голдинг Д. Беспозвоночные. Новый обобщенный подход. -М.: Мир, 1992.- 583 с.

11. Беляева М.А., Гюнтер Л.И. Биоценозы илов высоконагружаемых аэротенков и аэротенков с длительным периодом аэрации // Докл. Моск. о-ва испытателей природы 1967 -1968. М., 1971. С. 88 90.

12. Бертокс П.,Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. -М.: Мир,1980.- 606 с.

13. Бобров О.Г. Макрофауна сооружений биохимической очистки сточных вод. (Обзор). Гидробиол. ж., 1977. - Т. 13. - № 3. - С.51-57.

14. Бухванов И.Б. Основные гистохимические реакции // Микроскопическая техника. -М.: Медицина, 1996.- С.51 124.

15. Волгина Т.Б., Шаталаев И.Ф. Методы биоиндикации токсичности промышленных сточных вод // Тезисы докл. обл. конференции "Повышение эффективности работы предприятий водоочистки и водообработки". Кишинев, 1990. - С. 11-12.

16. Воронков Н.А. Основы общей экологии. М.: Агар, 1997. - 87 с.

17. Гвоздяк П.И., Дмитриенко Т.М., Куликов Н.И. Очистка промышленных сточных вод прикрепленными микроорганизмами.// Химия и технология воды. 1985. Т. ,№ 1. С. 64-68.

18. Гейспиц К.Ф. Методика технологического контроля работы очистных сооружений // Фауна аэротенков. Д.: Наука, 1984,- С. 12 -31.

19. Гельцер Ю.Г., Корганова Т. А., Алексеев Д. А. Почвенные раковинные амебы и методы их изучения. М.: Из-во МГУ, 1985.120 с.

20. Голубовская Э.Н. Биологические основы очистки вод. М.: Высшая школа, 1978.-271 с.

21. Догель В.А. Общая протистология. М: Советская наука, 1951. -603 с.

22. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М.: Высшая школа, 1975. -559с.

23. Дре Ф. Экология. М.: Атомиздат, 1976. - 125 с.

24. Дубова Н.А. Роль гидробионтов в перераспределении форм нахождения тяжелых металлов в природных водах// Тез. докл.У1 съезда ВГБО. Мурманск. 2, 1991. С. 109 - 110.

25. Дьюкар Э. Клеточные взаимодействия в развитии животных. М.: Мир, 1978.-330 с.

26. Ершов Ю.А, Плетнева Г.В. Механизмы токсического действия неорганических соединений. М:, Медицина, 1989. 245 с.

27. Ефименко В.В., Мацкиевский В.И., Свирид В.Г. Повышение устойчивости активного ила к действию токсических веществ // Лимитирование и ингибирование роста микроорганизмов. Всес. конф. Тез. докл.- Пущино, 1989. С.775.

28. Жуков Б.Ф., Мыльников А.П. Животные жгутиконосцы // Фауна аэротенков. Л.: Наука, 1984. С. 82 - 103.

29. Жмур Н.С. Биоценологические изменения активного ила, функционирующего в условиях экстремального антропогенного воздействия // Автореферат дисс. на соискание ученой степени доктора биологических наук. М.:МГУ, 2000.- 49 с.

30. Жмур Н.С. Управление процессом и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками.- М.:Луч, 1997-169 с.

31. Жмур Н.С., Лапшин О.М. Способ подавления бактериального нитчатого вспухания активного ила / Патент 94028293 от 27.07.94.

32. Карюхина Т.А., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. М:, Стройиздат, 1983. 230 с.

33. Корнеман Г.М. Фотометрический анализ // Методы определения органических соединений. М.: Наука, 1970. - 345 с.

34. Корте Ф. Экологическая химия. М.: Мир, 1996. - 395 с.

35. Курде Ц.Р. Определитель простейших, найденных в активном иле. -М. :ВНИИПКНефтехим, 1969. 89 с.

36. Кутикова J1.A. Коловратки фауны СССР. JL: Наука, 1970. - 742 с.

37. Кутикова J1.A. Класс коловратки Rotatoria // Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 98-122.

38. Кутикова JLA. Класс Коловратки // Фауна аэротенков. Л.: Наука, 1984.-С. 187-241.

39. Лесников Л. А., Мосиенко Т.К. Приемы биоиндикации и биотестирования при текущем надзоре за загрязненностью водных объектов и выявление превышения их ассимилирующей способности. С.-Пб.: ГосНИОРХ, 1992.- 28 с.

40. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. М.: Мир, 1969.- 645 с.

41. Липеровская Е.С. Гидробиологический анализ активного ила // Методика технологического контроля работы очистных сооружения городской канализации. М., 1977. - С. 201-215.

42. Лукиных Н.А. Синтетические поверхностно-активные вещества и очистка сточных вод.// Очистка промышленных сточных вод. М.: Госстройиздат, 1963. 238 с.

43. Мажейкайте С.И. Класс ресничные инфузории Ciliata // Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 46-97.

44. Максимов В.Н., Никитина О.Г., Носов В.Н. Биоиндикация нарушений очистки сточных вод // Тез. докл. IV Всесоюзн. гидробиологич. съезда, Киев (1-4 декабря 1981), часть 3. Киев: Наукова думка, 1981. - С. 36-37.

45. Марковский Н.Н. Класс Олигохеты // Фауна аэротенков. Л.: Наука, 1984.-С. 249-256.

46. Милованова З.П., Лысенко Л.В. Общие принципы и методы окрашивания гистологических препаратов // Микроскопическая техника. М.: Медицина, 1996. - С. 31 - 50.

47. Митчелл Р. Экологический контроль нарушений микробного равновесия // Микробиология загрязненных вод. М.: Медицина, 1976.-226 с.

48. Никитина О.Г., Семенова Г.А., Чибисова О.И. Новый вид раковинной амебы и его использование в биоиндикации процесса очистки сточных вод // Науч. докл. высш. школы. Биол. н., 1981.-№ 5. - С. 28-32.

49. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. - 740 с.

50. Павленко Н.И., Изжеурова В.В., Бега З.Т., Гвоздяк В. Д. Ингибирующее действие некоторых металлов на микрофлору активного ила // Лимитирование и ингибирование роста микроорганизмов: Всес. конф. Тез. Докл.-Пущино,1989.- С. 787.

51. Перевозников М.А., Богданова Е.А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах. С. Пб: ГосНИИОРХ, 1999. - 226 с.

52. Пешков М.А. Цитология бактерий. М.: АН СССРД965.-.325 с.

53. Пирс Э. Гистохимия. М.: ИЛ, 1962. - 962 с.

54. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. М.: МГУ, 1967. - 80 с.

55. Пожаров А.В., Жмур Н.С. Нормирование токсикологических показателей на основе приборного биотестового контроля // Инфузории в биотестированиию Тез докл. Междунородной заочной научно-практической конф.- С-Пб: Архив ветеринарных наук, 1998. С. 33-34.

56. Пономарева JI.B., Цветаева Н.П., Иванова Т.И., Торгованова В.А., Осипов А.И. Влияние продуктов деструкции активного ила // Химия в сельском хоз-ве, 1996, № 4.-С. 19-20.

57. Равен X. Оогенез. М.: Мир, 1964.- 304 с.

58. Рапопорт И.А., Васильева С.В. Применение химического мутагенеза в биологическом разрушении промышленных химических отходов // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. М.: Наука, 1980. С 38 - 40.

59. Ревелль П.,Ревелль Ч. Среда нашего обитания. Загрязнение воды и воздуха. Кн. 2. М.: Мир, 1995. - 296 с.

60. Роговская Ц.И., Костина Л.М. Рекомендации по методам производства анализов на сооружениях биохимической очистки промышленных сточных вод. М.: Стройиздат, 1970. - 104 с.

61. Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: ИЛ, 1954.-718с.

62. Ротмистров М.Н., Ставская С.С. Использование микробных культур для интенсификации очистки воды от синтетических загрязнителей // Проблемы сохранения, защиты и улучшения качества природных вод. М.: Наука, 1982. - С. 124-135.

63. Симаков Н.Ю. Аэлозомы как показатели качества воды //Тез. Докладов Международной научн. конф. « Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные проблемы ». -Тольятти: Самарский научный центр РАН, 2001. С. 190.

64. Симаков Н.Ю. Овогенез Metazoa активного ила, как показатель биологической очистки воды // Материалы У11 научно -практической конференции «Инвационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия». М.: МГТА, вып. 6, 2001 а. С. 24-25.

65. Симаков Н.Ю. Роль микрофауны активного ила в оценке токсичности сточных вод // Материалы у!. Научно практической конференции « Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия». М.: МГТА, вып 6, 2001 б. - С.26 - 27.

66. Симаков Н.Ю. Влияние тяжелых металлов на активный ил // Сборник научных трудов молодых ученых МГТА. М: МГТА, 2001 в. С. 59-62.

67. Суханова К.М. Фауна и экология эвгленовых жгутиконосцев сооружений биологической очистки сточных вод. Протозоология, Л., 1983,-№8.-С. 43-54.

68. Суханова К.М. Класс Филозеи, Солнечники // Фауна аэротенков. -Л.: Наука, 1984.-С. 127- 135.

69. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериологической и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. М.: Протектор, 1995. 420 с.

70. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир, 1997. -232 с.

71. Чибисова О.И. Класс саркодовые Sarcodina // Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - С. 97-120.

72. Хадорн Э., Венер Р. Общая зоология. М.: Мир, 1989.- 523 с.

73. Хаусман К. Протозоология М.: Мир, 1988. - 334 с.

74. Цалолихин С.Я. Класс Нематоды // Фауна аэротенков. Л.: Наука, 1984.-С. 242-249.

75. Шмидт П.Ю. Анабиоз. М.-Л.АН СССР, 1948.-376 с.

76. Яковлев С.В., Ласков Ю.М. Очистка сточных вод предприятий легкой промышленности. М.: Стройиздат, 1972. - 112 с.

77. Яковлев С.В., Соловьев А.Е. Интенсификация работы аэротенка путем стимуляции активного ила его гомогенатом. Водоснабжение и сан. техника, 1981. - № 7. - С.26-27.

78. Afzelius В.А. Electron microscopy on the basophilic structures of the see urchin egg. Z. Zellforsch. 1957, 45. P.660.

79. Baumgart H.-Ch., Donges H.-J. Trofkorper- und Belebtschlammanlagen. Techn. Mdtt, 1972. - Ed. 65. - N 9. - P. 439-444.

80. Bong Y. Ch. On biocetosis of active sendge. Часон минчучжуй генмин хвачук квахава тохонбо. Kwahay Von Tongbo (Корея), 1981. - N 1. - P. 55-56.

81. Brown M.J., Lester J.N. Metal removal in activated sludge: The role of bacterial extracellular polymers. Water Research. 1979, 13. P. 817 837.

82. Brawn M.J., Lester J.N. Role of bacterial extracellular in metal uptake in pure bacterial culture and activated sludge. 1. Effect of metal concentration. Water Res. 1982. 16. P. 1539- 1548.

83. Brengmann C., Kuhn R., Winter a. Bestimmung der biologischen Schadwir-Saprozoische Flagellaten. Z. wasser und Aolwasser- Forsch, 1980.-Ed. 13. -N5. - S. 170-173.

84. Brunei L., Ponliot S. Traitement des eaux usee par culture de micro-algnes: influence de la composition milieu sur la croissance de Scenedesmus sp. / De la None. J. van Coillier // Ann. Limnol., 1989. -25. P. 197-203.

85. Cachion B.S., Keinath T.M. Influence of three factors on clarification in the activated sludge process. Journal WPCF, 1983. Vol. 55,№ 11, P. 1331 1337.

86. Calaway W.T., Lackey J.B. Waste tretment Protozoa. Flagellata. -Florida engineer. Ser., 1962, 3. P 1 138.

87. Chao A.C., Keinath T.M. Influence of process loading intensity of sludge clarification and thickening characteristics. Water Research. 1979. Vol. 13, № 13. P. 1213 1223.

88. Chudoba J. Control of activated sludge filamentous bulking. Water Research. 1985. Vol. 19, № 8. P. 1017 1022.

89. Clarce H., Cret K., Warte L. Role de parosite des harbon actif par des filtres biologiques. Ecolog., 1982. - V. 3. - N 6. - P. 257-262.

90. Corliss J.O. Protozoan ecology: a note on ets current status. Amer. Zool, 1973,-V. 13. -N l.-P. 145-148.

91. Curds C.R. The role of protozoa in the activated sludge process. Amer. Zool., 1973.-V. 13. -Nl. -P. 161-169.

92. Curds C.R. Ecological aspects of used-water tretment. Vol.1. The organisms and their ecologi. London etc., 1975. 414 p.

93. Curds C.R. Le role des protozoaires dans la partification de eau. Annee biol., 1979.-V. 18.-N 5-6.-P. 193-219.

94. Curds C.R., Cokburn F. Protozoa in biological sewage-treatment processes. Water Research. 1970. Vol 4,№ 3. H.225 249.

95. Curds C.R., Hawkes D.R. Eds. Ecological aspects of used-water treatment. Vol 2. Academic, London. 1983.

96. Dolt P.L.,Ekama G.A. Marais G.R. A general model for the activated sludge process. Prodr. Water Technol. 1980. Vol 12, № 6. P. 47 77.

97. Dziendziel E., File-Bauer A. Badania enzymatyczne wod о roznym stopniu zanieczyszczenia. Pr. nauk. Inst. inz. ochr. srodow. Pwr., 1977. -N39.-P. 55-64.

98. Eikelboom D.H. Microscopic sludge investigation in relation to treatment plant operation. Bulking of activated sludge preventative and remedial methods / Eds. B. Chambers, E.J. Tomlimon, Chichester, England, 1982. P 47 62.

99. Eikelboom D.H., Buijsen H.J.J. Microscopic sludge investigation. Delfts, Netherlandes. 1881.- 95 p.

100. Ekama G.A., Marais G.R. Sludge settleability and secondary setting tank design procedures. Water Pollution Control. 1986. P. 101-113.

101. Forster C.F. Factors involved in the settlement of activated sludge. 11. The binding of polyvalent metals. Water Research. 1985. Vol. 19, № 10. P.1265- 1271.

102. Gilbert J.J.,Litton J.R. Sexual reproduction in the rotifer Asplachna girodi: effect of a-tocopherol and population density // J. Exper. Zool., 1978. Vol 204. P. 113-121.

103. Jones W.L.,Schoeder E.D. Use of cell-free extracts for the enhancement of biological wastewater treatment // J. Water Pollut. Contr. Fed., 1989, 61, № l.-P. 60-65.

104. Himebaugh R.K. Microorganism inventory in activated sludge control. -Water Eng. and Manag., 1981. Rev. Number, 26-28. - P. 30.

105. Honingberg B.M., Bovee E.C., Corliss J.O., Cojdics M., Holl R.P., Kudo R.R., Levine D.N., Loeblich A.R., Weiser J., Wenrich H.D.A. A revised classification of the phylum Protozoa. J.Protozool., 1964, 11. P 7 -12.

106. Humphreys T. Biochemical analysis sponge cell aggregation. Simp. Zool. Soc. London, 1970. - N 25. - P. 325-324.

107. Kalembasa S., Pakula K., Becher M. Zawartosk makro I mikroerwiastkow w osadach sciekowych na wybranych oczys zczalniach regionu siedleckigo // Folia Univ. Agricultarea Stetinensis, 1998, № 200.-P.125 128.

108. Kinner N.E., Curds C.R., Meeker L.D. Protozoa and Metazoa as indicators of effluent qualiti in rotating biological contactors // Water Sci. And Technol. 1989, 20, № 11 - 12. - P. 199 - 204.

109. Klimovicz H. Mikrofauna osadu czynnego о roznym obciazenin w urzadzeniach laboratoryjnych i poltechnicznych. Gaz. woda i techn. sanit., 1970. - V. 44. - N 10. - P. 345-349.

110. Klimowicz H. The microfauna of activated sludge. Part 2. Assemblages of microfauna in block aeration tanks. Acta hydrobiol., 1972. - V. 14. -Nl.-P. 19-36.

111. Legnei M. Experimental approach to the role of protozoa in aquatic ecosystems. Amer. Zool., 1973. - V. 13. - N 1. - P. 177-192.

112. Man V., Harold F., Glen B. Opulation dynamics of protozoa in was-te water. J. Water Pollkut. Contr. Fed., 1975. - V. 47. - N 1. - P. 85-92.

113. McKinney R.E. Biological floculation. Biological treatment of sewage and industrial wastes. Ed. J. McGabe and W. W. Ekenfelder. Reinhold Publishing, 1956, Corp. - N 4. - P. 245-250.

114. Moishita I. Protozoa in sewage and waste water treatment systems. -Trans. Amer. Microsc. Soc., 1976. P. 146- 151.

115. Prankindes Ch. La macrofaun des boues activees. Etude d'un methode d'obdervation et applications au suive d" un pilot en phase de demarrage. Water. Res., 1980. - V. 14. - N 9. - P. 1199-1202.

116. Rensink J.H. New approach to preventing bulking sludge. J. Water Pollut. Contr. Fed., 1974. - V. 46. - N 8. - P. 1888-1894, 2064, 2069, 2072-2073, 2077.

117. Rocci C., Pazzoli E. Life Tables of Philodina roseola (Rotifera) render conditions of chronic stress. Foil. Zool. , 1979. - V. 46. - N 3. - P. 209216.

118. Pourriot R., Clement P. Action de fastuels extermes sur la reproduction et le cycle reproducteur de Rotiferes // Acta. Oecol., Oecol Gen., 1981. Vol 2. P.135- 151.

119. Sartory D.P. The Peritrich ciliates as biologica indicators for activated sludge. Microscopy, 1976. - V. 33. - P. 85-89.

120. Schofield T. Some biological aspects of the activated sludge plant at Leicester. Water Pollut. Contr. (Gr. Brit.), 1971. - V. 70. - N 1. - P. 3247.

121. Sladka A., Zahradka V. Relationships between activated sludge morphology and activit. Water Res., 1971. - V. 5. - N 10. - P. 871-873.

122. Snell T.,Nacionales M. Sex pheromone communication in Brachionus plicatilis (Rotifera) //Сотр. Biochem. Physiol. 1990. V.97 A. № 2. P. 211-216.