Структурные изменения активного ила при интенсификации очистки

Жмур, Наталья Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Структурные изменения активного ила при интенсификации очистки
ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Структурные изменения активного ила при интенсификации очистки"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК 593.17: 574.64: 628.356.3

ЖМУР Наталья Сергеевна

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОГО ШГА ПРИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ОЧИСТКИ •

Специальность 03.00.18 - Гидробиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1993

Работа выполнена на кафедре гидробиологии Биологического факультета Московского государственного универсистета им. М.В.Ломоносова (МГУ).

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

ТЕЖГЧЕНКО М.М. Официальные оппоненты: доктор технических наук, академик

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт во-

15.30 час. на заседании специализированного совета Д 053.05.71 при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899 Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологи-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета МГУ.

ГЮНТЕР Л.И.

кандидат биологических наук ЗОЛОТАРЕВА Н.С.

доснабжения, канализации, гидротехни ческих сооружений и инженерной гидро геологии (ВНИИ ВОДГЕО)

Защита диссертации состоится

ческий факультет.

Автореферат разослан " 1

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат биологических наук А.Г.Дмитриева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Концентрация и экспоненциальное увеличение численности потребителей природных ресурсов вызывают непрерывное возрастание объема сточных вод и степени их экологической опасности. Из всех применяемых способов очистки вода от органического загрязнения - биологический является предпочтительным по экономичности, скорости процесса и эффективности. Успешно разрабатываемые в последние десятилетия методы интенсификации биологической очистки предусматривают основное воздействие на активный ил, его деструктивно-ферментативную способность, генетические свойства и функциональную активность различных групп организмов. Исследование последовательных изменений биоценоза под влиянием направленного воздействия позволяет оценить его успешность, прогнозировать последствия и оптимизировать процесс очистки в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. Необходимо завершение инвентаризации структурных характеристик биоценозов активного ила, формирующихся при очистке сточных вод различного состава, при специфических особенностях ведения технологического процесса очистки (Кутикова, 1984).

Проблема отделения активного ила от очищенной воды во вторичных отстойниках при нарушениях седиментации остается нерешенной в мировой практике, главным образом, в аспекте подавления нитчатого бактериального вспухания (йиШоЪа, 1985), при развитии которого наблюдается существенное загрязнение водоемов.

Детальное изучение структуры биоценоза требует усовершенствования методов исследования. Разработка методики, поз-

волящей оценить численность, особенности флокулообразования и пространственного распределения бактерий в хлопьях активного ила, даст возможность оперативно и надежно контролировать состояние и эффективность процесса биологической очистки сточных вод.

Цель и задачи работы. Целью работы служило изучение основных закономерностей структурно-функциональных изменений и характеристика специфического отклика биоценоза активного ила при воздействии факторов, интенсифицирующих процесс биологической очистки. В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- исследование специфических особенностей активного ила, формирующегося в условиях циклической смены аэробности одностадийного процесса нитрификации-денитрификации при изменении технологических параметров очистки;

- комплексная оценка одновременного функционирования ценозов взвешенного активного ила и биопленки на носителях биомассы в аэротенках действующих очистных сооружений;

- изучение экологических взаимоотношений различных групп бактерий, их структурных особенностей и пространственного распределения при чрезмерном накоплении хламидобактерий в активном иле, обоснование и практическое применение экологического способа антогонистического вытеснения хламидобактерий микрофлорой ила;

- характеристика отклика биоценозов активного ила с различной спонтанной адаптационной устойчивостью на токсическое действие супермутагенов, стандартизация применения химического мутагенеза для улучшения процессов флокуляции активного

ила и увеличения скорости биодеградации органических загрязнений;

- модификация и использование эпифлуоресцентного анализа для исследования активного ила, определение индикаторной значимости и численных значений отдельных таксономических груш активного ила.

Научная новизна. Впервые детально описан активный ил, структура которого формируется в одностадийном процессе, нит-рификации-денитрификации при циклической смене аэробности среды. Показана взаимосвязь изменения основных технологических параметров очистки и сукцессии микрофауны активного ила.

На основании детального эпифлуоресцентного анализа нарушений флокулообразования и седиментационных характеристик активного ила предложен экологический метод подавления нитчатого бактериального вспухания, учитывающий ряд биологических особенностей функционирования различных таксономических групп бактерий.

Экспериментально доказано, что при использовании метода химического мутагенеза положительный эффект зависит от токсичности используемого супермутагена и исходного состояния микрофлоры обрабатываемого активного ила. Выполнена дальнейшая унификация и стандартизация метода химического мутагенеза, применяемого для повышения эффективности качества очистки сточных вод.

внутри хлопьев ила, уточнить их морфологическое разнообразие. Предложен метод флуоресцентного анализа для характеристики основных таксономических груш биоценоза активного ила.

Практическая значимость работы. Полученные новые данные о структуре биоценоза используются при оценке и прогнозировании процессов очистки в аэротенках, при регулировании эксплуатационного режима, что позволяет без существенных затрат улучшить качество очищаемой воды и предотвратить загрязнение водоемов.

Разработан, запатентован и внедрен на очистных сооружениях способ подавления бактериального нитчатого вспухания на основе улучшения флокулирующих и седиментационных свойств активного ила. Рекомендованы в практику использования химического мутагенеза результаты исследований по применению супермутагенов с учетом адаптационных свойств спонтанной культуры активного ила, очищающей сточные воды различного состава, а также методика подращивания ила после действия мутагенов, предусматривающая использование комплекса витаминов и фитогормонов для повышения уровня функциональной активности бактерий.

Разработана оригинальная конструкция носителя биомассы с использованием элементов технологии изготовления искусственных рифов и применена на городских очистных сооружениях в Российской Федерации и Чешской Республике.

Разработанные методы гидробиологического анализа активного ила применяются при обследовании и выработке рекомендаций по улучшению работы действующих очистных сооружений Российской Федерации.

Комплекс эпифлуоресцентных методов исследования различных таксономических групп активного ила модифицирован и внедрен в практику гидробиологического анализа Центральной инспекции Министерства охраны окружающей среда и природных ресурсов Российской Федерации, а также в учебный процесс экологического факультета Казанского государственного университета и для слушателей специальности "Экология и охрана окружающей среды" в Московском институте нефтегазовой промышленности.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзном симпозиуме "Обобщенные показатели качества вод - 83. Практические вопросы биотестирования и биоиндикации" (Черноголовка, февраль 1983 г.). Симпозиуме специалистов стран-членов СЭВ "Комплексные методы контроля качества природной среда" (Москва, ноябрь 1986 г.), Международной конференции "Биология в очистке воды" (Весп-рем, Венгрия, май 1987), секции гидробиологии и ихтиологии Московского общества испытателей природа (Москва, март 1990 г.), III Международной школе по экологической химии (Алма-Ата, ноябрь 1990 г.), семинаре "Опыт с применением специализированных микроорганизмов при декаментации почвы и биологической очистке сточных вод в Чехословакии" (Прага, октябрь 1992 г.).

Публикации. По теме диссертации в отечественной и зарубежной печати опубликовано 7 научных работ. Ряд результатов работ изложены в методических и нормативных документах Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов.

Объем и структура текста. Диссертация содержит 150

страниц машинописного текста, 34 рисунка и 30 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 262 названия, из которых 112 -работы на иностранных языках. Состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов, выводов и заключения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Данная глава посвящена изложению основных методологических принципов изучения структурной организации активного ила. Описаны микробиологические и гидробиологические исследования, проведенные при применении различных способов интенсификации биологической очистки, направленные на улучшение условий обитания и совершенствование деструктивных и ферментативных свойств активного ила.

Проанализированы результаты процесса очистки сточных вод по индикаторным организмам активного ила в различных условиях, данные о динамике изменений в биоценозе под воздействием различных факторов и технологических условий биологической очистки. Рассмотрен механизм изменений характеристик активного ила при чрезмерном накоплении нитчатых бактерий и применении методов их подавления. В конце главы формулируются нерешенные проблемы совершенствования и контроля процесса биологической очистки.

ГЛАВА 2. МАТЕРИМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования выполнялись в течение 7 лет на лабораторных, промышленных установках и на действующих очистных сооружениях России, Прибалтики, Чешской Республики.

Отбор и обработка проб активного ила проводились стандартными методами (Методика..., 1977). Для определения количе-

ства микроорганизмов в активном иле и образцах сточных вод на разных этапах их очистки применяли прямое микроскопирование с карболовым эритрозином (Разумов, 1932), эпифлуоресцентную микроскопию с акридин оранжевым (Hobble et al., 1977) и флу-орескамином (Pale, Colwell, 1981; Поглазова, Мицкевич, 1984). Для микробиологического эпифлуоресцентного анализа биоценоза активного ила нами была предложена методика пробоподготовки,. позволяющая сохранять флокуляцию хлопьев ила и получать одновременно характеристики количественного накопления бактерий, особенности их агрегации и пространственного распределения. Группы бактерий нитрификаторов высевались на синтетические-среды (Кузнецов, Дубинина, 1989).

Для расчета биомассы бактерий в хлопке активного ила использовались формулы для сферических.и цилиндрических бактериальных клеток (Cloete, Stlyn, 1988). Нитчатые бактерии изучались методом фазового контраста.

Для окрашивания ядер цилиат, витального изучения жгутиконосцев и контроля наличия фотосинтезирукщих пигментов в в клетках микроводорослёй использовался акридин оранжевый.

Таксономическая идентификация организмов ила проводилась по атласу "Фауна аэротенков" (1984), определителю "Ресничные в активном иле" (1969), "Фауна СССР" (1970), "Краткий определитель пресноводных водорослей" (1972). Применялись микроскопы "Микрофот-Цейс" и "Люмам И-1".

Для интенсификации процесса биологической очистки использовалась методика химического мутагенеза активного ила (А.с. 532576 СССР, МКИ3 С 02 С 5/10), усовершенствованная автором в части закрепления цитогенётического эффекта добав-

- а -

нами фумара и комплексного витаминного препарата на стадии подращивания культуры бактерий.

Определение гидрохимических показателей выполнялось по стандартным методикам (Методика..., 1977; Унифицированные методы..., 1987).

Для статистической обработки данных использовался стандартный метод корреляционного анализа (Гмурман, 1972). Доверительный интервал для получения величины численности простейших и нитчатых форм бактерий рассчитывали по формуле случайной ошибки определения численности неколониальных видов (Ведерников, Микаэлян, 1981).

ГЛАВА 3. УТОЧНЕНИЕ ИНДИКАТОРНОГО ЗНАЧЕНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУШ АКТИВНОГО ИЛА С ПОМОЩЬЮ ЭПИФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ МИКРОСКОПИИ На основании данных эпифлуоресцентного анализа получены значения численности и накопления биомассы бактерий преобладающих морфологических групп в нормально функционирующем активном иле на основных участках биологической очистки. Диапазон численности и биомассы бактерий составлял в осветленной воде (0,4+1,0) ИО8 экз/мл, 15+45 мг/л; в аэротенках (21 + 24)•1Оа экз/мл, 900+1033 мг/л; в очищенной воде (0,12+0,35)' 10а экз/мл, 5+15 мг/л и в рециркулирующем потоке ила (36+72)-103 экз/мл, 1549+3099 мг/л. Не менее 2/3 числа обнаруживаемых бактериальных клеток связаны с хлопьями ила, 80% из которых - палочковидные формы. При воздействии неблагоприятных факторов возрастает число не включенных в хлопья бактерий и меняется соотношение морфологических форм. Общая численность бактерий ила, установленная с использованием флуорескамина,

на 2-3 порядка превышала значения, полученные методом посева (Роговская, Лазарева, 1960; Роговская, 1967; Веденина и др., 1988), поскольку окрашивание флуорескамином позволяет регистрировать численность живых бактерий, а метод посева - только функционально активные клетки. Заниженные результаты счета методом посева объясняются не только отсутствием селективной среды, но и тем, что ил содержит банк организмов, а активная в данный момент микрофлора представлена только незначительной их частью. Соотношение активной и неактивной частей зависит от состава, количества поступающих загрязнений и экологических условий процесса окисления. Активный ил при таком рассмотрении, очевидно, ближе всего к почвенному пулу микроорганизмов, функционирование которого описано Д.Г.Звягинцевым (1987).

Для определения индикаторной значимости микроводорослей использовался акридин оранжевый, позволяющий оценивать их функциональную активность (Сиренко, 1975). Количественный учет флуоресцирующих клеток выявил, что водоросли из аэро-тенков в 76,7% случаев имели люминесценцию, характерную для отмирающих клеток с угнетенным процессом фотосинтеза. В то же время, процесс фотосинтеза был угнетен только у 11% водорослей возвратного ила.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что микроводоросли в аэротенках следует рассматривать как облигатные виды для отстойников и факультативные для аэротенков, куда они привносятся с потоком сточных вод и возвратного ила.

ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ БИОЦЕНОЗОВ АКТИВНОГО ИЛА ПРИ ОДНОСТАДИЙНОЙ НИТРИФИКАЦИИ-ДЕНИТРИФИКА-ВДИ И ПРИ РАЗМЕЩЕНИИ БИОМАССЫ ИЛА НА НОСИТЕЛЯХ Основной принцип обеспечения одностадийного удаления аммонийного азота из сточных вод с последующим восстановлением продуктов окисления при биологической нитрификации-денитри-фикации заключается в сочетании периода интенсивного аэрирования иловой смеси с периодом дефицита кислорода.

Формирование биоценоза под влиянием последовательной смены условий аэробности исследовалось на пилотной установке при подаче на нее сточных вод Люблинской станции аэрации.

Функциональное состояние микроаэрофильных организмов не угнеталось в режиме денитрификации при содержании растворенного кислорода менее 0,5 мг/л, если загрязнения были глубоко окислены на стадии нитрификации. Изменения в численности нитрифицирующих бактерий как в обычном режиме, так и в период глубокого удаления азотосодёржащих веществ незначительны, что характеризует их реакции на процесс как изменение активности функционального состояния с сохранением структурной стабильности популяций. Напротив, отчетливо выражены структурные изменения микрофауны с общей тенденцией усложнения сообщества по типу нитрифицирующего ила (рис. 1) и специфическим откликом на изменения абиотических фактров.

К особенностям микрофауны в данных условиях относится, прежде всего, численное доминирование брюхоресничной инфузории Азр1й1аса созгага (рис. 2), вида с узкой пищевой специализацией; увеличение, численности и видового разнообразия организмов третьего тропического уровня с одновременным незна-

М/.

Ш°/0 iOO°/0 i001

100%

713%

100% 0

5.4%

/✓2

09t

L5X

ЫЗ

<3 !

ыц

Ы5

Ы6

Рис. 1. Численность организмов (%) активного ила в обычном процессе очистки (100%) и в режиме нитрификации-денитрифика-ции:

N 1 - Asplülsca costata, N 2 - класс Peritrlcha, N 3 - Нитчатые бактерии, N 4 - Zooglea ramlgera, N 5 - Z'oomastlgophorea б/цв, N 5 - подкласс Gymnarnoebla

Численность

opia.nujMot, <i000

¡ООО

гооо

Шо

Рис. 2. Динамика численности организмов ила в процессе нит-рификации-денитрификации в зависимости от содержания аммонийного азота в очищаемой воде .

-Азр1й1зса соэ1;а1;а,----Ратрйавшз ЬуаНпит,

- •—• - Нитчатые бактеши

_ 19 _

чительным развитием класса Rotifera; преобладание представителей класса Ferltrlcha над другими инфузориями, которые в отличие от обычного режима нитрификации, представлены видами с высокой экологической пластичностью.

Содержание аммонийного азота в поступающей воде до 30 мг/л не оказывало угнетающего действия на активный ил, но превышение этих значений до 50 мг/л привело к отрицательной реакции со стороны активного ила и снижению эффекта очистки.

- Для исследования особенностей формирующегося сообщества в условиях пространственного разделения ценозов взвешенного ила и биопленки (фиксированной на носителях) в качестве носителей использовались синтетические материалы в виде жестких объемных пластин (первичные отстойники), нетканных материалов (вторичные отстойники) и объемных нитей "ершового" типа (аэротенки). Объемные нити были распределены в металло-каркасе по принципам технологии искусственных рифов (Лапшин, 1990), что обеспечивало максимальное использование объема и сохраняло проницаемость конструкции. Объем суммарного количества носителей составлял от 11 до 15% от объема аэротенка. Такие конструкции были установлены в аэротенках трех очистных сооружений с проектным (фактическим) объемом очищаемых сточных вод 912 (1450), 1987 ( 3200), 14550 м3/сут (20000 м3/сут). На городских очистных сооружениях, где объем очищаемых сточных вод превышал проектный в 1,6, часовой - в 5 раз, содержание загрязнений в поступающей воде по Б1Ж5 было в 2,5+ 3 раза больше проектного и достигало 900 мг/л, а именно, до установки носителей биомассы составляло 110+400, после -200+900 мг/л; содержание БПК5 в очищенной воде, - 5+180 и 5+

60 мг/л соответственно (рис. 3). В составе биоценоза взвешенного ила происходило последовательное увеличение численности высшей микрофауны и сокращение толерантных к неблагоприятным условиям видов. Индекс видового разнообразия взвешенного ила за первый месяц после образования ценоза биопленки увеличился с 1,46 до 1,8 и, плавно возрастая, достиг 4,2 (рис. 4, 5).

Исследован процесс накопления биомассы и видовое разнообразие развивающегося биоценоза биопленки на различных участках сооружений биологической очистки. Естественная адгезия организмов ила на поверхности объемных нитей в аэротенках дала на десятые сутки накопление биомассы 0,005 г/см, макси-

Рис. 3. Границы загрязнения сточных-вод (по показателю ВПК5) до (1991 г.) и после (1992 г.) установки носителей биомассы:

-поступающая на. очистку вода,

----вода после механической очистки,

------- очищенная вода

КшшчестЬо ЬидоЬ ■

Г-

i г

ш то ¡оо 4оо sic

гооо

Численность сргами^вб (*кз. /г)

Рис. 4. Динамика видового разнообразия и численности организмов взвешенного ила при использовании носителей биомассы: О, 1, 2, 3 - через 0, 0.3, 3, 6 месяцев обрастания Сиоплен-кой. носителей;

-класс Peritricha,----класс Rotifera,

-------класс Kinetophragminophora

КоаичестВо ÎUfo6

W 30

гаю

10 (тыс.^ экз. )

Численности , ораищмое (Mate. IXi /г)

бремя ( мее.)

Рис. 5. Динамика видового разнообразия (а) и численности организмов взвешенного ила (б) при использовании носителей биомассы:

О, 1, 2, 3 - через 0, 0.3, 3, 6 месяцев обрастания биопленкой носителей;

- класс Шоаеа,---нитчатые бактерии

мальное составило 3,06, а в среднем - 2,56 г/см. Установлены различные функциональные зоны биопленки на поверхности носителя со специфическим составом населения. В зонах уплотнения ерша условия обитания смещены от микроаэрофильных к анаэробным. В благоприятных условиях аэрирования (содержание растворенного кислорода 1,5+3,2 мг/л) такие зоны занимают от 15 до 20% всей поверхности, что, с высокой степенью вероятности, обеспечивает дополнительное разложение азотосодержащих веществ сообществами факультативных анаэробов.

Максимальные значения по биомассе и видовому разнообразию были получены для биопленки на носителях во вторичных отстойниках.'

Функционирование различных ценозов в аэротенке приводило к повышению способности биологической системы аэротенков поддерживать определенный уровень стабильности, который обеспечивается одновременным прогрессивным развитием сообщества биопленки и взвешенного ила и отражается в поддержании высокого индекса видового разнообразия в стрессирующих условиях. Однако, при внезапном увеличении удельных нагрузок на активный ил в 36 раз (за счет увеличения объема промышленного производства) было зарегистрировано нитчатое бактериальное вспухание в активном иле, что свидетельствует о существовании ограничений в адаптации к стрессирущим факторам в подобных системах.

ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОЦЕНОЗОВ ПРИ НАРУШЕНИИ ОТДЕЛЕНИЯ. АКТИВНОГО ИЛА ОТ ОЧИЩЕННОИ ВОДЫ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ ФАКТОРОВ

Проведен анализ специфики развития дефлокуляции хлопьев ила при денитрификации и последствий этого процесса на примере очистных сооружений, где наблюдалась парадоксальная ситуация прогрессирующего развития структуры биоценоза, сопровождающегося ухудшением качества очистки. Описано развитие нитрифицирующего сообщества, функционирование которого способствует процессу денитрификации во вторичных отстойниках и сопутствующему выносу активного ила. Основными технологическими параметрами, подавляющими глубокую нитрификацию в аэро-тенках, определены нагрузки на активный ил, возраст ила и режим аэрирования иловой смеси.

Исследования механизма чрезмерного накопления хламидо-Сактерий проводились на примере активных илов девяти очистных сооружений.' Эпифлуоре сцентное изучение хлопьев ила позволило наблюдать особенности хламидобактериального вспухания и объяснить механизм дефлокуляции, когда нарушается нормальная агрегация сапрофитных бактерий между собой и они начинают объединяться вокруг нитчатых бактерий. Хлопок ила приобретает облик филаментозной флокуляции (рис. 6а), плохо седи-ментирует, что способствует выносу из вторичных отстойников значительной части гелеобразующей микрофлоры, быстрому снижению концентрации ила, возрастанию нагрузок на активный ил и, в итоге, провоцирует дальнейшее развитие нитчатого вспухания. При вытеснении хламидобактерий структура хлопьев, их компактность и седиментационные свойства быстро восстанавливаются (рис. 66), возрастает как общая численность, так"и численность бактерий непосредственно связанных с хлопьями.

Анализ многочисленных наблюдений за развитием вспухания

на действующих очистных сооружениях позволил теоретически обосновать метод индуцирования антогонистического вытеснения хламидобактерий из биоценоза сапрофитной гелеобразущей микрофлорой, заключающийся в совершенствовании экологических условий обитания сапрофитов и усилении их ферментативных свойств.

Стимулирование ферментативных свойств ила производилось на основе метода химического мутагенеза (Рапопорт, Васильева, 1976). В лабораторных установках-определена эффективность воздействия двух алкилирующих агентов, нитрозометилмочевины (НММ) и нитрозоэтилмочевины (НЭМ) различной токсичности,, на два типа активного ила: плохо адаптированного к промышленным загрянениям, склонного к развитию вспухания, и обладающего высокой спонтанной адаптацией к воздействию токсикантов,. благодаря тому, что в состав очищаемых сточных вод входят сложноокисляемые .боединения промышленных предприятий.

Проводилась двухкратная обработка мутагенами в концентрации 0,07%, находящейся в диапазоне наиболее эффективных действующих (Ванифатьева и др., 1980; Силантьева, 1982), и продолжительностью 18 и 24 часа. Летальный эффект оценивался эпифлуоресцентным методом по общему микробному числу. При обработке активного ила, очищающего стоки пищевой промышленности ;более токсичным'мутагеном НММ, было установлено, что на 2-е сутки произошло резкое измельчение хлопьев активного ила и нарушение его седименгационных свойств в результате нарастающего развития нитчатых бактерий рода БрЬаегоШиа" (рис. 7). Летальный эффект в результате воздействия на геле-образувдие бактерии внутри хлопьев ила составил в среднем 98%

20ООО

(500 700

а 5 « * < г 3 в То 7Г бре»» ( су/»)

Рис, 7. Накопление хламидобактерий как реакция на токсическое действие мутагена: -контроль,----ошт

и зависел от времени обработки. Одновременно ухудшились се-диментационные свойства ила и качество очистки. После обработки активного ила мутагеном с меньшей токсичностью (НЭМ) летальный эффект составил в среднем 4056, ил обладал высокой активностью, что отражалось в повышении эффекта очистки. При обработке НММ ила, очищающего сложный промышленный состав сточных вод, степень удаления загрязнений по БПК5 была на 10, а ХПК на 8,756 выше, чем обеспечиваемая илом после обработки НЭМ. Таким образом, летальный и мутагенный эффекты, вызываемые алкилирующими агентами, зависят не только от типа, дозы мутагена и времени экспозиции (Силантьева, 1980), но

«О

5НО

зоо

также от свойств активного ила, подвергающегося мутагенной обработке.

Комплексный метод подавления нитчатого бактериального вспухания реализован на двух сооружениях биологической очистки. Метод включал повышение аэробности системы установкой мелкопузырчатых аэрационных систем для создания благоприятного режима функционирования дыхательных ферментов сапрофитной микрофлоры, установку носителей для наращивания дополнительной биомассы и снижения нагрузок на активный ил, воздействие химических активаторов. Через две недели после выполнения комплекса предложенных мероприятий численность хлами--добактерий сократилась в 9-30 раз (рис. 8), одновременно возросла общая численность сапрофитных бактерий внутри хлопьев ила, изменилось флокулообразование и состав биоценоза, улучшилось качество очистки.

Опыт применения только мутагенеза для борьбы с вспуханием без изменения экологических условий биореактора показал, что он достаточно эффективен (зарегистрировано снижение численности хламидобактерий в 2,6+21 раз), однако, его продолжительность не превышает 3+4 недели, что объясняется повышением способности сапрофитной микрофлоры потреблять субстрат и вытеснять хламидобактерии. Факторы, вызывающие вспухание ила (высокое содержание , загрязнений, недостаток кислорода и времени на его потребление), угнетающе действуют на гелео-образующую микрофлору ила, поскольку эти быстро потребляющие субстрат организмы начинают его активно сорбировать и, не успевая окислить, погибают, вновь освобождая экологическую нишу для медленно потребляющих субстрат нитчатых бактерий.

Рис. 8. Активный ил с чрезмерным развитием хламидобактерий (а) и через 1,5 недели после их вытеснения (б) на очистных сооружениях Ивановице на Гане

Классифицированы основные типы вспухания активного ила, проанализированы причины, определена родовая принадлежность вызывающих вспухание нитчатых организмов и предложены мероприятия по их вытеснению.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулированы основные признаки и особенности реакции на воздействия биоценозов активного ила с различным структурно-функциональным уровнем развития и стабильности. Описывается механизм направленного регулирования экосистемы биореактора, приводящего к изменению состава, усложнению видового разнообразия, повышению уровня устойчивости и функционирования активного ила, и создающего более совершенную базу для деструкции загрязнений. Предлагаются новые подходы для развития системы биоиндикации активного ила.

ВЫВОДЫ

'1. Усиление интенсивности биодеградации загрязнений, вызываемое воздействием интенсифицирующих биологическое окисление факторов, сопровождается быстрой, согласованной структурно-функциональной перестройкой всего сообщества активного ила. Усложнение видового разнообразия и смена доминирующих видов обеспечивает максимальное ферментативное окисление и повышение устойчивости экологической системы аэротенка к стрессирущим воздействиям.

2. Определен новый тип биоценоза активного ила, формирующийся в условиях циклической смены аэробности одностадийного процесса нитрификации-денитрификации, из которого вытесняются резистентные к условиям неполного окисления в обычном режиме очистки нитчатые и зооглееобразущие бактерии,

жгутиконосцы, в классе Perltricha стабилизируется численность видов с экологической пластичностью, появляются специализированные хищники, функционально доминирует брюхореснич-ная инфузория Aspldisca costata.

3. Образование биопленки на носителях биомассы в аэро-тенках приводит к повышению уровня функционирования и выносливости экосистемы, что обеспечивается общим возрастанием биомассы ила и стабилизацией высокой численности более совершенных видов.

4. Изменение экологических условий для сапрофитных бактерий и индуцирование их генетических свойств совершенствует гелеобразующую микрофлору и приводит к конкурентному вытеснению хламидобактерий, подавлению нитчатого вспухания и предотвращению выноса активного ила в водоем.

5. Положительный эффект мутагенеза определяется правильным выбором мутагена с учетом его токсичности и исходного состояния культуры обрабатываемого ила. Для хорошо адаптированного к воздействию токсикантов ила целесообразно использовать более токсичную нитрозометилмочевину, для подавления нитчатого вспухания и плохо адаптированного с бедным видовым разнообразием ила - нитрозоэтилмочевину.

6. Химический мутагенез может быть использован только как специфический метод восстановления поврежденного стрес-сирующим воздействием биоценоза ила, при нарушениях экологического равновесия после воздействия токсичных аварийных выбросов, повышения адаптационных свойств ила к меняющемуся составу "сточных вод и при нарушении флокулообразования геле-образущих бактерий активного ила.

7. Применение фдуорескамина в качестве красителя, контрастирующего только в живых клетках, позволяет получать репрезентативные результаты численности бактерий ила, оценить их пространственное распределение и морфологические особенности. Модифицированный метод флуоресцентного анализа может быть рекомендован в практику микробиологических исследований активного ила.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Жмур Н.С. Применение флуорохромов при контроле за работой биологических очистных сооружений // Передовой производственный и научно-технический опыт в мелиорации и водном хозяйстве, рекомендуемый для внедрения. Информ. сб. ЦБНТИ. -М., 1990. - С. 45-52.

2. Жмур Н.С.,.Джикия М.Г. Особенности бионаселения активного ила при биологической очистке сточных вод путем сочетания процессов нитрификации и денитрификащш // Симпозиум стран СЭВ по комплексным методам контроля качества природной среды: Тез. докладов. - М., 1986. - С. 50.

3. Никитина О.Г., Жмур Н.С., Горбань Н.С. Гидробиологический контроль работы городских очистных сооружений // Контроль качества природных и сточных вод. - Харьков, 1982. -

С. 44-51.

4. Zhinur N.S. The using of biological indicators in technological control oí biological water purification // Biology in Water Management: Abstracts of the International Conference. -Budapest, 1987. - P. 78.

5. Zhmur N.S. The causes and. measures oí counteraction

to excessive wastage of activated sludge from secondary tanks // Biology in Water Management: Abstracts oí the International Conference. - Budapest," 1987. - P. 81.

6. Zhmur N.S. Apllkace chemickych mutatoru'pro intenzi-fikaci provozu "biologickych clstiren odpadnlch vod // Papers of Agrie. Univ. - Brno, 1991. - P. 1-4.

7. Zhmur N.S., Kostjanovskij R.G., Nastjukov A.B., Lap-shin O.M. Zpusob blologlckeho cisteni odpadnlch vod a zari-senl k provadenl tohoto zpusobu'// Patent CSFR 2417-91.S, 1992.

Подписано к печати 03.09.93 Обьем 1,5 п.л. Формат 60x84 1/16 Заказ 159 Тираж 110

ТОО "Нерей". ВНИРО. 107140, В.Красносельская

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Жмур, Наталья Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.,.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1И. Современные методы количественного учета организмов активного ила.

1.2. Направленные на совершенствование условий обитания и структуру биоценозов активного ила способы оптимизации и интенсификации ции биологической очистки.

1.2.1. Особенности процесса нитрификации-денит-рификации в аэротенках.

1.2.2. Иммобилизация организмов активного ила.

1.3. Седиментационные характеристики активного ила, обусловленные структурой биоценоза л методы их улучшения.

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Методы предварительной подготовки проб и количественного учета бактерий активного ила.

2.2. Методы учета простейших активного ила. 2.3. Изучение особенностей формирования биоценозов активного ила при воздействии интен-дифицирущих биологическую очистку факторов.

Глава 3. УТОЧНЕНИЕ ИНДИКАТОРНОГО ЗНАЧЕНИЯ И ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ' ГРУПП АКТИВНОГО ИЛА С ПОМОЩЬЮ ЭПИФЛУОРЕСШЖНОИ

J МИКРОСКОПИИ.

3.1. Определение количественных характеристик бактериальных клеток.

3.2. Динамика распределения водорослей в сооруже ниях биологиче ской очис тки.

3.3. Витальное флуорохромирования для совершенствования методов качественного и количественного учета распределения простейших.

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ БИОЦЕНОЗОВ АКТИВНОГО ИЛА ПРИ ОДНОСТАДИЙНОЙ ШТРИФЖАЦИИ-ДЕНИТРИФИ-КАЦИИ И ПРИ РАЗМЕЩЕНИЯ БИОМАССЫ ИЛА НА НОСИТЕЛЯХ.

4.1; Сукцессия активного ила в условиях одностадийной нитрификации-денитрификации при* изменении различных технологических параметров процесса биологической очистки. .86 ■ \ 4.2. Повышение пространственного разделения функций ценозов активного ила при использо-• вании носителей биомассы на разных участ- ■ ках биологической очистки.

Глава 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ БИОЦЕНОЗОВ ПРИ НАРУШЕНИИ ОТДЕЛЕНИЯ АКТИВНОГО ИЛА ОТ ОЧИЩЕННОЙ ВОДЫ И ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ ФАКТОРОВ.

5.1. Нитрифицирующее сообщество активного ила и явление денитрификации во вторичных отстойниках.

5.2. Естественная селекция хламидобактерий и ее подавление в условиях конкурентного роста re леобразующей микрофлоры.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Структурные изменения активного ила при интенсификации очистки"

Развивающиеся все более быстрыми темпами промышленное, : сельскохозяйственное производство и сопутствующая им урбанизация повлекли за собой небывалую в истории человечества степень концентрации во всех областях жизни. Концентрация и экспоненциальное увеличение численности потребителей природных ресурсов вызвали резкое повышение количества сточных вод, и степени их экологической опасности, что привело к росту непосредственного сброса Сточных вод в естественные водотоки,

1 v в то время как их способность к биологическому разложению и самоочищению ограничивалась. Естественное очищение, сточных вод в,процессе кругооборота должно все более замещаться искусственно созданным промышленным очищением, которое являет-' ся своеобразным защитным барьером для природных гидробионтов, активно формирующих биологическую полноценность и качество воды. ' ' : -ч ■

Общая производительность очистных сооружений в странах СНГ достигает 70 млн.м3 в год. В результате из воды извлекав, ется и перерабатывается около 7 млн.т органических веществ в год. Сброс этих веществ в водоемы мог бы привести к загряз- . нению 460 млрд.м3 речных вод (Яковлев, Скирдов, 1987).

Т ' ---- - - :. -- ^ ^й. i> i •

•<'--. . j. ------ "i

Современное состояние качества воды природных У водоемов во многом определяется степенью чистоты сточных , г вод, прошедших биологическую очистку, поскольку они составляют основную массу от общего объема сточных вод. Общее ко1 личество очистных сооружений в России - 8048 (данные 2-ТП т- ВОДХОЗ на конец 1990 г.) ,в том числе биологической очистки

4412 (54,8 % от общего количества). Суммарное водоотведение составляет 20822,49 млн.м3 в год, объем сточных вод, прошед-' ших биологическую очистку, - 16424,07 млн.м3 в год (78,9 % от общего объема). Около 70 % всех сооружений биологической очистки в России работает неэффективно по многочисленным причинам, основными из. которых являются: а) несоответствие проекта составу и количеству очищаемых сточных вод и б) неудовлетворительный.контроль и управление процессом биологической очистки.

В США результаты обследований производственных сооружений биологической очистки показывают, что более половины их работает неудовлетворительно: не,обеспечивают качества очи. v с тки, предусмотренное проектом. Аналогичные данные получены в Великобритании, ФРГ, Голландии (Tomlinson, 1976, 1982;

Gray, J980; Elkelboom, 1982; Wagner, 1982).

Поэтому все большие усилия в области очистки сточных вод сосредоточены на повышении ее эффективности Hai действую-, щих очистных сооружениях. С одной стороны, стало очевидным., что эффективность очистки жестко связана с процессами самоочищения в природных водоемах. С другой стороны, разрабатываемые всевозможные методы интенсификации биологической очи- * стки открывают возможности существенного улучшения последней. Это не исключает необходимости применения химических \ методов переработки отходов, что непременно следует исполь-ф зовать на промышленных предприятиях. Биологическую очистку следует рассматривать как обязательное завершающее звено перед сбросом сточных вод в водоем, следовательно, как мощный f защитный барьер от загрязнения природных водоемов.

Возросшие требования к качеству очищенных сточных вод, сбрасываемых в водоемы, в связи с утверждением норм предельно допустимых сбросов (НДС) загрязняющих веществ и решением вопросов повторного использования биологически очищенных вод в производстве обуславливает необходимость интенсификации работы действующих очистных сооружений, поиска новых возможностей улучшения качества очищенных сточных вод. Интенсификация биологической очистки путем реконструкций действующих сооружений связана с капитальными затратами и техническими трудностями, поэтому в настоящее время более перспективна разработка гидробиологических, микробиологических и биохимических методов улучшения работы сооружений. Такие методы не требуют значительного технического переустройства очистных сооружений, так называемые не технологические пути интенсификации: повышение ферментативной активности ила, окисление загрязняющих веществ с последующей нитрификацией-денит-рификацией, разработка способов подавления вспухания актив- ( ного ила, сочетание процессов биохимической деструкции загрязнений активным илом и -биопленкой, размещенной на инертных носителях биомассы и др. Параллельно совершенствованию эффективности очистки сточных вод необходимо развитие методов анализа и контроля этих процессов. V '

Актуальность проблемы. Концентрация и экспоненциальное увеличение численности потребителей природных ресурсов вызы-■ф вают непрерывное возрастание объема сточных вод и степени их экологической опасности. Из всех применяемых способов очистки воды от органического загрязнения - биологический являетit ся предпочтительным по экономичности, скорости процесса и эффективности. Успешно разрабатываемые в последние десятилетия методы интенсификации биологической очистки; предусматривают основное воздействие на активный ил, его деструктивно-ферментативную способность, генетические свойства и функциональную активность различных групп организмов. Исследование последовательных изменений биоценоза под влиянием направленного воздействия позволяет оценить его успешность, прогнозировать последствия и оптимизировать процесс очистки в кратчайшие сроки-и с минимальными затратами. Необходимо завершение инвентаризации структурных характеристик биоценозов активного ила, формирующихся при очистке сточных вод различного состава, при специфических особенностях ведения тёс хнологического процесса очистки (Кутикова, 1984). & Проблема отделения активного ила от очищенной воды во вторичных отстойниках при нарушениях седиментации остается* нерешенной в мировой практике, главным образом, в аспекте подавления нитчатого бактериального вспухания (Chudoba, 1985), при развитии которого наблюдается существенное загрязнение водоемов. v

Детальное изучение структуры биоценоза требует усовершенствования методов исследования. Разработка методики, позволяющей оценить численность, особенности флокулообразования и пространственного распределения бактерий в хлопьях активного ила, даст возможность оперативно и надежно контролировать состояние и эффективность процесса биологической очистки сточных вод. .

- исследование специфических особенностей активного Ила, формирующегося в условиях циклической смены аэробности одно- ., стадийного процесса нитрификации-денитрификации при изменении технологических параметров очистки;

- изучение экологических взаимоотношений различных групп бактерий, их структурных особенностей и пространственного распределения при чрезмерном накоплении хЛамидобактерий в активном иле, обоснование и практическое применение экологического способа антагонистического вытеснения хламидобакте-рий микрофлорой ила;

- характеристика бтклика биоценозов активного ила с различной спонтанной адаптационной устойчивостью на токсическое действие супермутагенов, стандартизация применения химического мутагенеза для улучшения процессов флокуляции активного ила и увеличения скорости биодеградации органических загрязнений;

- модификация и использование эпифлуоресцентного анали-t за для исследования активного ила, определение индикаторной значимости и численных значений отдельных таксономических групп активного ила. *

V Научная новизна. Впервые детально описан активный ил, структура которого формируется в одностадийном процессе нит-рификации-денитрификации при. циклической смене аэробности -среды. Показана взаимосвязь изменения основных технологических параметров очистки и сукцессии микрофауны активного ила.

На основании детального эпифлуорёсцентного анализа нарушений флокулообразования и седиментационных характеристик активного ила предложен экологический метод подавления нитчатого бактериального вспухания * учитывающий ряд биологических особенностей функционирования различных таксономических групп бактерий.

Экспериментально доказано, что при использовании метода химического мутагенеза положительный эффект зависит от. токсичности используемого супермутагена и исходного состояния микрофлоры обрабатываемого активного ила. Выполнена дальнейшая унификация и стандартизация методе химического мутагенеза, применяемого для повышения эффективности качества очистки сточных вод. . .

Впервые для исследований активного ила использован в качестве флуоресцентного красителя флуорескамин, специфически связывающийся только с живыми клетками бактерий, что позволило пересмотреть количественные характеристики бактерий внутри хлопьев ила, уточнить их морфологическое разнообразие. Предложен метод флуоресцентного анализа для характеристики .основных таксономических групп биоценоза активного ила.

Практическая значимость работы. Полученные новые данные о структуре биоценоза используются при оценке и прогнозировании процессов очистки в аэротенках, при регулировании эксф плуатационного режима, что позволяет без существенных затрат улучшить качество очищаемой воды и предотвратить загрязнение водоемов.

Разработан, запатентован и внедрен на очистных сооружениях способ подавления бактериального нитчатого вспухания на основе улучшения флокулирующих и седиментационных свойств активного ила. Рекомендованы в практику использования химического мутагенеза результаты исследований по применению супермутагенов с учетом адаптационных свойств спонтанной культуры активного ила, очищающей сточные воды различного состава, а также методика подращивания ила после действия мутагенов, предусматривающая использование комплекса витаминов и фитогормонов для повышений уровня функциональной активности бактерий.

Разработанные методы гидробиологического анализа активного ила применяются при обследовании и выработке рекомендаций'по улучшению работы действующих очистных сооружений Российской Федерации.

Комплекс эпифлуоресцентных методов исследования различных таксономических групп активного ила модифицирован и внедрен в практику* гидробиологического анализа Центральной инспекции Министерства охраны окружающей, среды и природных ресурсов Российской Федерации, а также в учебный процесс , экологического факультета Казанского государственного университэта и для слушателей специальности "Экология и охрана ок ' ружающей среды" в Московском институте нефтегазовой промышленности.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзном симпозиуме "Обобщенные показатели качества вод - 83. Практические вопросы биотестирования и биоиндикации'* (Черноголовка, февраль 1983 г.), Си. ' - мпозиуме специалистов стран-членов СЭВ "Комплексные методы контроля качества природной среды" (Москва, ноябрь 1986 г.), Международной конференции "Биология в очистке воды" (Весп-рем, Венгрия, май 1987), секции гидробиологии и ихтиологии Московского общества испытателей природы (Москва, март 1990 г.), III Международной школе по экологической химии (Алма-Ата, ноябрь 1990 г.), семинаре "Опыт с применением специализированных микроорганизмов при декаментации почвы и биологической очистке сточных вод/в Чехословакии" (Прага, октябрь 1992 г.). '

Публикации. По теме диссертации в отечественной и зару-бекной печати опубликовано 7 научных работ. Ряд результатов работ изложены в методических и нормативных документах Мини. стерства охраны окружающей среды -и природных ресурсов.

Объем и структура текста. Диссертация содержит 150 % страниц машинописного текста, 34 рисунка и 30 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 262 названия, из которых 112 -работы на иностранных языках. Состоит из введения, пяти глав, обсуждения результатов, выводов и заключения.

Автор глубоко признателен д.б.н., проф. Телитченко М.М., д.б.н. Флерову Б.А., к.б.н. Мицкевич И.Н., к.б.н. Сажину А.Б.,

Беляевой М.Н., Фроловой А.Л. за консультационную помощь, к.т.н. Лапшину О.М. за техническое содействие в.проведении натурных экспериментов .

Заключение Диссертация по теме "Гидробиология", Жмур, Наталья Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Усиление интенсивности биодеградации, загрязнений, вызываемое воздействием интенсифицирующих биологическое окислеt ние факторов, сопровождается быстрой, согласованной структур. но-функциональной перестройкой всего сообщества активного ила. Усложнение видового разнообразия и смена доминирующих * ' видов обеспечивает максимальное ферментативное окисление и повышение устойчивости экологической системы аэротенке к стрессирующим воздействиям.

Щ жгутиконосцы, в классе Peritricha стабилизируется численность видов с экологической пластичностью, появляются специализированные хищники, функционально доминирует брюхореснич-ная инфузория Aspidisca costata.

3. Образование биопленки на носителях биомассы в аэротенках приводит к повышению уровня функционирования и выносливости экосистемы, что обеспечивается общим возрастанием биомассы ила и стабилизацией высокой численности более совершенных видов.

4'. Изменение экологических условий для сапрофитных бактерий и индуцирование их генетических свойств совершенствует ^ геле образующую микрофлору и приводит к конкурентному вытеснению хламидобактерий, подавлению нитчатого вспухания и предотвращению выноса активного ила в водоем.

5. Положительный эффект мутагенеза определяется правильным выбором мутагена с учетом его токсичности и исходного состояния культуры обрабатываемого Ила. Для хорошо адаптированного к воздействию токсикантов .ила целесообразно использовать более токсичную нитрозометилмочевину, для подавления нитчатого вспухания и плохо адаптированного с бедным видовым разнообразием ила - нитрозоэтилмочевину.

6. Химический мутагенез может быть использован только как специфический метод восстановления поврежденного стрес--сирующим воздействием биоценоза ила, при нарушениях экологического равновесия после воздействия токсичных аварийных выбросов, повышения адаптационных свойств ила к меняющемуся составу сточных вод и при нарушении флокулообразования геле-образующих бактерий активного ила.

7. Применение флуорескамина в качестве красителя, контрастирующего только в живых клетках, позволяет получать репрезентативные результаты численности бактерий ила, оценить их пространственное распределение и морфологические особенности. Модифицированный метод флуоресцентного анализа может быть рекомендован в практику микробиологических исследований активного ила.

4 ■ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

•т

Теоретически обоснован, успешно опробован на действующих. очистных сооружениях и запатентован метод стимуляции конкурентного вытеснения хламидобактерий геле образующей микрофлорой активного ила, что позволит предупредить загрязнение водоемов чрезмерным выносом ила из вторичных отстойников по причине нитчатого бактериального вспухания. Исследована общая тенденция реакции биоценоза на интен-сифирующее очистку воздействие и структурные особенности отдельных составляющих его таксономических структур на целенаправленное изменение экологических условий биореактора при одностадийном процессе нитрификации-денитрификации, наращивании дополнительной биомассы на носителях, а также при обработке его мутагенами с разной степенью токсичности. # Внедрен в практику гидробиологического контроля Центральной инспеции (ЦСИ) Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации метод флуоресцент-Horq анализа для исследований различных таксономических груш биоценоза активного ила. Поскольку ЦСИ является методическим центром 205-ти аналитических лабораторий Минприроды предполагается дальнейшее широкое внедрение современных флуоресцентных методов анализа с целью совершенствования водоохранной деятельности этой службы.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Жмур, Наталья Сергеевна, Москва

1. АОросов Н.С. К теории сосуществования и коэволюции видов в искусственных экосистемах // Биоценоз в природе и промышленных условиях. Пущино, 1987. - С. 20-32.

2. Алимов А.Ф. Структурно-функциональный подход к изучению сообществ водных животных // Пятый съезд Всесоюзного гидробиологического общества (г.Тольяти): Тез. докл. Куйбышев: Изд-во АН СССР, 1986. - С. 132-133.

3. Андреюк Е.И., Яновер С.В., Коптева Ж.П. и др. Микроорганизмы первичной пленки обрастания стали СТ-3 в условиях моря // Микробиол. журн. 1981. - Вып. 43, * 6. - С. 683686.

4. Андреюк Е.И., Коптева Ж.П., Яновер С.В. Развитие микроорганизмов на поверхности погруженных в воду сталей в различные сезоны года // Микробиол. журн. 1982. - Вып. 44,3V С. 16-19.

5. Аринбасарова А.Ю. , Кощеенко К .А. Трансформация стероидов адсорбированными на целлюлозе клетками Mycobacterium globlfoimis 193 // Иммобилизованные клетки микроорганизмов. -Пущино: Изд-во Научного центра биол. исследований АН СССР, 1978. С. 101-112.

6. Аринбасарова'А.D., Артемова А.А., Киселев А.В. и др. Ферментативная активность клеток Arthrobacter globlXormls 193, иммобилизованных на крупнопористых керамических носителях // Прикл. биохимия и микробиология. 1982. - Вып. 18,3. С. 331-339.

7. А. с. 1242478 СССР, МКИ3 С02 F3/34. Способ подавления вспухания активного ила / Е.Н. Макеева, Л.Ф. Горемыкина,1. ASl

8. Т.О. Шлыгина (СССР). X 3852317/23-26; Бюл. * 25.

9. А. с. 513014 СССР, МКИ3 С02 С5/10. Способ биологической очистки сточных вод/ Я.И. Тарадин, Л.Ф. Горемыкина, Б.Л. Сухаренок, В.И. Суворова, Г.И. Писаренко (СССР). jfc 1874167/23-26; Бюл. А 17.

10. А. с. 532576 СССР, МКИ3 СОЙ С5/10. Способ биохимической очистки,сточных вод / И.А. Рапопорт, С.В. Васильева (СССР). -№2167163/26; Бюл. Л 39.

11. А. с. 1058900 СССР, МКИ3 С02 F3/34. Способ биологической очистки сточных вод / Г.И. Тырыгина, А.И. Винников, Ю.'С. Бабенко (СССР). 3472205/23-26; Бюл. * 45.

12. Ауэрбах Ш. Проблемы мутагенеза. fa.: Мир, 1978. - С. 150-297.

13. Бадаев С.А., Серова Р.Я., Демченко С.И. Репарагенна ли парааминобензойная кислота для клеток высших растений? // Современные проблемы теории химического мутагенеза. Таллинн, 1987. - С. 11-16.

14. Банина Н.Н. Оценка технологического процесса очистки воды по состоянию активного ила // Фауна аэротенков (Атлас). Л.: Наука, 1984. - С. 24-31.

15. Бенина Н.Н. Экология инфузорий активного ила // Экология морских и пресноводных свободноживущих простейших; Сб. науч. трудов. Л.: Наука, 1990. - С. 143-153.

16. Бараусова О.М. Адаптивная изменчивость инфузорий рода

17. Vortlcella (Perltrlcfta Sessllina) // Экология морских и пресноводных свобоДнокивущих простейших: Сб. науч. трудов.

18. Л.: Наука, 1990. С. 93-97.

19. Бейм A.M., Красовский Г.И., Сутоксал И.В., Васюкевич Л.Я. Эколого-гигиенические подходы к биоиндикации качества воды // Проблемы рационального мониторинга состояния о. Байкал. -Л.: Гидрометеоиздат, 1983. С. 117-123.

20. Бейм Д. , Оллис Д. Основы биохимической инженерии: В 2 ч. М.: Мир, 1989. - Ч. 2. - 590 с.

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

22. Бест Д., Джонс Дж., Стаффорд Д. Окружающая среда и биогтехнология // Биотехнология. Принципы и применение / Под ред. И. Хиггинса, Д. Беста и Дж. Джонса. М.: Мир, 1988. -С. 246- 295,

23. Блохина И.Н., Угодчиков Г.А. Исследование динамики микробных популяций (системный подход). Горький: Волго-Вят. кн. изд-во, 1980. - 16S с.

24. Брагинский Л.П., Сиренко Л.А. Проблемы эвтрофирования водоемов // Влияние загрязняющих веществ на экосистемы водоемов. Л.; Наука, 1979. - С. 191-204.

25. Брок Т. Мембранная фильтрация. М.: Мир, 1987. - 464 с.

26. Веденина И.Я., Говорухина Н.Н. Формирование метилтроф-ного денитрифицирующего сообщества в системе очистки сточных вод от нитратов // Микробиология. 1988. - Т. 57, вып. 2. -С. 320-328.

27. Ведерников В.И., Микаэлян Н.С. Количественный учет морского фитопланктона с использованием ядерных фильтров // Океанология. 1981. - Т. XXI, J6 5. - С. 927-933.

28. Винберг Г.Г. Биологические процессы и самоочищение на закрепленном участке реки. Минск, 1973. - 191 с.

29. Гвоздяк П.И. Теоретические и прикладные аспекты использования микроорганизмов для очистки воды . // Научные основы технологии очистки воды. Киев; Наукова думка, 1973. -С. 62-64.

30. Гвоздяк П.И. Роль микроорганизмов в очистке и загрязнении биосферы // Микробиология окружающей среды, Алма-Ата, 1980. - С. 28-32.

31. Гвоздяк П.И. Пространственная сукцессия микроорганизмов в очистке промышленных сточных вод // Биоценоз в природе и промышленных условиях. Пущино, 1987. - С. 54-57.,

32. Гвоздяк П.И., Гарбара С.В., Чеховская Т.П., Ротмистров М.Н. Поведение микроорганизмов в электрическом поле в присутствии частиц различных материалов // Микробиология. -1977. Т. 46. - С. 118-122.

33. Гвоздяк П.И., Гордиенко А.С., Чеховская Т.П., Гавриш О.Г. Роль электрокинетического потенциала клеток Е. coll в процессе их электроудержания // Микробиология. 1981.

34. Т. 50, вып. 6. С. 1103-1105.

35. Гвоздяк П.И., Рой А.А., Даценко М.Н. и др. Опытно-промышленные испытания микробиологического метода очистки сточных вод от гексаметилендиамина // Химия и технология воды. -1982. Вып. 4, № 1. - С. 68-71.

36. Гвоздяк П.И., Дмитриенко Т.М., Куликов Н.И. Очистка промышленных сточных вод прикрепленными микроорганизмами // Химия и технология воды. 1985. - Т. 7, * 1. - 0 . 64-68. ,

37. Гвоздяк П.И., Никоненко В.У., Чеховская Т.П., Федорик О.М. Биологическая очистка сточных вод производства анида (найлона 66) // Химия и технология воды. 1990. - Т. 12, Л 8. - 0. 748-751.

38. Геринг Ди. Роль азота в эфтро^ческих процессах // Микробиология загрязненных вод / Под ред. Р. Митчелла. М.: Медицина, 1976. - С. 48-69.

39. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1972. - 368 с. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки вода . -М.: Высшая школа, 1978. - 268 с.

40. Григорова Н.В., Боровок И.А. Зависимость цитогенетичес-кого эффекта И-нитрозо-И-метилмочевины от природы буферного раствора // Химический мутагенез и иммунйтет. М.: Наука, 1980. - С. 127-130.

41. Гюнтер Л.И. Некоторые биологические и биохимические закономерности процесса биологической очистки сточных вод // Журнал Всесоюз. хим. об-ва им Д:И. Менделеева. 1972. - Т. 17, № 2. - С. 150-156.

42. Гюнтер Л.И. Искусственная биологическая очистка и ее интенсификация // Саммоочищение и биоиндикация загрязненных вод. -М.: Наука, 1980. С. 48-56.

43. Гюнтер Л.И., Беляева М.А. Влияние технологических параметров работы аэротенков на формирование биоценозов и биохимической характеристики активного ила // Очистка сточных вод. -М., 1976. Вып. 105. -X. 25-32.

44. Давниченко Л.С. Адаптивный ответ как антимутагенный фактор в химическом мутагенезе // Современные проблемы теории химического мутагенеза. Таллинн, 1987. - С. 46-48.

45. Дмитриенко Г.Н., Удод В.М., Гвоздяк П.И. Разрушение мо-рфолина прикрепленными бактериями // Химия и технология воды. 1985. - Т. 7, * 3. - С. 71-73.

46. Дмитриева А.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод // Кокс и химия. 1987. - J61. - С. 53-56.

47. Заварзин Г.А. Микробные сообщества объект фундаментальных исследований // Биоценоз в природе и промышленных условиях. - Пущино, 1978. - С. 3-11.

48. Захаров И.А., Кожин С.А., Кожина Т.Н., Федорова И.В. Сборник методик по генетике дрожжей и сахаромищетов. Л.: Наука, 1976. - С. 30-41.

49. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М.: Изд-во МГУ, 1973. - 175 с.

50. Звягинцев Д.Г. функционирование микробных ценозов в почве и пути его регулирования // Биоценоз в природе и промышленных условиях. Пущино, 1987. - С. 32-39.

51. Золотарева Н.С. Роль простейших в снижении бактериальных загрязнений в процессе биологической очистки городских сточных вод: Автореф. дис. . канд. биол. наук. М., 1966. -24 с.

52. Истомина Л.П., Кириченко А.Т., Ракитин Е.Г. О видовом составе простейших и водорослей активного ила сточной воды, очищенной в аэротенках // Гидробиологический журнал. -1973. Т. 9, Jf 5. - С. 75-78.

53. Калмыкова Г.Я., Корниченко Н.Б., Лазарева М.Ф., Сщэ-дов И.В. Биоценоз активных илов, трансформирующих спирты, альдегиды и их смеси // Микробиологические методы борьбыс загрязнением окружающей среды: Тез. докл. II Все союз, конф. 1979а. - С. 189-192.

54. Калмыкова Г.Я., Лазарева М.Ф.» Роговская И.И. и др. Метаболизм ароматических соединений, адаптированной и неадаптированной микрофлорой активных илов // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. н., 1980. - Вып. 7. - С. 171-175.i

55. Карпенко В.И., Курдиш И.К., Малашенко Ю.Р. Иммобилизация клеток метанокислявдих бактерий на угле // Микробиол. журн. 1983. - Вып. 45, А 5. - С. 32-36.

56. Карюхина Т.А., Чурбатова И.Н. Химия воды и микробиология. М.: Стройиздат, 1974. - 215 с.

57. Квасников Е.И., Клюшникова Т.М., Касаткина Т.П. , Серпо-крылов Н.С. Использование иммобилизованных клеток бактерий при очистке сточных вод от соединений шестивалентного хрома // Микробиологический журнал. 1986. Т. 48, Л 6. - С.38.42.

58. Керне Дк., Ланца Дк.Р. Изменения в сообществах водорослей и простейших, вызываемые загрязнением //-Микробиология , загрязненных вод / Под ред. Р. Митчелла. М. : Медицина, 1976. - С. 206-226.

59. Киселев И.А. Методы исследования планктона /•/ Жизнь пресных вод. -М., Л.: Наука, 1956. Т. 4, ч. 1 - С. 182265.

60. Колабина М.М. Применение биологического метода для оценки работы очистных сооружений // Материалы по очистке сточных вод консервной промышленности. М., 1930. - С, 65-100.

61. Копылов А.И., Сорокин П.Ю. К оценке концентрации бакте-риопланктона в прибрежных водах Черного моря // Микробиология. 1988. - Т. 57, вып. 5. - С. 890-892.

62. Кощеенко К.А. Живые иммобилизованные клетки как биокатализаторы процессов трансформации и биосинтеза органических соединений // Прикл. биохим. и микробиол. 1981а. - Т. 17, вып. 4. - С. 447-493.

63. Кощеенко К.А. Применение иммобилизованных клеток для трансформации и биосинтеза органических соединений У/ Итоги науки и техники. Серия Микробиология. М.: ВИНИТИ, 19816. -Т. 11. - С. 55-117.

64. Кузнецов С.И., Дубинина Т.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. - 288 с.

65. Куликов Н.И. Интенсификация процессов очистки сточных вод от ксенобиотиков пространственной сукцессией закреплен^ ых микроорганизмов У/ ± Всесоюзная конф. по микробиологии очистки воды: Тез. докл. Киев: Наукова думка, 1982. - С. 29-31.

66. Кутикова Л.А. Коловратки фауны СССР. Л.: Наука, 1970. - 744 с.

67. Лавлес А. Генетические эффекты алкилирувдих соединений. М.: Наука, 1970. - 255 с.

68. Лапшин О.М. Комплексные искусственные рифы для рыбохо-зяйственных целей: Автореф. дис. канд. биол. наук. М., 1990. - 21 с.

69. Леонова Л.И., Ступина В.В. Водоросли в доочистке сточных вод. Киев: Наукова думка, 1990. - 183 с.

70. Леонов В.Е., Абрамов А.В., Карпухин В.Ф. Применение химических мутагенов для повышения эффективности процесса биологической очистки сточных вод // Химия и технология воды. -1985. Т. 7, *3. - С. 68-71.

71. Липеровская E.G. Гидробиологические индикаторы состояния активного ила и их роль в биологической очистке сточных вод // Итоги науки и техники / ВИНИТИ. 1977. - Т. 4: Общаябиология, биотехнология, гидробиология. С. 169-217.

72. Липеровская Е.С., Исаева Л.А., Логунова О.Е. Индикаторные организмы активного ила на сооружениях биологической очистки // Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. -М., 1980. С, 149-154.

73. Лукьяненко В.И. Влияние загрязняющих веществ на гидро-бионтов и экосистемы водоемов Л.: Наука, 1979. - 49 с.

74. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. химический анализ производственных сточных вод. М.: Химия, 1974. - 335 с.

75. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. Л., 1974. - 59 с.

76. МангеЙфеЛь М.Н., Мейсель М.Н. Кирьянова Е.А. Люминес-центномикроскопическое исследование лучевых повреждений ядер лимфоцитов // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1968. - Ji'3. - С. 192-194.ф,

77. Мартынова А.Ф. , Ломова М.А. Анализ работы аэротенков по гидробиологическим данным // Охрана окружающей среды бт загрязнения промышленными выбросами. Л.: Высшая школа, 1975. -Вып. 1. - С. 71-73.

78. Марченкова Т.В. Исследование влияния условий развития на гетерогенность микробной популяции: Дис. канд. биол. наук. Красноярск, 1986. - 138 с.

79. Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. М.: Стройиздат, 1977. -- 299 с. ч

80. Метода изучения водных организмов / С.И. Кузнецов , Т.А. Дубинина. М.: Наука, 1989. - 288 с.

81. Микробиология загрязненных вод / Под ред. Р. Митчелла.иг

Информация о работе

Жмур, Наталья Сергеевна
кандидата биологических наук
Москва, 1993
ВАК 03.00.18

Диссертация

Структурные изменения активного ила при интенсификации очистки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы