Проблема загрязнения водных объектов и их охрана является одной из первоочередных задач по экологической безопасности не только в Украине, но и во многих других странах мира. Основным источником загрязнения водоемов является сброс недостаточно очищенных сточных вод, а критическое состояние отрасли очистки последних, катастрофически ухудшает состояние природных водных экосистем планеты. Это, в свою очередь, угрожает жизни и здоровью населения, а также, негативно влияет на флору, фауну и окружающую среду в целом [1, 2].
При решении проблем очистки стоков, особого внимания заслуживают биотехнологические способы. Очистка с использованием микроорганизмов, является основой извне простого, но на самом деле, высокоорганизованного процесса, биологического превращения загрязняющих соединений на нетоксичные продукты, а сточных вод, соответственно - на экологически безопасную и биологически полноценную [3, 4].
В связи с тем, что в последние годы, в бытовых и промышленных стоках, значительно увеличилась концентрация соединений азота - актуальным является вопрос поиска новых методов очистки воды именно от данных соединений [5]. В частности, особое внимание уделяется исследованию anammox (anaerobic ammonium oxidation) процесса, который является одним из последних открытий, касающихся микробного азотного цикла [2].
Цель исследования. Обоснование возможности применения anammox-процесса, как способа микробиологической очистки сточных вод от соединений азота, а в частности: от нитратов и нитритов.
Материалы и методы. Обработка литературных данных (отечественных и зарубежных) с использованием поисковых баз PubMed, GoogleScholarn т.п..
Результаты и обсуждения. В результате сбора и анализа теоретических данных было установлено, что суть процесса заключается в анаэробном окислении аммония микроорганизмами, с использованием нитрита как первичного акцептора электронов. А также этот процесс может стать отличной альтернативой традиционному технологическому процессу освобождения воды от неорганических соединений азота - нитрификации-денитрификации [6, 7].
Преимущества применения anammox-бактерий для очистки воды от аммонийных солей существенные. Во-первых, в процессе отсутствует стадия нитратации (превращения нитрита в нитрат), а стадия нитритации (окисления аммония в нитрит) проводится только для половины объема сточной воды, что в целом позволяет снизить энергетические затраты на аэрацию до 60%. Во-вторых, использовать дополнительные органические соединения (метанол, ацетат и т.д.) не нужно, благодаря чему этот метод экономит 100% необходимого синтетического углеродного источника, а также до 50% необходимого кислорода; в общем уменьшение эксплуатационных расходов достигает 90% [1, 4].
Что касается недостатков, то к ним можно зачислить темпы прироста биомасы. Так, при культивировании совокупности анаммокс-бактерий речь идет не о десятках часов, а о десятках и даже сотнях суток. К примеру - концентрация биомассы на 200-й день культивирования на среде Депена-Мора равняется примерно 1,2 г/л [8].
Вывод.Таким образом, анаммокс бактерии являются отличной альтернативой, известным способам микробиологической очистки сточных вод от соединений азота. А благодаря тому, что они способны окислять аммоний и восстанавливать нитрит в анаэробных условиях, - уже находят свое применение, но в то же время являются перспективным направлением в области экобиотехнолгии. Привлечение anammox-технологии для очистки стоков, в масштабах страны, может значительно улучшить экологическую ситуацию и помочь предотвратить возможные экологические катастрофы в естественных водных экосистемах.
Список литературы
- Швед О. М., Новіков В. П. Біотехнологія очищення побутових стічних вод невеликих населених пунктів у біоінженерних ставках / О. М. Швед, В. П. Новіков. // Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Хімія, технологія речовин та 1х застосування : збірник наукових праць. - 2015. - № 812. - С. 239-244.
- Шандрович В. Т., Мальований М. С., Мальований А. М. Ефективністьпроцесу anammox для очищення стічних вод від азотовмісних сполук // Екологічна безпека. - 2014. - Вип. 2. - С. 114 - 118.
- Швед О.М., Видринська О.К., Червецова В.Г. Нові підходи до біологічного очищення стічних вод міста Львова / О. М. Швед, О.ТК. Видринська, В. Г. Червецова, З. В. Губрій , В. П. Новіков.// Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Серія: Хімія, технологія речовин та іх застосування : збірник наукових праць. - 2012. - № 726. - С. 145152.
- Schmid M.,Walsh K., WebbR., Rijpstra W. I, Hill T. CandidatusScalinduawagneri sp. nov. two new species of anaerobic ammonium oxidizing bacteria // - System. Appl. Microbiol. - 2003. - N. 26. - P. 529 -538.
- Шевченко О. О., Іванова І. М. Застосування біотехнологій для підвищення надійності очистки стічних вод від біогенних елементів // Вісник НТУ «ХПІ». - Харків: НТУ «ХПІ», 2013. - №37 (1010). - С. 215 - 222.
- Швед О. М., Петріна Р. О., Новіков В.П. Сучасні технологи вилучення азоту зі стічних вод / О. М. Швед, Р.О. Петріна, В.П. Новіков // Biotechnologia Acta. - 2014. - № 7
- Саблій Л. А. Фізико-хімічне та біологічне очищення висококонцентрованих стічних вод : монографія / Л. А. Саблій. - Рівне: НУВГП, 2013. - 291 с.
- Fernandez, J.R. Vazquez-Padin, A. Mosquera-Corral, J.L. Campos. Biofilm and granular systems to improve Anammox biomass retention. // - Biochemical Engineering Journal. - 2014. - doi:10.1016/j.bej.2008.07.011