Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,556

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Чачина С.Б. 1, 2 Таранникова О.А. 2

---

1 Омская государственная медицинская академия

2 Омский государственный технический университет

Изучена аккумуляционная способность высших водных растений – эйхорнии, ряски малой, валлиснерии спиралевидной, урути водной, кладофоры шаровидной. Проведена сравнительная характеристика высших водных растений по способности извлекать из сточных вод и аккумулировать фосфаты, соединения азота, хлориды, сульфаты и нефтепродукты. Результаты исследования могут применяться для создания биологических прудов, для доочистки городских и промышленных сточных вод с помощью высших водных растений.

Статья в формате PDF

1336 KB

сточные воды

доочистка сточных вод

высшие водные растения

1. Храмцова Т.Г, Стом Д.И., Выгода В.А. Использование макрофитов для доочистки городских сточных вод / Т.Г. Храмцова, Д.И. Стом, В.А. Выгода // Проблемы экологии. – 1995. – Вып.2. – С. 260-262.

2. Вайсман, Я.И., Рудакова, Л.В., Калинина Е.В., Использование водных растений для доочистки сточных вод / Я.И. Вайсман, Л.В. Рудакова, Е.В. Калинина // Экология и промышленность России. – 2006. – №11. – С. 9-11.

3. Курцевич Е.П., Потехин С.А., Солдатов Ю.Н., Олонцев, В.М. Использование эйхорнии для очистки промстоков / Е.П. Курцевич, С.А. Потехин, Ю.Н. Солдатов, В.М. Олонцев // Экология и промышленность России. – 2001. – №2. – С.21-23.

4. Тарушкина Ю.А., Ольшанская Л.Н., Мечева О.Е., Лазуткина А.С. Высшие водные растения для очистки сточных вод / Ю.А. Тарушкина, Л.Н. Ольшанская, О.Е. Мечева, А.С. Лазуткина // Экология и промышленность России. – 2006. – №5. – С.36-39.

В сточных водах, образующихся на современных предприятиях преобладают примеси, которые не относятся к категории сильно-токсичных: хлориды, сульфаты, нитраты и фосфаты натрия, калия, кальция, аммония, магния, железа, меди, органические продукты, взвешенные вещества, нефтепродукты, СПАВ, масла и т.д. Сточные воды нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств, кроме растворенных органических и неорганических веществ, могут содержать коллоидные примеси, а также взвешенные вещества. Основными загрязнителями сточных вод нефтеперерабатывающих комбинатов являются нефтепродукты и фенолы. ПДК нефтепродуктов в водоемах питьевого и рыбохозяйственного назначения составляет 0,1 мг/м3, фенола – 0,25 мг/м3 [1,2].

На заводе применяются методы очистки: механическая, флотация и биологическая, но они не дают высокой степени очистки. Одним из способов доочистки сточных вод от биогенных веществ является использование высшей водной растительности (ВВР) – макрофитов (тростник, камыш, уруть, ряска). Способность ВВР к накоплению, утилизации, трансформации многих загрязняющих веществ делает их незаменимыми в общем процессе самоочищения водоёмов [3, 4].

Цель исследования: изучить способность высших водных растений аккумулировать фосфаты, соединения азота, хлориды, сульфаты и нефтепродукты из сточных вод ОАО «Газпромнефть ОНПЗ».

Научная новизна работы. Впервые изучена аккумуляционная способность и проведено сравнение эффективности высших водных растений эйхорнии, ряски малой, валлиснерии спиралевидной, урути водной, кладофоры шаровидной для доочистки нефтесодержащих сточных вод.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являлись высшие водные растения, способные аккумулировать токсичные соединения: валлиснерия спиралевидная – Vallisneria spiralis, эйхорния, или водный гиацинт – Eichornia crassipes, ряска малая – Lemna minor, кладофора – Cladophora aegagropila, уруть водная – Myriophyllum aquaticum. Исследования проводились в период с ноября 2013 по март 2014 г. В процессе исследований изучалась эффективность методов очистки нефтесодержащих сточных вод ОАО «Газпромнефть ОНПЗ» и методов доочистки с использованием высших водных растений – эйхорнии, валлиснерии, ряски, урути и кладофоры. Процесс контролировали по следующим показателям: рН, содержанию взвешенных веществ, сухого остатка, содержанию фосфатов, нитратов, нитритов, азота аммонийного, хлоридов, сульфатов, алюминия, железа, нефтепродуктов. Показатели определяли по утвержденным методикам.

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследования нами были определены физические и химические показатели состава сточных вод на выходе с завода и на различных стадиях доочистки с использованием цеолита, угля и высших водных растений: валлиснерия спиралевидная – Vallisneria spiralis, эйхорния, или водный гиацинт – Eichornia crassipes, ряска малая – Lemna minor, кладофора – Cladophora aegagropila, уруть водная – Myriophyllum aquaticum/

Взвешенные вещества. Наибольшее содержание взвешенных веществ нами отмечено в пробе №1 (выход с завода), что составило 182 мг/л. Содержание взвешенных веществ после доочистки кладофорой – 14 мг/л, урутью – 10,7 мг/л, эйхорнией – 5,2 мг/л, валлиснерией – 8 мг/л, ряской – 8,8 мг/л (табл. 1). Эффективность очистки сточных вод от взвешенных веществ после доочистки кладофорой составила 92,31 %, валлиснерией – 97,14 % ряской – 95,60 %, урутью – 94,12, эйхорнией – 94,12 % т.о. наименьшее содержание взвешенных веществ отмечено после доочистки водным растением ряска.

Сухой остаток. Наибольшее содержание сухого остатка отмечено в пробе №1 (выход с завода), что составило 481 мг/л. Содержание сухого остатка после доочистки водным растением: кладофора – 462 мг/л, уруть – 459 мг/л, эйхорния – 164 мг/л, валлиснерия – 189 мг/л, ряска – 194 мг/л. Эффективность очистки сточных вод от сухого остатка, после доочистки кладофорой – 3,95 %, урутью – 4,67 %, эйхорнией – 65,9 %, валлиснерией – 60,7 %, ряской – 59,6 %. Наименьшее содержание сухого остатка отмечено после доочистки водным растением эйхорния (табл.1).

Жёсткость. Самая высокая жёсткость воды отмечена в пробе №2 (после очистки цеолитом), что составило 10,4 мг/л. Жёсткость воды после доочистки водным растением: кладофора составила 15 мг/л, урутью – 14,25 мг/л, эйхорнией – 10 мг/л, валлиснерией – 12,9 мг/л, ряской – 11,7 мг/л. Эффективность снижения жёсткости сточных вод, после доочистки высшим водным растением кладофорой составила (-63,04), урутью – (–54,89 %), эйхорнией – (-8,69 %), валлиснерией – (–40,21 %), ряской – (-27,17 %). Наилучший результат по снижению жёсткости после доочистки водным растением кладофора (табл. 2, рис. 1).

Таблица 1

Результаты исследования физических показателей сточных вод «Газпром-ОНПЗ»

Таблица 2

Результаты исследования химических показателей сточных вод «Газпром-ОНПЗ»

Фосфат ионы. Наибольшее содержание фосфат ионов отмечено в пробе №1 (выход с завода), что составило 12 мг/л. Содержание фосфат иона после доочистки водным растениям составило: кладофорой – 0,67 мг/л, урутью – 0,4 мг/л, эйхорнией – 0,51 мг/л, валлиснерией – 0,44 мг/л, ряской – 0,112 мг/л. Эффективность очистки сточных вод от содержания фосфат ионов, после доочистки водными растениями: кладофорой составила 94,42 %, урутью – 96,67 %, эйхорнией – 95,75 %, валлиснерией – 96,3 %, ряской – 99 %. Наилучший результат по снижению фосфат-ионов отмечен после доочистки цеолитом – 0,04 мг/л (табл. 2, рис. 1).

Нитраты. Наибольшее содержание нитратов нами отмечено в пробе № 3 (доочистка углем), что составило 6,4 мг/л. Содержание нитратов после доочистки водными растениями составило: кладофорой – 4,3 мг/л, урутью – 23,1 мг/л, эйхорнией – 0,0014 мг/л, валлиснерией – 4,9 мг/л, ряской – 4,8 мг/л. Наибольшая эффективность очистки сточных вод от содержания фосфат ионов отмечена после доочистки сточных вод водным растением эйхорнией – 99,93 % (табл. 2, рис. 1).

Нитриты. Наибольшее содержание нитритов нами отмечено в пробе № 1 (14,43 мг/л.). Содержание нитритов после доочистки водными растениями составило: кладофорой – 12,96 мг/л, урутью – 15,12 мг/л, эйхорнией – 0,0014 мг/л, валлиснерией – 14,86 мг/л, ряской – 13,65 мг/л. Наибольшая эффективность очистки сточных вод от содержания нитритов отмечена после доочистки водными растениями: эйхорнией – 99,9 %, кладофорой – 10,19 %, ряской – 5,4 %. (табл. 2, рис. 1).

Аммоний. Высокое содержание аммония отмечено в пробе №1 (0,59 мг/л.). Содержание амонния после доочистки водными растениями составило: кладофорой – 0,48 мг/л, урутью – 0,52 мг/л, эйхорнией – 0,43 мг/л, валлиснерией – 0,43 мг/л, ряской – 0,57 мг/л. Эффективность очистки водными растениями составила: урутью – 31,53, эйхорнией – 27,11 %, валлиснерией – 27,11 %, кладофорой –17,29 %, ряской – 2,71 %. Наилучший результат по снижению иона аммония отмечен после доочистки цеолитом – урутью. (табл. 2, рис. 1).

Алюминий. Наибольшее содержание алюминия нами отмечено в пробе № 1, что составило 0,017 мг/л. Эффективность очистки сточных вод от содержания алюминия, после доочистки водными растениями: кладофорой –17,65 %, урутью – 0 %, эйхорнией – 0 %, валлиснерией – 0,58 %, ряской – 41,17 %. (табл. 2, рис. 2).

Железо. Наибольшее содержание железа нами отмечено в пробе №1, что составило 0,97мг/л. Содержание железа после доочистки водными растениями составило: кладофорой – 0,6 мг/л, урутью – 0,0 мг/л, эйхорнией – 0,0 мг/л, валлиснерией – 0,0 мг/л, ряской – 0,53 мг/л. Эффективность очистки сточных вод от содержания железа, после доочистки водными растениями составила: урутью – 100 %, эйхорнией – 100 %, валлиснерией – 100 %, кладофорой – 38,14 %, ряской – 45,36 % (табл. 2, рис. 2).

Хлориды. Наибольшее содержание хлоридов нами отмечено в пробе №1, что составило 152,4 мг/л. Содержание хлоридов после доочистки водными растениями составило: кладофора – 151,3 мг/л, урутью – 151,3 мг/л, эйхорнией – 64 мг/л, валлиснерией – 166,6 мг/л, ряской – 174,9 мг/л. Наибольшая эффективность очистки сточных вод от содержания хлоридов, отмечена после доочистки водным растением эйхорнией – 58 %. (табл. 2).

Сульфаты. Наибольшее содержание сульфатов нами отмечено в пробе №1, что составило 112 мг/л. Содержание сульфатов после проведенной нами доочистки водными растениями: кладофора 91,4 мг/л, камамба 89,3 мг/л, эйхорния 44,8 мг/л, валлиснерия 45,2 мг/л, ряска 60,7 мг/л. Эффективность очистки сточных вод от содержания сульфатов, после доочистки водными растениями: кладофорой –18,39 %, камамбой – 20,27 %, эйхорнией – 60 %, валлиснерией – 59,6 %, ряской – 45,8 % (табл. 2).

Нефтепродукты. Содержание нефтепродуктов на выходе с завода составило 2,55 мг/л. Наибольшая эффективность очистки сточных вод от содержания нефтепродуктов отмечена после доочистки водными растениями урутью – 98,04 %, эйхорнией – 98,74 %, валлиснерией – 42,74 %, ряской – 45,49 % (табл. 2).

Рис. 1. График изменения химических показателей (ph, жесткость, нефтепродукты, нитриты, нитраты, фосфат ионы)

Рис. 2. График изменения химических показателей (железо, алюминий, ион аммония)

Заключение

Лучшие показатели эффективности очистки по всем показателям отмечены у водного растения эйхорния (от 27 до 100 %). Доочистка водным растением уруть водная снижает содержание фосфат ионов на 96,6 %, железа на 100 %, нефтепродуктов на 98 %. Высокие показатели доочистки сточных вод отмечены у водного растения валлиснерия спиралевидная. Валлиснерия снижает содержание фосфат иона на 96 %, железо на 100 %, сульфаты на 60 %.

Библиографическая ссылка