Введение к работе
Лкту&тъиоат проблемы
Защнта рыбохозяйственных иодоемов от загрязнении промышлсшвлми сточными водами зависит от эффективности работы очистных сооружегшй и находится в прямой связи с процессами, происходящими в биоценозе активного ила.
Для аіилиза правильной работы аэротешеов необходимо знание состояния биоценоза акгивкого ила: его морфологических, гистохимических и биохимических характеристик.
В настоящее время, когда биохимические показатели на очистных сооружениях изучаются в достаточной мере, морфологические и гистохимические показатели и их изменения под влиянием токсикологических веществ в очищаемых сточных водах остаются наименее разработанной областью. Следовательно, ксследоваюія в этом направлении актуальны и их решение позволит вести ігропгостический углубленный кгапроль работы очистного сооружения. Изучение биоценоза активного ила, и особенно организмов индикаторов, при экстремальных антропогенных воздействиях позволят также контролировать состожшс активного ила И во время предотвратить надвигающуюся опасность, способную наруцвггь биотические связи между организмами при очистке сточных вод.
В этом направлении уже имеется ряд научных разработок (Беляева, Понтер, 1371; Curds, Basin, 1970; Банииа, 1984, І 990; Жмур, 1987, 2000), выполненных на высоком тучном уровне. Однако в них не рассматривакггея вопросы, евязщгоые с гистохимическими изменениями и с нарушением процессов гаметогенеза у Metazoa активного ила
Вскрытие закономерностей реагировашм репродуктивной системы многоклеточных акпшного ила на токсикологическое воздействие позволит не только оценить степень воздействия вредных веществ в данный МОМЄІГГ, но и предопределшъ возможность дальнейшего неСдагоприятного развігпія еобыпй в биоценозе активного іиа. Решение :этих вопросов актуально, оно имеет и важное практическое значение.
В настоящее время практически использованы все резервы шггенсификашм очистки сточных вод за счет конструктивных перестроек и модификаций аэротенхов и вторичшлх отстойюжов. Но вопрос интенсификации очистки промышленных сточных вод не закрыт, так как шіеегся возможность увеличить производительность очистного сооружения за счег изменения технологического режима И увеличения метаболизма микроорганизмов акпшного ила. Эго является одним из раесмаїриваемьіх направлений в данной работе.
Наконец, необходима решть^т^, г^іой.тоіг.^вя^іпЯііх с вспуханием активного і НАУЧНАЯ БИШ>'СП"Е*Р, *
j МОСК. eiblbOi-IOti?". '-it^.'.^.t-^
ила. Известно, что под влиянием массового развития нитчатых бактерий, либо при синтезе большого количества гелевой массы, активный ял плохо отделяется от води 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, отражешЕые в данной работе,
Цйти и задачи исследования
Целью настоящей работы является выявление особенностей структурных перестроех активного ила на морфологическом и пістохимическом уровне, а также исследование нарушения репродуктивной функции у многоклеточных организмов, под влиянием токсических веществ, находящихся в сточных водах и интенсифіїкация биологической очистки за счет повышения метаболизма микроорганизмов.
При выполнении данной работы решаются следующие задачи:
а) Исследовать действие некоторых токсичных органических веществ, находящихся в сточных водах, на морфологию и гистохимический состав зооглей активного ила.
о) Проанализировать основной состав микрофауны активного ила и определіпь его роль в биотестировании токсичности сточных вод и оценки технологических показателей работы аэротенка при очистке сточных вод с повышенным содержанием тяжелых металлов.
-
Изучить морфологические и гистохимические особенности овогенеза у многоклеточных органюмов активного ила с цепью использования их для прогностического анализа состояния биоценоза при повышенной токсикологической нагрузке.
-
Показать пути интенсификации биологической очистки воды за счет повышения метаболизма микроорганизмов активного ила путем деструкции части микрооргаїгизмов,
-
Провести сравнигельный анализ воздействия тяжелых металлов и некоторых органических веществ на морфологию, гистохимию и овогенез у организмов активного ила.
-
Вскршъ механизмы, управляющие адгезией зооглей активного чяа за счет изменения электростатических зарядов на поверхности бактерий, и найга способы повышения адгезіш зооглей при использовании твердых деструктированных материалов, .несущих электростатические заряды на своей
поверхности.
Научная новизна а теоретическая значимость роботи
Научная новизна заключается в том, что впервые вскрывакяся закономерности структурных перестроек на гисточиміяеском уровне в зооглеях и у отдельных оргашшюв микрофа>ны активного ила под влиянием повышенного содержания токсических веществ, при действии которых могут произойти необратимые нарушения в биоценозе активного и;іа.
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 развития на токсический фактор позволяет ответить на ряд теоретических и практически вопросов связанных с бношщикацией очистки сточных вод.
Впервые показано взаимодействие деелерпфованных бактерий активного ила со сколами кристаллов и стекла, несущих электростатические заряда.
В данной работе даются новые методы повышения метаболизма микроорганизмов активного ц,'іа за счет деетвуктурирования зооглей и организмов микрофауш, а также обсуждаются вопросы передачи информации между бактерішда н клетками простейших.
Помимо этого в работе дан сравнительный анализ действия тяжелых металлов и оргашгческих веществ на структуру зооглей и на репродуктивншч актітность микрофауны активного ила с цепью выявления превалирующих заірязіпггелей в сточных водах.
Практическая значимость работы
Использование подученных результатов позволит интененфишіровать процесс биологической очистки воды и дает возможность оценить действие токсикантов на морфолоптческую и шетохимическую структуру активного ила.
Покрытие закономерностей овогенеза у многоклеточных организмов -биоиндикаторов позволяет создать прогностический мониторинг, дающий возможность определить опасные уровни токсикантов в очищаемых сточных водах, способные нарушить биоценологичешк связи в активном иле.
При зтом нарушеїше овогенеза у коловраток и клещей предопределяет структурные перестройки в зооглеях активного ила, происходящие при действии токсикантов.
Применение электростатических зарядов, полученных на деструктированных кристаллах и стекле, позволит восстанавливать структуру зооглей активного ила после неблагоприятного воздействия и уменьшать иловый индекс.
Полученные данные используются в учебном процессе в Московской государственной технологической академии на кафедре биоэкологии и ихтиологии при прохождении курсов «гидробиология», «санитарная гидробиолоіия» и «водная токсикология».
Защищаемые положения
Диссертант выносит на защиту следующие положения:
-
Подавление овогенеза у коловраток, клещей под влиянием повышенного уровня токсических веществ содержащихся в сточных водах, по времени опережает структурные перестройки в зооглеях и у простейших биоценоза очистного сооружения.
-
Икгибирование вегетативного размножения у аэлозом происходит как при вредном воздействии токсикантов, так и при нарушении технологических режимов работы аэротенка,
-
Изменение структуры зооглей и уменьшение илоиого индекса за счет воздействия электростатических полей, образовавшихся на деструтстированных кристаллах и стекле, внесенных в активный ил.
-
Повышение метаболизма у микроорганизмов активного ила и интенсификация биологической очистки воды за счет веществ, выделяющихся при частичной деструкции организмов микрофауны.
-
Прогностические методы оцєіеки 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 роботи
Материалы диссертации докладывались на ежегодных международных и российских конференциях МГТА (2000 - 2001); на Международной конференции «Гидроэкология на рубеже веков, проблемы гидрсокологии» (Санкт-Петербург, 2000); на Международной коиферешцш «Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные пгюблемьИТолііЯтти 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
