Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Очистка атмосферы компостированием. Микробиология.doc
Скачиваний:
41
Добавлен:
20.05.2014
Размер:
58.37 Кб
Скачать

Методы компостирования отходов

Использование биологических агентов для получения необходимых человеку продуктов — биотехнология — в центре внимания современной биологии, и, пожалуй, нет сейчас такой области биологической науки, которая не могла бы внести свой вклад в ее развитие. Этим своим положением биотехнология обязана прежде всего той роли, которую она во всевозрастающей степени играет в решении крупных задач народного хозяйства и медицины. В наш век, в условиях урбанизации и интенсификации потребления растительных ресурсов, одной из таких задач становится рациональное использование органических отходов как городского хозяйства (городской мусор, сточные воды), так и сельского (особенно навоз крупных свиноферм), ежегодные количества которых весьма внушительны.

Обезвреживание и утилизация этих отходов важны и с точки зрения такой остро стоящей ныне проблемы, как охрана окружающей среды.

Компостирование органических отходов основано на использовании совокупной деятельности различных групп микроорганизмов и беспозвоночных животных.

Фазы компостирования

В процессе компостирования микроорганизмы разлагают органические вещества и вырабатывают двуокись углерода, воду, тепло и гумус, который представляет собой стабильный органический конечный продукт. При оптимальных условиях процесс компостирования проходит через три фазы:

1) мезофильную, или фазу со средней температурой, которая длится несколько дней 2) термофильную, фазу с высокой температурой, которая длится от нескольких дней до нескольких месяцев 3) фаза остывания длится несколько месяцев, во время которой компост дозревает

Каждой из этих фаз свойственны свои сообщества микроорганизмов. В процессе начального разложения участвуют мезофильные микроорганизмы, которые очень быстро разлагают быстро растворимые компоненты. Тепло, которое они производят во время этого процесса, заставляет компост сильно нагреваться.

Когда температура достигает 40 градусов по Цельсию, мезофильные микроорганизмы приостанавливают свою деятельность и уступают место термофильным, теплолюбивым микроорганизмам. При температуре 55 градусов и выше большинство микроорганизмов, которые представляют собой опасность для здоровья человека и растений (патогенных микроорганизмов), погибают. Поскольку температура выше 65 градусов убивает большинство форм микробов и приостанавливает процесс разложения, используется аэрация и перемешивание, для того чтобы удерживать температуру компоста ниже этой черты.

На протяжении термофильной фазы, высокие температуры ускоряют разложение протеинов, жиров и комплексных углеродных соединений, таких как целлюлоза и гемицеллюлоза, основа молекулярной структуры растений. Когда поставка этих компонентов (компонентов с высокой энергией) прекращается, температура компоста падает, и мезофильные микроорганизмы возобновляют свою деятельность в финальной фазе, фазе вызревания оставшегося органического вещества.

Бактерии

Бактерии являются самыми маленькими и наиболее многочисленными организмами в компосте, они составляют от 80 до 90% из биллионов микроорганизмов, обычно обитающих в одном грамме компоста. Бактерии отвечают за разложение подавляющего большинства органических веществ и за повышение температуры в компосте. Эта группа микроорганизмов питается широким спектром веществ, используя при этом ферменты, чтобы химически разложить множество различных органических веществ.

Бактерии являются одноклеточными организмами, а разнообразие их форм поистине впечатляет. Многие из них имеют части тела, с помощью которых они могут самостоятельно передвигаться. В начале процесса компостирования (0-40 град.) доминируют мезофильные бактерии. Большинство из них можно обнаружить в верхних слоях почвы.

Когда компост нагревается до 40 градусов по Цельсию, начинают действовать термофилы. В сообществе бактерий в этой фазе доминируют представители рода бацилл. Разнообразие представителей рода бацилл очень высоко при температуре 50-55 градусов, хотя резко уменьшается при температуре 60 и выше. Когда окружающие условия становятся непригодными для жизни, бациллы формируют эндоспоры, споры с толстыми стенками способными выдерживать низкие и высокие температуры и широкий диапазон влажности, а также отсутствие пищи. В природе они практически вездесущи и возобновляют свою деятельность, когда условия позволяют это сделать.

При самых высоких температурах в процессе компостирования бактерии рода Thermus остаются живыми. Можно только удивляться как эволюционировавшие микроорганизмы способны выдерживать такие высокие температуры. Впервые бактерии рода Thermus были найдены в горячих источниках в национальном заповеднике Еллоустоун и, вполне возможно, эволюционировали они именно там. Глубокие морские горячие источники, хранилища навоза, большие скопления органических отходов с условиями необходимыми для развития достаточной температуры, все это места обитания этого рода бактерий.

Когда компост охлаждается, доминируют мезофильные бактерии. Количество и разнообразие видов мезофильных бактерий зависит от того, какие споры и организмы присутствуют в компосте и в окружающей среде на данный момент. Обычно чем длиннее процесс созревания компоста, тем большее количество видов будет участвовать в этом процессе.