- •Лекция 1 Предмет и задачи микробиологии
- •История микробиологии
- •Лекция 2 Методы микробиологических исследований
- •Положение микроорганизмов в системе живого мира
- •Лекция 3 Систематика микроорганизмов
- •Размеры микроорганизмов
- •Форма прокариот
- •Лекция 4 Структура, химический состав и функции компонентов прокариотной клетки
- •Лекция 5 Покоящиеся формы прокариот. Спорообразование
- •Химический состав бактерий
- •Лекция 6 Рост и размножение бактерий
- •Культивирование микроорганизмов
- •Лекция 7 Генетика бактерий
- •Лекция 8 Потребности прокариот в питательных веществах
- •Питание бактерий
- •Лекция 9 Механизмы питания
- •Ферменты бактерий
- •Общая характеристика метаболизма прокариот
- •Лекция 10 Синтез прокариотами основных клеточных компонентов
- •Дыхание бактерий
- •Брожение
- •Лекция 11 Фотосинтез
- •Молекулярный кислород как фактор эволюции
- •Происхождение, эволюция, место бактерий в развитии жизни на Земле
- •Экологические и биосферные функции бактерий
- •Бактерии в мутуалистических отношениях с другими организмами
- •Патогенные бактерии
- •Лекция 12 Влияние факторов окружающей среды на микрооранизмы
- •Лекция 13 Экология микроорганизмов
- •Рост микроорганизмов в прикрепленном состоянии
- •Микрофлора почвы
- •Микрофлора воды
- •Лекция 14 Микрофлора воздуха
- •Микрофлора тела человека
- •Практическое применение микроорганизмов
- •Проблема загрязнения природных экосистем и возможности самоочищения
- •Принципы биологической обработки отходов
- •Лекция 15 Очистка сточных вод
- •Особенности экосистемы активного ила
- •Обработка осадков сточных вод и твердых отходов
- •Биоремедиация загрязненных почв и грунтов
- •Лекция 16 Классификация водоемов и биоценозов по сапробности
- •Определение сапробности по Пантле и Букку
- •Лекция 17 Санитарная микробиология
- •Санитарно-микробиологическое исследование воды
- •Санитарно-микробиологическое исследование почвы
- •Санитарно-микробиологический анализ воздуха
Обработка осадков сточных вод и твердых отходов
Основным методом обезвреживания осадков городских сточных вод является анаэробное сбраживание. Брожение называется метановым, так как в результате распада органических веществ осадков в качестве одного из основных продуктов образуется метан.
В основе биохимического процесса метанового брожения лежит способность сообществ микроорганизмов в ходе своей жизнедеятельности окислять органические вещества осадков сточных вод. В зависимости от температуры, при которой происходит брожение, различают два типа процесса - мезофильное сбраживание, происходящее при температуре 30-35°С, и термофильное сбраживание, происходящее при температуре 50-55°С.
Также этот метод используется для переработки органической части ТБО и навоза.
Компостирование – аэробный процесс окисления органических веществ биомассы микроорганизмами, который сопровождается выделением большого количества тепла. Такой обработке подлежат навоз, растительные остатки, кухонные отходы и т.п. В результате из органических отходов получается компост, который используется как удобрение.
Биоремедиация загрязненных почв и грунтов
В настоящее время существует два основных подхода к очистке загрязненных почв и грунтов – обработка на месте (in situ) иэкскавация, т.е. вывоз и обработка на специальных предприятиях (ex situ). В первом случае наиболее часто применяется внесение химических веществ, стимулирующих развитие деградирующих загрязнения микроорганизмов. Для активации в почву вносят окислители, удобрения и т.п. Для улучшения аэрации производится вспашка почвы. Другим вариантом является внесение в загрязненные почвы микроорганизмов, способных разлагать соответствующие специфические вещества. В настоящее время выделено большое количество бактерий, способных использовать нефтяные загрязнения, токсические соединения и т.д.
При особо опасных загрязнениях или когда невозможна очистка in situ, почвенный слой удаляют для последующей обработки или сжигания.
Лекция 16 Классификация водоемов и биоценозов по сапробности
Сапробность (от греч. saprós — гнилой) – “это комплекс физиологических свойств данного организма, обуславливающий его способность развиваться в воде с тем или иным содержанием органических веществ, с той или иной степенью загрязнения”.
Система сапробности – эта та часть гидроэкологии, которая претендует на быструю и емкую оценку типа водоема в зависимости от соотношения обилий отдельных видов индикаторных организмов. Изначально в используемую классификационную терминологию был заложен определенный понятийный дуализм. С одной стороны – это классификация организмов по их сопротивляемости загрязнению (органической нагрузке, недостатку кислорода, присутствию соединений сероводорода), поскольку:
С другой стороны, – классификация водоемов по сапробности – это типичное районирование водоемов по соотношению двух конкурирующих абиотических факторов: "концентрации органических веществ естественного (в основном, детритного) характера" и "концентрации растворенного кислорода".
Поскольку нет данных, что в основание этой классификации были положены какие-то количественные показатели, то эту классификацию следует считать феноменологической, т.е. основанной на некотором словесном описании. Основные признаки такой классификации Р. КольквитцА и М. МарссонА [Kolkwitz, Marsson, 1902; Долгов, Никитинский, 1927], приведены в табл. 4.3.
Сам по себе термин “зона” возник из того обстоятельства, что в одном и том же водоеме могут быть участки (зоны) с разной сапробностью. Чаще всего это является естественным свойством водоема, не связанным с антропогенным воздействием. Например, в прибрежной зоне у топких берегов обычно располагается a -мезосапробная зона – здесь активно идут естественные процессы старения водоема, связанные с его зарастанием. Пробы воды, взятые с наиболее глубоких участков, дают нередко характерную полисапробную картину.
По мере изменения сапробности водоёма изменяется состав индикаторных организмов, что позволяет по их наличию в пробах характеризовать изменения качества воды, протекающие как в пространстве, так и во времени.
Для каждой зоны сапробности можно выделить тесно связанное с ней подмножество видов гидробионтов, которые считаются ее индикаторами. Считается [Абакумов с соавт., 1981], что именно по соотношению индикаторных организмов достигается более быстрая, точная и дешевая классификация водоема, по сравнению, например, с методами химического анализа.
Таблица 4.3 – Основные феноменологические признаки зон сапробности
Зона |
Баланс кислорода и органического вещества |
Преобладающие виды гидробионтов |
Олиго- сапробная |
|
Встречаются водоросли, коловратка, ветвистоусые рачки, личинки поденок, веснянок, рыбы стерлядь, гольян, форель. |
b -мезо- сапробная |
|
|
a -мезо- сапробная |
|
|
Поли- сапробная |
|
|
Примечание: греч. oligos – немногий, mesos – средний, poly – многий.
На практике же, чаще всего, применяется обратный подход: зоны сапробности оцениваются на основании опыта исследователя или с использованием инструментальных методов контроля, а найденные индикаторные виды лишь иллюстративно подтверждают уже сделанный вывод.
Все системы сапробности учитывают фактически только нетоксичные органические загрязнения, которые влияют на организмы в первую очередь через изменение кислородного режима. Для учета влияния токсических органических и неорганических соединений делаются попытки разработать шкалы токсобности и затем объединить их со шкалами сапробности в единую шкалу сапротоксобности, причем существуют противоположные мнения о возможности такого объединения.
При спуске сточных вод в водоём сразу начинаются процессы самоочищения. В результате можно наблюдать постепенный переход от состояния максимального загрязнения полисапробной зоны через мезосапробную к чистой олигосапробной зоне.