Биологическая доочистка сточных вод в биопрудах с управлением структурной организацией экосистем биопрудов – как фактор улучшения качества воды.
В процессе эволюции Природой созданы механизмы поддержания гомеостаза водных экосистем в достаточно широких интервалах колебания концентрации биогенных элементов в системе. Изучение и применение данных механизмов позволяет предвидеть и бороться с деградацией и гибелью водных экосистем, при их антропогенной эфтрофикации. В нашем случае, применительно к биопрудам, применение данных механизмов позволяет эффективно бороться с организмами, вызывающими вторичное загрязнение воды и обрастание технологического оборудования (технофитоном) - в частности с "цветением" биопрудов.
К наиболее эффективным, известным нам, механизмам поддержания гомеостаза водных экосистем относятся:
-
Чётное количество основных трофических уровней, равное 4. Что, согласно теории естественного равновесия Хейрстона, Смита и Слободкина, приводит к подавлению биомассы первого трофического уровня
-
Организмы фильтраторы - представители различных классов животного мира
-
Высокие скорости роста организмов первого и второго трофических уровней
-
Возможность быстрой структурной перестройки экосистемы с заменой экологически эквивалентными видами.
Спецификой искусственных водных экосистем - биопрудов является достаточно случайный и бедный видовой состав представителей высоорганизованных классов растений и животных. Что часто делает невозможным или недостаточно эффективным действие вышеуказанных механизмов поддержания гомеостаза водных экосистем. Если представители низших классов организмов в силу их размеров и специфики жизненных циклов, беспрепятственно попадают в экосистему биопрудов, то для представителей высокоорганизованных классов необходим внешний фактор их внесения в экосистему. Роль такого фактора - осмотрительного и разумного, должен выполнять человек. При выборе представителей различных классов растительного и животного мира как факторов влияния на технофитон водоёма перспективными представляются следующие:
-
Подавление фитотехнофитона представителями 2 трофического уровня. Организмы-фильтраторы: зоопланктон, двухстворчатые моллюски, фитопланктоноядные рыбы.
-
Подавление зоо- и фитотехнофитона представителями 4 трофического уровня. Хищные рыбы, рыбоядные черепахи , земноводные.
-
Конкурентное подавление фитотехнофитона (свет, биогенные элементы, аллелохимические факторы) высшими водными растениями и водорослями.
Остановимся более подробно на вопросе подбора и интродукции в биоценоз пруда-охладителя представителей высокоорганизованных классов организмов. Данные организмы должны удовлетворять следующим требованиям:
-
по своим физиологическим параметрам быть способными к существованию и размножению в конкретном пруде-охладителе, являющемся эфтрофной водной экосистемой.
-
обладать способностью к подавлению бурного роста водных организмов, вызывающих биообрастание технологического оборудования
-
не ухудшать качества воды с точки зрения ее последующей подачи на охлаждение технологического оборудования. В частности, не попадать в водозабор (реотаксис, прикрепление к грунту, нахождение не в водозаборной зоне водоёма).
Данные принципы управления структурной организацией использованы при формировании экосистем биопрудов на ООО "Производственное объединение "Киришинефтеоргсинтез" (ООО "КИНЕФ") и на Северной станции аэрации ГУП "Водоканал СПб".
Литература:
1. Келль Л. С. Управление структурной организацией исскуственных водных экосистем как фактор улучшения воды. Экология урбанизированных территория N1, 2009 г., с.
http://zhurnal.lib.ru/k/kellx_l_s/kell19.shtml
2. Келль Л.С. Управление структурной организацией экосистемы биопрудов – охладителей, как способ предупреждения биологических обрастаний технологического оборудования. //Материалы конференции. «Перифитон и обрастание: теория и практика», 2008 г.
http://www.zin.ru/conferences/Periphyton2008/pdf/kell.pdf
3. Келль Л. С., Середа М. В. . Биологические методы борьбы с "цветением" в биопрудах. Экология производства. N8, 2010 г.
http://www.ecoindustry.ru/magazine/archive/viewdoc/2010/8/2159.html
4. Келль Л. С., Середа М. В., Казаков А. В. и др. Экологические методы управления искусственными технологиями, применяемыми в системах водоснабжения и водоотведения. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2017, №2, с. 20-31.