Применение фитотехнологии в малых биоинженерных системах или стоки вместо рыб
В последнее время не часто, но все же можно увидеть искусственные декоративные пруды. Такие водоемы требуют постоянной циркуляции воды и ее очистки на специальных фильтроблоках. Эти меры необходимы для поддержания нестабильной экосистемы в рамках. В противном случае, водоем быстро превращается в мутное болото с неприятным запахом. Рассмотрим некие аспекты таковой экосистемы.
Растения и солнце
УФ-излучение, взаимодействуя с хлорофиллом зеленых растений, запускает реакцию фотосинтеза, благодаря которой растения из простых минеральных веществ неодушевленной природы – воды, воздуха (азот, кислород, углекислота), солей азота, фосфора, хлоридов, сульфатов, железа и других микроэлементов, бак Содержащиеся в почве и воде благодаря жизнедеятельности бактерий синтезируют сложно построенные органические вещества, входящие в состав и собственно образующие их органы и ткани – сахара, аминокислоты, нуклеотиды, липиды, витамины. Эти вещества являются основой питания рыб и зоопланктона.
Бактерии и сине-зеленые водоросли
Бактерии являются самой многочисленной и разной группой организмов, населяющих водоем. Нет смысла перечислять здесь все разновидности и типы их трофических циклов (продукты питания – синтезированные вещества – продукты выделения и побочные продукты жизнедеятельности). Остановимся на главной для экологической системы функции – бактерии разрушают трупы больших организмов, населяющих водоем (простейшие, черви, насекомые, рыбы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также отмершие части растений. Используя их как продукты питания, они превращают мертвое органическое вещество в более простые минеральные вещества, растворимые в воде и доступные для растений, замыкая при этом экологический цикл.
Сине-зеленые водоросли являются скорее бактериями, чем растениями и похожи на растения только тем, что для биосинтеза, как и растения используют ультрафиолет. Однако строение сине-зеленых водорослей (одноклеточные прокариоты, не имеющие ядра окруженного мембраной) и производимые ими функции (фиксация азота и расщепление органических веществ) – исключительно бактериальные. Для владельцев прудов они «интересны» тем, что могут в считанные дни превратить пруд с чистой водой в зеленое болото. Размножаясь сами, они дают богатую пищу для других водорослей и фитопланктона, так же «поддерживающих» их в вопросе бурного размножения. Поэтому держателю пруда необходимо иметь эффективные средства борьбы и противодействия спонтанному росту сине-зеленых водорослей в период осеннего и весеннего «цветения» воды.
Баланс экосистемы.
Непростые «отношения» между рыбками, бактериями, растениями, фито и зоопланктоном (элементами экосистемы «пруда») образуют сложные трофические цепи (кто чем или кем питается и что после этого остается). Понимание необходимости соблюдения баланса в искусственно созданной экосистеме лежит в основе достижения желаемого поведения пруда, а значит и прозрачности воды и прироста рыбы. Болото, в этом свете, следует рассматривать как частный случай стабильности пруда.
Несмотря на численность и многофункциональность бактерий, в пруду, где содержится и разводится рыба в относительно больших, чем в природных водоемах количествах, как правило, нарушается экологический баланс. Имеет место избыток азотсодержащих соединений (азот аммонийных солей) и органических веществ.
Кроме того, относительный дефицит водных растений неизбежно приводит к тому, что избыточный минерализованный иллюльными бактериями, а так же остатки истощенного растениями гумуса будут накапливаться на дне водоема.
Также имеют место и внешние факторы:
🔹 пыль и мусор, попадающие извне
🔹 остатки рыбного корма
🔹 споры водорослей и семян растений
🔹 суточные колебания температуры, приводящие к перемешиванию ила с водой
Таким образом, анализ обрисованной ситуации приводит к осознанию необходимости следующих мер:
⚪️ Выведение из системы «стал» накапливаемого ила и плавающих веществ
⚪️ Очистка воды пруда от фосфатов, азотсодержащих и органических веществ
Увеличение доли высшей водной растительности и устройство отвода избыточного ила, в определенной степени могут увеличить стабильность экосистемы.
Стоки вместо рыб
Следует отметить, что такие же проблемы (очистка воды от фосфатов, азотсодержащих и трудно окисляемых органических веществ стоят и при доочистке бытовых сточных вод (если они не подвергались хлорированию). Таким образом декоративный пруд, но уже без рыб) можно использовать как блок доочистки сточных вод Более того, такой пруд будет иметь ряд неоспоримых преимуществ перед искусственным, поскольку проточный режим движения очищенных стоков обеспечивает следующие преимущества:
🔹 Не требуется монтаж насосного оборудования для циркуляции воды и фильтроблока
🔹 Полное отсутствие энергозатрат
🔹 Круглогодичная работа при минимуме обслуживания
🔹 Экосистема становится открытой и саморегулируемой, тогда как в искусственном пруду экосистема закрыта (замкнута сама на себя) и сложно балансируется
Возможен путь утилизации стоков
Устройство биопруда
При большом расстоянии МОС от водоема, очищенные сточные воды предлагается направлять в искусственный биопруд, днище которого оснащено специальным герметичным полотном. В пруду высажены водные растения. Такой ставок не будет нуждаться в системе циркуляции и фильтрации (поскольку система не замкнута заболачивание водоема происходить не будет). При объеме пруда, обеспечивающего пребывание очищенных стоков в течение 24-48 часов, пруд не будет замерзать и в зимнее время. Стенки и берега пруда обустроены декоративными камнями и валунами. Пруд одновременно выполняет следующие функции:
🔸 Визуальный контроль качества очистки.
🔸 Функция доочистки. Поступающие с очищенными стоками азот и фосфор (азотосодержащие вещества и фосфаты) усваиваются растениями как удобрения, а остаточная часть трудно окисляющихся органических веществ поглощается гидробионтами и разлагается под воздействием ультрафиолета (солнечного света).
🔸 Буфер (запас чистой воды) при нарушении режима очистки. (Наличный объем воды в пруду способен существенно замедлить рост концентрации загрязнений в вытекающей из него воды при аварии на МОС). Более того, при полном обесточении (остановке аэрации основных сооружений), биопруд в течение нескольких суток будет способен поддерживать очистку исходящей из МОС освещенной воды. Эффект очистки будет на уровне 80% от проектного. В дальнейшем 10-15 суток будет происходить медленное снижение эффекта очищения до 60%, может возникнуть неприятный запах.
🔸 Эстетическая, декоративная и образовательная функция.
🔸 Функция психологического разграничения сточных вод и источники хоз. бытового водоснабжения.
