Статьи и публикации

В данном разделе мы выкладываем статьи и публикации (литература) написанные нашим Генеральным директором Кривицким Сергеем Владимировичем и специалистами компании при его непосредственном участии. 

1. ГИДРОБОТАНИЧЕСКИЕ ПЛОЩАДКИ: ЭКОБИОИНЖЕНЕРНЫЕ ПОДХОДЫ К ВОССТАНОВЛЕНИЮ, РЕАБИЛИТАЦИИ И РЕМЕДИАЦИИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ.

Кривицкий С.В., Остроумов С.А.

Введение

В последние десятилетия в связи с бурным развитием промышленного производства усилилось негативное воздействие человеческой деятельности на окружающую природную среду. Осознание человеческим сообществом гибельности дальнейшего интенсивного загрязнения окружающей природной среды привело к возникновению концепции «устойчивого развития», имеющей отношение к гармоничному сосуществованию общества и природы. Стратегия “устойчивого развития” требует обеспечения разумного баланса между экономическим развитием общества, его социо-культурными потребностями и непременным соблюдением жестких экологических ограничений. Соблюдение экологических ограничений необходимо для создания и поддержания комфортной окружающей природной среды, ее охраны и восстановления, сохранения и увеличения биоразнообразия природных ландшафтов.
Применительно к задачам рационального природопользования возникла специфическая экологическая деятельность, связанная с реконструкцией городских ландшафтов, а также восстановлением природных ландшафтов, созданием особо охраняемых природных территорий, ландшафтных заказников, рекреационных зон и др. При решении задач рационального природопользования возникает необходимость в более активном внедрении современных природовосстановительных мероприятий, к которым можно отнести и биоинженерные мероприятия.

1. Водно-болотные системы

 

Природные водно-болотные угодья представляют собой очень важные экосистемы с довольно специфичными функциями и достоинствами, включая функции сохранения биологического разнообразия и поддержания качества воды /1, 2/.
Сохранение биологического разнообразия в водно-болотных системах. С экобиогеографической точки зрения заболоченные участки можно рассматривать как оазисы на огромной антропогенной территории, которые служат средой обитания для многочисленных водных организмов. Эти участки способствуют видообразованию, что объясняет многообразие видов в экосистемах заболоченных территорий. Кроме того, они представляют собой экотоны разнообразных местообитаний и являются связующим звеном между сухопутными и аквальными экосистемами.
Очистка воды в водно-болотных системах. Давно было отмечено, что водно-болотные угодья выполняют важную функцию в восстановлении биологической полноценности воды. Они рассматриваются как своего рода «черные ящики», в которых происходят специфические физико-химические процессы очищения загрязненных поверхностных стоков. Водно-болотные системы обладают следующими специфическими свойствами:
- являются емкостью для депонирования нерастворимых химических веществ и механическим фильтром для взвешенных частиц;
- служат резервуаром, позволяющим деактивировать болезнетворные микроорганизмы;
- являются генератором физико-химических реакций, способствующих образованию нерастворимых соединений и их дальнейшему осаждению;
- являются своего рода «микробиологическим котлом», в котором происходит уменьшение количества биогенных веществ и создаются благоприятные условия для аэробного разложения органических соединений.

 

2. Принципы биологической очистки стоков на гидроботанических площадках

Для оздоровления природной окружающей среды используют различные природоохранные мероприятия, к которым в первую очередь относят создание искусственных водно-болотных участков для очистки загрязненных поверхностных стоков. Такие участки являются прототипом естественных водно-болотных угодий, в которых происходит накапливание и естественная очистка загрязнений с помощью водной экосистемы (гидробиосистемы) – растений-макрофитов, живых организмов и микроорганизмов, формирующих гидробиосистему.
Искусственно созданные водно-болотные участки (constracted wetlands) – это потенциально хорошие, дешевые технологические перерабатывающие системы для поверхностных сточных вод, попадающих в водоемы с селитебных территорий.
Искусственные заболоченные территории распространены в Европе, Америке и Австралии и Океании, где они широко используются для третичной очистки внутренних сточных вод /2/. В Европе они особенно востребованы в очистке промышленных отходов, чтобы отвечать жестким стандартам качества воды при их выбросе в окружающую среду. Они все больше и больше используются для очистки слабозагрязненных сточных вод. В Нидерландах, например, их используют для очистки вод дренажных систем магистралей и новых жилых массивов.
К известным типам искусственных водно-болотных участков относятся биоплато и гидроботанические площадки /1/. Биоплато – участки прибрежной зоны водоемов с естественными или искусственно высаженными зарослями растений-макрофитов. Гидроботанические площадки – специально созданные мелководные площадки с зарослями растений-макрофитов.
Технология очистки. Основная технология очищения загрязненных стоков с использованием биоплато и гидроботанических площадок заключается в создании и культивировании гидробиосистемы, предназначенной для биологического очищения стоков от нефтепродуктов, соединений тяжелых металлов и органики.
Гидробиосистема создается посадкой в прибрежной зоне местного посевного материала – воздушно-водных растений (макрофитов), наиболее подходящих для решения задач очищения, – и культивируется при оптимальных условиях существования растительного сообщества.
Процессы очищения загрязнений с помощью гидробиосистемы заключаются в том, что в искусственных водно-болотных системах происходит поглощение органического вещества открытым сообществом водных микроорганизмов, живущих в пленке обрастания (перифитоне), закрепляющейся на растениях-макрофитах, и деструкция загрязнений микроорганизмами в корнях растений (так называемый процесс перколяции). Микроорганизмы утилизируют органическое вещество и используют его в качестве субстрата для своей жизнедеятельности.
Таким образом, водно-болотные участки служат природным экологическим барьером (фильтром) на пути загрязненных стоков.

 

3. Использование гидроботанических площадок при экологической реабилитации водоемов и водотоков города

Многие городские пруды в настоящее время находятся в запущенном состоянии: берега водоемов и акватории завалены бытовым и строительным мусором, дно водоемов заилено, поверхность воды покрыта нефтяной пленкой, вода зачастую имеет неприятный запах, берегозащитные и гидротехнические сооружения разрушены, берега эродированы, качество воды в водоемах не соответствует санитарно-гигиеническим нормам.
Техногенные загрязнения водоемов хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками приводят к нарушениям естественной жизнедеятельности водных экосистем, уменьшению биологического разнообразия и, в конечном счете, к эвтрофикации водоемов.
В последние годы Правительством Москвы приняты экологические Программы по восстановлению водоемов и малых рек, решаемой в рамках экологической программы Правительства Москвы /3, 4/. В рамках этих Программ Департаментом природопользования и охраны окружающей среды г. Москвы за последние три года было восстановлено около 30 водоемов из 360, имеющихся в городе.

Специалисты Инновационной компании «Экология и природа» приняли участие в восстановлении городских водоемов и водотоков. Как было показано в работах /5-9/, одним из достаточно эффективных методов улучшения качества воды в водоемах служит технология, основанная на создании искусственных водно-болотных участков, в результате чего восстанавливаются компоненты экологического механизма самоочищения водоема.
Специалистами фирмы «Экология и природа» были запроектированы гидроботанические площадки в целях экологической реабилитации городских прудов в усадьбе «Малое Голубино» (мкр. Ясенево), на ул. Батюнинская (мкр. Печатники), на ул. Кравченко (мкр. Вернадский), а также при восстановлении малых рек Ичка и Чермянка в Северо-Восточном административном округе г. Москвы.
Например, для улучшения качества воды в реке Ичка (в нижнем течении реки на протяжении 1,5 км перед впадением в Джамгаровский пруд) было запроектировано строительство шести гидроботанических площадок ГБП) общей площадью 3 500 м2. Для устойчивого функционирования экосистемы на ГБП было предложено высадить разновидовое сообщество высших водных растений: рогоз широколистный (Typha latifolia), частуха подорожная (Alisma plantago-aquatica), горец земноводный (Polygonum amphibium), ежеголовик прямой (Sparganium erectum), тростник обыкновенный (Phragmites communis), манник водяной (Glyceria aquatica). Эти растения активно участвуют в биологической очистке воды и способны жить в условиях колебания уровня воды.
Кроме того, специалистами фирмы «Экология и природа» были запроектированы ГБП в составе очистных биологических сооружений для очистки поверхностного стока с территории жилой застройки в мкр. Куркино /5/. Эти очистные сооружения предназначены для механической задержки взвесей и очистки нефтезагрязненных стоков. Доочистка стоков на ГБП осуществляется по следующему сценарию: на ГБП происходит механическая задержка нефтяной пленки стеблями растений и выделение растениями стимуляторов роста – углеводород-окисляющих микроорганизмов. Основным очищающим агентом является перифитон – пленка обрастаний, развивающаяся на подводной части растений и обеспечивающая деструкцию нефтяных загрязнений. Очищение воды от нефтепродуктов и других органических веществ осуществляется путем их окисления микрофлорой, содержащейся в перифитоне.
В настоящее время эти очистные сооружения построены.

 

Заключение

1. Искусственные и природные заболоченные территории занимают все более важную роль в охране окружающей среды, контроле за качеством воды и сохранении биологического разнообразия, их использование должно расширяться.
Основным в управлении городскими водными объектами сейчас является их экологическая реабилитация, в том числе и создание новых водно-болотных участков. Стратегически правильно организованные гидроботанические площадки будут действовать как «ловушки» для загрязнений, «водные фильтры» и «губки» для очищения поверхностных и грунтовых вод.
2. Гидроботанические площадки с культивируемым на них высокопродуктивным сообществом растений-макрофитов выполняют различные полезные функции:
- служат биологическим фильтром для загрязненных стоков с селитебных территорий;
- служат источником дешевых удобрений для сельского хозяйства в части использования иловых отложений;
- растения-макрофиты можно использовать в качестве корма для скота;
- микроорганизмы, фито- и зоопланктон могут быть использованы для подкормки рыбы в рыборазводных прудах.

3. Помимо природных очистительных свойств водно-болотные участки следует также оценивать с позиций видеоэкологии: они эстетически дополняют природный ландшафт, увеличивая его рекреационный потенциал.

Литература

1. Эйнор Л.О. Макрофиты в экологии водоема. – М.: Изд-во ИВП РАН, 1992. 256 с.
2. Patrick Denny. Implementation of constructed wetlands in developing countries//Wat. Sci. Tech., 1997, Vol. 35, № 5. Р. 27.
3. Постановление Правительства Москвы №102-ПП от 25.02.03 года «О целевой среднесрочной экологической программе г. Москвы на 2003 – 2005 годы».
4. Постановление Правительства Москвы №355-ПП от 17.04.2001 г. «О Генеральной схеме отвода и очистки поверхностного стока с территории г. Москвы на период до 2010 г.».
5. Кривицкий С.В., Остроумов С.А. Экобиоинженерия: создание (восстановление) и поддержание водных экосистем с заданными параметрами//Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2006, Vol.11. P.51-55.
6. Кривицкий С.В., Остроумов С.А. Экобиоинженерия: экологическая реабилитация водоемов//Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2006, Vol.11. P.55-60.
7. Остроумов С.А., Кривицкий С.В. К разработке типологии экобиоинженерных подходов к реабилитации и ремедиации водоемов и водотоков (в этом сборнике).
8. Остроумов С.А. Загрязнение, самоочищение и восстановление водных экосистем.- М.: МАКС-Пресс, 2005.
9. Калантаров О.К., Каргер М.Д., Кривицкий С.В. Система отвода и очистки поверхностного стока. Патент на изобретение № 2137884. Зарегистр. в Госреестре изобретений РФ 20.09.1999.

 

 

 

 

 

 

 

 

Заполните форму