· Углеводороды (нефть, ее компоненты и продукты переработки);
· Средства агрохимии (химические удобрения и средства защиты растений);
· Продукты химической промышленности (красители, растворители, средства бытовой химии, пластики, реагенты для других производств);
· Отходы тяжелой, легкой и пищевой промышленности;
· Отходы химических производств;
· Бытовые отходы.
Ссылка:https://www.bio.bsu.by/microbio/files/presentations/sidarenka/micr_transform/micr_transform_07_08.pdf
Способы устранения экологических проблем
В процессах биологической очистки принимает участие сложная биологическая ассоциация, состоящая не только из бактерий, но и одноклеточных эукариотических организмов — грибов, простейших (амебы, жгутиковые и ресничные инфузории), микроскопических животных (коловратки, нематоды, водные клещи) и др. Эта сложная ассоциация в процессе биологической очистки формируется в виде активного ила или биопленки. Активный ил представляет собой темно-коричневые хлопья размером до сотен микрон, состоящие на 70 % из живых микроорганизмов и на 30 % из частиц неорганической природы. Микроорганизмы прикреплены к твердому носителю и вместе с ним образуют зооглей — симбиоз популяций микроорганизмов, покрытый общей слизистой оболочкой. Биопленка — это слизистое обрастание материала фильтрующего слоя очистных сооружений живыми микроорганизмами толщиной 1 — 3 мм. Аэротенк — это открытое сооружение, через которое пропускается аэрированная сточная вода и суспензия активного ила. Аэротенки относятся к гомогенным биореакторам. Типовая конструкция аэротенка представляет собой железобетонный герметичный сосуд прямоугольного сечения, связанный с отстойником. Аэротенк разделяется продольными перегородками на несколько коридоров (3 — 4). Биофильтр — это наиболее распространенный тип биореактора с неподвижной биопленкой, применяемый для очистки стоков и газовоздушных выбросов. В биофильтрах сточные воды или загрязненный воздух пропускают через слой крупнозернистого материала (фильтрующий слой), покрытого тонкой бактериальной пленкой, благодаря которой интенсивно протекают процессы биологического очищения. Особенностью насадки, или фильтрующего слоя, является высокая удельная поверхность для развития микроорганизмов и большая пористость. Пористость придает необходимые газодинамические свойства слою и способствует прохождению воздуха и жидкости через него. В биофильтре происходят непрерывный прирост и отмирание биопленки. Отмершая биопленка смывается током очищаемой воды и выносится из биофильтра. Очищенная вода поступает в отстойник, в нем освобождается от частиц биопленки и далее сбрасывается в водоем. Кроме аэробных способов очистки сточных вод существуют анаэробные, несомненным преимуществом которых является высокая степень превращения углерода загрязняющих веществ при относительно низкой степени прироста биомассы. В процессе анаэробного сбраживания органических отходов сточных вод получают такой ценный продукт, как биогаз. Анаэробные процессы очистки происходят в септиктенках, метантенках, причем процессу сбраживания подвергаются не сами сточные воды, а осевший ил. Биодеградация загрязняющих веществ протекает в септиктенках на основе сложной микробной ассоциации и включает гидролитические процессы с участием ацидогенных, гетероацетогенных бактерий и метаногенерацию с участием метаногенов. Часто септиктенки используют для сбраживания ила из первичных отстойников (входящих в состав аэротенков). При этом объем ила заметно снижается, уменьшается количество патогенных микроорганизмов. Сброженный ил затем ликвидируют или закапывают. Очистка газовоздушных выбросов может осуществляться в биореакторах с орошаемым слоем. Микроорганизмы-деструкторы в таких биореакторах иммобилизованы на искусственных носителях (например, полиамидных волокнах). Важное условие эффективного функционирования биореакторов такого типа — поддержание влажности на постоянном оптимальном уровне, что достигается путем равномерного орошения носителя микроорганизмов. Для очистки загрязненных водоемов и почв используют биопрепараты на основе микроорганизмов-деструкторов. Микроорганизмы вносят в почву или водоем в виде суспензии, а они также могут быть иммобилизованы на различных носителях, чаще всего природного происхождения (торф, древесные опилки, лузга). Нередко для повышения эффективности процессов очистки биопрепараты используются в комплексе с минеральными удобрениями. Первое место среди загрязнителей почвы и водоемов занимают нефть и нефтепродукты. Их нежелательное попадание в окружающую среду происходит на этапах добычи нефти, ее транспортировки и переработки. Нефть представляет собой сложную смесь, состоящую из более 1000 органических соединений различных классов (алифатические, ароматические моно- и полициклические, алициклические углеводороды) и неорганических примесей. Микроорганизмы, способные утилизировать нефть, распространены очень широко и могут быть выделены из любого типа почвы и воды. Однако при попадании нефти в почву или водоем в больших количествах происходит угнетение естественной микробиоты и резкое снижение ее численности, поэтому процессы самоочищения происходят крайне медленно. Восстановление микробиоты начинается с постепенного увеличения численности деструкторов нефти (углеводородокисляющих микроорганизмов). В средах с постоянным загрязнением нефтепродуктами наблюдается заметное преобладание данной группы микроорганизмов по численности. Способность использовать нефть в качестве источника углерода и энергии присуща не единичным специализированным формам, а многим группам микроорганизмов. Однако сложно представить себе организм, который мог бы утилизировать все компоненты нефти. Для каждого микроорганизма-деструктора характерен определенный спектр утилизируемых соединений, входящих в состав нефти. Наиболее часто деструкторы нефти встречаются среди представителей родов бактерий Rhodococcus, Pseudomonas, Acinetobacter, Arthrobacter, Bacillus, Cytophaga, Clostridium, Corynebacterium, Flavobacterium, Methanobacterium, Micrococcus, Mycobacterium, Nocardia, мицелиальных грибов Aspergillus, Penicillium, Mucor, Fusarium, Trichoderma, дрожжей Candida, Endomyces, Rhodotorula, Saccharomyces, Torulopsis.
Среди приспособлений, выработанных бактериями — деструкторами нефти, следует отметить способность к продукции поверхностноактивных веществ (ПАВ). Поскольку компоненты, входящие в состав нефти, преимущественно гидрофобные, их проникновение в клетку затруднено. Различные группы микроорганизмов решают эту проблему разными путями: одни продуцируют ПАВ во внешнюю среду, повышая тем самым растворимость углеводородов нефти и их биодоступность (например, бактерии родов Bacillus, Pseudomonas); другие вырабатывают клеточносвязанные ПАВ, которые повышают гидрофобность клеточной поверхности (Rhodococcus и иные нокардиоформные бактерии). В клетке углеводороды подвергаются ферментативному расщеплению моно- и диоксигеназами. Гены, кодирующие данные ферменты, организованы в кластеры и часто имеют плазмидную локализацию. Например, для бактерий рода Pseudomonas описаны такие плазмиды, как OCT (определяет утилизацию алканов), TOL(определяет утилизацию моноароматических углеводородов), NAH (детерминирует утилизацию полиароматических углеводородов).
Источники: https://lifelib.info/microbiology/ecology/6.html
Биогаз
В результате разложения и брожения, через определенные промежуток времени, который зависит от исходного сырья и технических возможностей конкретной установки, образуется биогаз и биоудобрения; Биогаз накапливается в газгольдере, который может быть отдельно стоящим от биореактора, или смонтирован в едином корпусе с ним; Биоудобрения накапливаются в емкости самого биореактора и после завершения процесса брожения убираются для дальнейшего использования; Биогаз, под давлением, создаваемом в газгольдере, поступает в систему очистки, после чего используется потребителями для получения электрической, тепловой энергии и для бытового потребления; Биоудобрения поступают в емкость накопитель, затем путем сепарации, разделяются на твердые и жидкие, после чего используются по прямому назначению.
Источник: https://alter220.ru/bio/biogazovaya-ustanovka.html#i-2
Следует отметить, что наиболее распространенным заблуждением является представление о биогазовых станциях как об источниках возобновляемых энергоресурсов. Действительно, в процессе переработки образуется биогаз, позволяющий исключить расходы энергоресурсов на собственные нужды установки (тепло, электроэнергия, заправка автомобиля биометаном) и получить определенную прибыль, и все-таки главным назначением биогазовой станции является экологически безопасная утилизация и переработка отходов, поэтому основным направлением деятельности предприятий, эксплуатирующих биогазовые установки, является оказание услуг в области рециклинга отходов. Так, в настоящее время ООО «КомплеСУ» оказывает услуги по утилизации и переработке отходов многим предприятиям Оренбургской области, в их числе контрагенты – поставщики отходов – ООО «МЕТРО Кэш энд Керри», некачественные продукты питания (далее – НПП), ООО «Оренбив», отходы после переработки технических фабрикатов убойного производства, навоз, каныга КРС, отходы убойного производства; ЗАО ТД «Перекрёсток», НПП; ООО «Форпост», НПП; Управление Федеральной службы по ветеринарному и фитосанитарному надзору по Оренбургской области (Управление Россельхознадзора по Оренбургской области), санкционные продукты; ООО «Агрофирма «Промышленная», навоз КРС; ЗАО «Уральский бройлер», птичий помет
Источник: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35883
Биотехнологические методы решения экологических проблем при переработке животноводческих стоков
В современных условиях промышленного сельскохозяйственного производства, особенно остро стоит вопрос решения проблем охраны окружающей среды и создания благоприятных для жизни человека условий. Вопросы переработки животноводческих стоков являются одним из важнейших, требующих своего решения. Особое место занимают стоки свинокомплексов. Резкие и неприятные запахи органического происхождения в местах размещения свинокомплексов создают неудобства и для работников предприятия, и людей, находящихся в непосредственной близости. Значительное содержание аммиака и сероводорода в воздухе производственных помещений, приводит к снижению аппетита животных, ослаблению иммунитета, провоцирует агрессивное поведение, в результате чего заметно снижаются экономические показатели производства. Для решения проблемы создаются препараты для обеззараживания, переработки навозных стоков на основе бактерий, обладающих комплексом высокой ферментативной и антимикробной активности к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам. Микробиологическая трансформация отходов становится все более востребованным способом переработки стоков, так как она предпочтительнее химических или физических процессов в силу осуществления одновременно совокупности реакций в естественных условиях. Кроме того, микроорганизмы способны модифицировать практически любой субстрат и использовать неосвоенные элементы среды.
Биоремедиация
Из бактерий, расщепляющих органические ксенобиотики, по частоте встречаемости, числу видов (около 30) и спектру разрушаемых соединений первое место занимают псевдомонады. Учитывая способы получения биологических объектов - деструкторов ксенобиотиков, возможны два варианта биоочистки и биоремедиации. Первый вариант - для участков с застарелыми загрязнениями, где почти всегда обитает дикая, аборигенная микрофлора, способная их трансформировать. Такие загрязнения можно удалять in situ (по месту) без внесения биопрепаратов. При этом биодеградация лимитируется факторами окружающей среды и свойствами загрязнения, такими как содержание кислорода в среде, растворимость вещества-загрязнителя и др. Второй вариант - предварительно получают биологически активный штамм, накапливают жизнеспособные клетки, которые вносят в виде биопрепарата в загрязненную среду. Этот вариант целесообразно применять в северных регионах и при обработке мест с незастарелыми загрязнениями.
Биоремедиация — комплекс методов очистки вод, грунтов и атмосферы с использованием метаболического потенциала биологических объектов — растений, грибов, насекомых, червей и других организмов.
Использование растений
Растение воздействует на окружающую среду разными способами. Основные из них:
· ризофильтрация — корни всасывают воду и химические элементы необходимые для жизнедеятельности растений
· фитоэкстракция — накопление в организме растения опасных загрязнений (например, тяжёлых металлов)
· фитоволатилизация — испарение воды и летучих химических элементов (As, Se) листьями растений
· фитотрансформация:
o фитостабилизация — перевод химических соединений в менее подвижную и активную форму (снижает риск распространения загрязнений)
o фитодеградация — деградация растениями и симбиотическими микроорганизмами органической части загрязнений
o фитостимуляция — стимуляция развития симбиотических микроорганизмов, принимающих участие в процессе очистки