Недавно в средствах массовой информации сообщалось о биологической очистке воды как о таком научно-техническом достижении последних 150 лет, которое принесло наибольшую пользу людям.
На первый взгляд, это утверждение кажется слишком преувеличенным, ведь именно за этот промежуток времени появились самолеты и ракеты, радио и телевидение, антибиотики и прививки, компьютеры и мобильные телефоны, дошло до расшифровки генома человека и пересадки органов. Однако, дальнейший углубленный анализ заставляет признать, что без технологической биологической очистки только бытовых сточных вод все поверхностные воды планеты были бы настолько загрязнены, что о безопасной питьевой воде не стоило бы и мечтать. А без воды не выжило бы нам 6 миллиардов и не было бы речи о вышеперечисленных достижениях.
Биотехнология очистки воды является наиболее развитой частью общей науки, которую мы назвали «биотехнология воды». По массе сырья (загрязненные воды) перерабатываемого как и по массе конечного продукта - очищенной воды - эта технология превзошла все вместе взятые известные человечеству технологии добычи полезных ископаемых, выращивания сельскохозяйственных продуктов и их переработки. Англичане подсчитали, что в Великобритании за один день биологически очищается воды больше, чем производится всех биотехнологических продуктов - эля, виски, других алкогольных напитков, сыра, хлеба, молока, антибиотиков, органических кислот, витаминов, интерферонов и др в течении года.
Используя пока в основном микроорганизмы, биотехнология очистки сточных вод принципиально, так сказать - идеологически, отличается от всех других микробных биотехнологий. Такое положение вещей имеет свое объективное основание. Во-первых, химический состав субстрата (сточной воды), с которым имеет дело наша биотехнология, является невероятно сложным, многокомпонентным, ежеминутно другим и совершенно непредсказуемым. Во-вторых, в сточную воду попадают все существующие в природе микроорганизмы, от которых ее нужно освободить. В-третьих, физико-химические параметры (температура, рН, окислительно-восстановительный потенциал, количество и состав взвешенных веществ и т.п.) колеблются. В-четвертых, перед биотехнологиями очистки сточных вод поставлена задача убрать из этой воды по возможности все, кроме воды - органические соединения (в том числе ксенобиотики), тяжелые металлы (в том числе радионуклиды), большую часть соединений азота и фосфора, живых и мертвых организмов (в том числе и тех, которые принимали участие в очистке этой воды) ...
А вода загрязняется у нас все больше и все интенсивнее. Как известно, существует две составляющие в современной антропогенной очистке воды: количественная и качественная. Количественная составляющая обусловлена существенным, а в последнее время чуть ли не экспоненциальным увеличением численности народонаселения на Земле. Это, по большому счету, результат первого противостояния Человека и Биосферы, когда первобытный человек-консумент (потребитель) овладел огнем и стал еще и чрезвычайно активным деструктором - сжигателем органических веществ. Именно это событие возвысило Человека над всем остальным животным миром, открыло перед ним действительно неограниченные возможности - от расселения по всему земному шару до «завоевания космоса», а вместе вызвала бешеное загрязнение почвы, воздуха и, конечно, воды как физиологическими, так и производственными отходами.
Вторая - качественная - составляющая загрязнения окружающей среды связана со вторым по возрасту противостоянием Человека и Биосферы, когда Человек - первоначальный консумент и эволюционно приобретенный деструктор - стал еще и продуцентом, то есть синтетиком различных химических соединений - от нитроглицерина до диоксинов. Это произошло совсем недавно, потому что всего каких-то полтора века привели к повседневному улучшению нашего быта (разве можно себе представить современную жизнь без, например, химических полимеров ?!), но химический синтез резко и катастрофически изменяет (ясное дело - в худшую сторону) окружающую среду.
«Не тот теперь Миргород, Хорол речка не та» - говорил поэт. И совсем не те теперь сточные воды, которые были еще 100 лет назад. Тогда еще никто понятия не имел об синтетических моющих средствах, не существовало разного рода пестицидов (гербицидов, инсектицидов, фунгицидов), синтетических антибиотиков и физиологически активных веществ, не было даже такого слова «ксенобиотик». А все эти новые химические соединения в возрастающем количестве (по 1000 и более наименований ежегодно) поступают в продажу, в употребление, а это значит и в воду. Биота Земли не готова к их потреблению, трансформации, деструкции, минерализации. Традиционные биологические очистные сооружения, работающие по технологии конца позапрошлого - начала ХХ веков, не способны очистить новые сточные воды (даже бытовые) до желаемого качества воды. Нужны свежие идеи, передовые - high - биотехнологии. Современная наука открывает такие возможности, а инженеры-технологи, не теряя времени, пользуются ими. Только за последние два-три десятилетия разработаны и широко реализуются перспективные процессы с применением анаэробного активного ила, anammox - бактерий, что анаэробно окисляют аммиак, «биоконвеер», предусматривающий восстановление качества употребленной воды при использовании широкого круга гидробионтов.
Люди, работающие на биологических сооружениях по очистке сточных вод, при всей обыденности и рутинности, не могут не осознавать благородства своей работы, ее значимости, абсолютной жизненной необходимости.
Наблюдая, как сточная вода - грязная, мутная, вонючая, противная жижа на твоих глазах становится прозрачной, животворной, чистой водой, быть причастным к этому удивительному биологическому процессу, иметь непосредственное отношение, более того - управлять этой биотехнологией, постоянно, ежедневно осуществлять такое чудесное преобразование - это действительно захватывающее, благотворительное, богоугодное дело. Поэтому неудивительно, что студенты, которые выбрали своей будущей специальностью экобиотехнологии (кафедра экобиотехнологии и биоэнергетики), уже на 2-3 курсах проявляют заинтересованность в исследованиях биологической очистки сточных вод. Так, студенты 4-го курса кафедры экобиотехнологии и биоэнергетики Екатерина Щурская и Ирина Самаруха в рамках подготовки работы на степень бакалавра экобиотехнологии пробуют свои силы в непростом деле освобождения воды от синтетических моющих средств под руководством профессора П.И.Гвоздяка.
Nov 12, 2007 || Автор: П.И.Гвоздяк, д.б.н., профессор кафедры экобиотехнологии и биоэнергетики, Н.Б.Голуб, к.х.н., доцент кафедры экобиотехнологии и биоэнергетики
КП: 2007, 33