Очистка воды при помощи растений

Растения для очистки водоемов

Водные сооружения в саду красивы и притягивают к себе всеобщее внимание. И сколько же хлопот возникает с их появлением: очистить, поддерживать декоративность, консервировать на зиму. Но есть некоторые методы, позволяющие облегчить жизнь владельцу водоема.

Что представляет собой водоем, очищаемый растениями?

Пруд, который можно очистить с помощью растений, представляет собой водоем, разделенный на

  • глубокую (например, для купания),
  • мелководную зоны с растениями, которые служат естественными регенераторами воды.

Такой водоем имеет природный облик и прекрасно вписывается в ландшафт пейзажного сада.

Растения, очищающие водоем

Растения, «очищающие» водоем, называют биоплато. Они выполняют огромное количество функций, помимо основной.

  1. Основная фильтрационная функция заключается в способствовании оседанию веществ, например, окислительную (в процессе фотосинтеза вода обогащается кислородом).
  2. Важна и функция поглощения биогенных элементов и некоторой органики, а также накопления токсичных веществ с преобразованием их в нетоксичные соединения.
  3. Кроме этого, растения в биоплато способны накапливать некоторые металлы и органические вещества, которые с трудом разлагаются.
Биоплато и биофильтрация
  • Для фильтрации воды оптимальный размер биоплато составляет около 2/3 водоема.
  • Поэтому весь пруд должен иметь достаточно большую площадь.
  • Биофильтрация – практически идеальный вариант очистки воды.
  • Вода, действительно, становится кристальной, если биоплато сделано правильно.

____________________________________________________
Рыбу в таком водоеме разводить не рекомендуется, так как это сильно увеличивает нагрузку на зону регенерации.
____________________________________________________

Какие растения использовать для очистки водоема

Растения – оксигенераторы (обогащают воду кислородом), играют важную роль в поддержании чистоты пруда.

  1. Их следует разместить в глубоководной части водоема и регулярно обрезать, чтобы они не отрастали беспорядочно.
  2. Растения, взятые из естественной среды обитания, прекрасно переносят зиму.
  3. Видовой состав растительности должен образовывать развитую корневую систему и быть устойчивым к неблагоприятным факторам.

Виды растений, чаще всего используемые в качестве биоплато:

  • аиры;
  • болотник обоеполый (водяная звездочка);
  • ирисы;
  • калужница;
  • лютик водяной;
  • понтадерия;
  • рдест курчавый;
  • рогоз;
  • роголистник погруженный;
  • телорез обыкновенный;
  • уруть водяная;
  • фалярис тростниковый;
  • фонтиналис антипиретика (мох ключевой);
  • частуха подорожниковая;
  • эйхорния;
  • элодея.

В самоочищающемся пруду всё взаимосвязано:

  • вода питает растения,
  • растения очищают воду,
  • отмершие представители флоры распадаются на необходимые для роста других микроорганизмов микроэлементы.
Как сделать водоем с очищающими растениями?
  1. Растения из зоны регенерации потребляют огромное количество питательных веществ, не давая возможности водорослям разрастаться.
  2. Оптимальная высота глубокой зоны – 120—180 см, для зоны регенерации – 40—80 см.
  3. В среднем, для того чтобы предотвратить мутность воды в водоеме с площадью зеркала воды 100 м², необходимо использовать около 17 прибрежных растений и около 20 посадить в воду.
  4. Смешанный водоем очищает себя сам без применения химических реагентов.

Хотите вырастить большой урожай картофеля?

Узнайте о 10 секретах посадки и выращивания картофеля в одной удобной шпаргалке. Скачайте Гайд от экспертов проекта Антонов сад!

Перейти на страницу Гайдов →

Антонов Сад. Рассылка

Подборка самых популярных новостей, полезных объявлений, бесплатных мероприятий и конкурсов.
Присоединяйтесь к сообществу увлеченных дачников.

КАЛЕНДАРЬ ДАЧНИКА

САД И ОГОРОД

ЦВЕТЫ И РАСТЕНИЯ

ДАЧНЫЙ ДИЗАЙН

ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ДЕЛА

ПОЛЕЗНЫЕ РЕЦЕПТЫ

    Любое использование материала допускается только с письменного согласия редакции ©

Антонов сад – сайт для увлеченных дачников

Приглашаем в наш уютный уголок! Мы рады общению и ждем на огонек любителей-цветоводов, знающих огородников и экспериментаторов, которые и совет дадут, и на вопросы ответят.Мы с жадностью по всей России собираем статьи, видеоинструкции, фото и мастер-классы, чтобы интересные и нужные материалы удобно было почитать и посмотреть.

Сейчасуже 2000 статей о возделывании томатов, огурцов и перцев, уходе за яблоней, грушей и сливой, посеве семян на рассаду, в теплицу и в открытый грунт, формировке деревьев и кустарников, пасынковании и прищипке овощей, подкормке цветов.

Особенно важно для дачников определить точные сроки посадки и благоприятные дни посева, полива, удобрения и обрезки. Для этого мы регулярно публикуем актуальный Лунный календарь и размещаем перечень сезонных работ с января по декабрь.

Разделы наполняются заметками об агротехнике фруктов, ягод, цветов и овощей. Найдутся хитрые садоводческие приемы для всех климатических регионов. Когда сажать лук и чеснок в Подмосковье? Как ухаживать за виноградом в Средней полосе? Какие сорта выбрать для Дальнего востока? Как укрыть розы в Сибири?

Ежедневно мы добавляем тексты о том, как сохранить здоровье сеянцев, защитить молодые всходы от напастей и обеспечить жителей загородного участка полноценной диетой и правильным питанием. Посетители с радостью делятся наблюдениями о том, как жители парников и грядок набирают силу. Вместе ищем действенные способы эффективной борьбы с болезнями и вредителями, рассчитываем нормы подкормок и удобрений.

Хотите похвастаться самыми крупными помидорами? Выбираете лучшие образцы для засолки? Стремитесь подать к столу ранний урожай? Пробуете надежные способы избавиться от сорняков? Смело спрашивайте в рубрике «Вопрос-Ответ» и получайте ответы быстрые и точные. Эксперты со стажем, агрономы, научные сотрудники и опытные любители с гордостью познакомят с личными лайфхаками и подсказками.

Садоводы со страстью создают удивительные оазисы, наполненные красотой растений и щедрым урожаем! Расскажите, как вы поселили экзотических гостей на грядках, какие заморские новинки рискнули попробовать. Покажите фотографии и опишите наблюдения за огородом. Редакция и читатели с удовольствием узнают, что выращивают в Забайкалье и Приморье, Ленинградской и Московской области. Продаете и покупаете саженцы? Ищете редкие коллекционные семена? Размещайте частные объявления о покупке и продаже, поиске и предоставлении услуг.А вдруг найдутся помидоры-гиганты авторской селекции прямо в вашем регионе или с отправкой с Урала!

Ну, а когда захочется отдохнуть от любимого дела, заглядывайте в Полезные рецепты – для здорового тела и вкусного стола. Простые маски и кремы в домашних условиях, изысканные заготовки, салаты, компоты и шашлыки – все, чторадуетв сезон и напоминает вкус свежих плодов зимними вечерами. Антонов сад рад всем, для кого дача и земледелие – источник радости и частичка души!

Источник

VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2014

Вода является необходимым условием жизни на планете. Главная роль воды состоит в том, что она является средой и источником водорода для жизненных процессов [3, с. 471], а кроме того соединением, принимающим участие в процессах терморегуляции, осмоса, корневого давления и других у живых организмов, средой – растворителем в которой осуществляются химические реакции, переносчиком веществ в ходе гидролитического цикла и многое другое. Огромное значение для живых существ имеют пресные воды. Запасы пресной воды на Земле составляют очень малую часть всей гидросферы, особенно учитывая то, что основная часть их находится в полярных льдах.

В настоящее время одной из наиболее актуальных является проблема загрязнения вод, следствием чего является снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличение содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей [3, с.318].

По данным Российскогого научного-исследовательского центра экологической безопасности, на одного человека в России приходится в год более 500 м 3 сточных вод, из которых 370 м 3 загрязнены [4, с. 493]. Наиболее загрязнёнными являются воды городских агломераций. Так, например, среднемноголетний расход современного суммарного стока с территории Москвы составляет 18,1 м³/с.В этот расход входят следующие компоненты:

поверхностный сток от атмосферных осадков;

грунтовый сток от атмосферных осадков;

дренажный сток, формирующийся из потерь в водонесущих коммуникациях, аварийных и технологических сбросов, а также расходов на пожаротушение и т. п.;

промышленные нормативно-чистые сбросы (в том числе моечные стоки);

По данным ГУП "Мосводосток" более половины водовыпусков не имеют никаких устройств очистки сбрасываемых вод. Существующие сооружения представлены тремя основными видами: прудами-отстойниками, щитовыми заграждениями, сооружениями камерного типа.

Результаты измерений проведенных лабораторией ГУП "Мосводосток" показывают, что из 21 показателя загрязнений, по которым проводились измерения, случаи превышения значений над допустимыми концентрациями (ПДК) наблюдались по следующим 7 показателям: взвешенные вещества, нефтепродукты, марганец, железо, азот аммиака, ХПК (химическое потребление кислорода), БПК (биологическое потребление кислорода).

Различные загрязняющие вещества, находящиеся в водах приносят вред живым организмам вследствие интоксикации, провоцируют развитие хронических заболеваний. Биологические агенты (бактерии, вирусы) вызывают инфекционные заболевания.

Прежде чем решать проблему с загрязнением водоемов, необходимо определить источники загрязнения, так как важно понимать, от каких именно вредных веществ необходимо избавиться, или каким-либо образом уменьшить их количество. Существуют различные источники загрязнения водоемов. Прежде всего, это промышленные и коммунально-бытовые сточные воды. Промышленные сточные воды загрязняют экосистемы самыми разнообразными компонентами в зависимости от специфики отраслей промышленности. Например, предприятия легкой промышленности загрязняют сточные воды поверхно-активными веществами и синтетическими моющими средствами. В настоящее время объем сброса промышленных сточных вод во многие водные экосистемы не только не уменьшается, но и продолжает расти. Коммунально-бытовые сточные воды в больших количествах поступают из жилых и общественных зданий, прачечных, столовых, больниц и т.д. В сточных водах этого типа преобладают различные органические вещества, а также микроорганизмы, что может вызвать бактериальное загрязнение.

Огромное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и другие, смываются с сельскохозяйственных территорий, включая площади, занимаемые животноводческими комплексами [3, с. 322-323]. Один из способов попадания данных веществ в водоемы заключается в том, что после выпадения осадков в виде дождя, они просачиваются в почву, откуда могут попасть в находящиеся рядом реки, озера, пруды, и т.д. По данным санитарно-эпидемиологической службы, разбрызгиваемые колесами транспортных средств поверхностные сточные воды образуют аэрозоли, которые, находясь в атмосферном воздухе, наносят значительный ущерб населению и растительности города.

Так же большую роль в загрязнении вод играют нефть и нефтепродукты. При аварии нефтеналивных судов, на нефтепромыслах в прибрежных зонах, при сбросе с судов балластных вод в морские и пресноводные экосистемы попадают миллионы тонн нефти.

Кроме вышеперечисленных источников загрязнения воды, существуют и другие. Но, главное, что все эти источники ведут к появлению такой глобальной экологической проблемы, которая представляет огромную опасность для всех живых организмов.

Строительство сооружений для отведения с застроенных территорий атмосферных осадков и сброса загрязненных бытовых вод началось в глубокой древности. Археологические исследования показывают, что в Индии за 5000-6000 лет, а в Египте более чем за 2500 лет до нашей эры имелись выложенные из кирпича и камня каналы, по которым вода отводилась во рвы, обычно окружавшие города. Системы водостоков и водосточные каналы существовали в Древней Греции и Древнем Риме. Характерным примером служит главный водосточный канал «клоака максима», построенный в Риме в IV в. до н.э. и частично сохранившийся до настоящего времени. В Древней Руси подземные деревянные трубы и кирпичные желоба для сброса дождевых и талых вод во рвы найдены при раскопках Новгородского Кремля (XI в.). Начало работ по устройству водосточной сети в Москве относится к середине XIV в. В Московском Кремле трубопровод для отвода атмосферных вод в р. Москву с Ивановской площади был проложен в 1367 году.

Читайте:  Тема 7 Сорные и рудеральные растения

Актуальность разработки и применения новых технологий очистки воды сегодня подтверждается усиливающимся влиянием на гидросферу. В наши дни существует такие способы очистки вод, как физико-химические, механические и биологические. Статистический анализ мирового опыта показывает, что из общего объема сточных вод механической очистке подвергается 68 %, биологической – 29 %, физико-химической — 3 %. Для повышения качества переработки стоков долю биологической очистки в перспективе предполагается повысить до 80 % [1, с. 31]. Для ликвидации бактериального загрязнения сточных вод применяют их обеззараживание (дезинфекцию).

Механическая очистка производится для выделения из сточной воды находящихся в ней нерастворенных грубодисперсных примесей путем процеживания, отстаивания и фильтрования.

Физико-химические методы очистки заключаются в том, что в очищаемую воду вводят какое-либо вещество – реагент (коагулянт и флокулянт). Вступая в химическую реакцию с находящимися в воде примесями, эти вещества способствуют более полному выделению нерастворённых примесей, коллоидов и части растворённых соединений и тем самым уменьшают их концентрацию в сточной воде. Реагенты переводят растворимые соединения в нерастворимые или в растворимые, но безвредные, а также изменяют реакцию сточных вод, в частности нейтрализуют и обесцвечивают их.

Одним из способов биологической очистки вод является использование высших растений, так как они поглощают биогенные элементы и некоторые органические вещества, способны накапливать токсичные вещества и превращать в нетоксичные, способны накапливать некоторые металлы и органические вещества, которые трудно разлагаются, а так же они способствуют оседанию взвешенных веществ.

Биологические методы очистки основаны на жизнедеятельности микроорганизмов, которые способствуют окислению или восстановлению органических веществ, находящихся в сточных водах в виде тонких суспензий, коллоидов в растворе, и являющихся для микроорганизмов источником питания, в результате чего и происходит очистка сточных вод от органических загрязнений.

Биологические методы очистки водоемов с помощью высших водных растений хорошо себя зарекомендовали в системе очистки коммунально-бытовых стоков, как наиболее экологически и экономически выгодные, благодаря простоте технологии и низким эксплуатационным расходам. Они применяются для очистки сточных вод, окончательно формируя качество очищаемой воды, на предприятиях молочно-консервной, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, в животноводстве и т.п.

При очистке сточных вод чаще всего используют такие виды высших водных растений, как камыш, тростник озерный, рогоз узколистый и широколистый, рдест гребенчатый и курчавый, спироделла многокоренная, элодея, водный гиацинт (эйхорния), касатик желтый, сусак, стрелолист обычный, гречиха земноводная, резуха морская, уруть, хара, ирис и прочие [2, с. 50-51].

Эйхорнис, или водный гиацинт, представляет собой плавающее на поверхности воды растение с блестящими темно-зелеными листьями. Данное растение высаживают в июне. В конце лета, в августе-сентябре, у эйхорниса в 30 см от воды появляются голубые, бледно-сиреневые или желтые цветки. Водный гиацинт не переносит заморозки и является неморозоустойчивым, поэтому перед началом холодов требуется перенести его в помещение. Также можно пересадить его во влажный песок или поместить в сосуд с теплой водой.

Ученые обнаружили, что на колоссальной поверхности корневой системы эйхорнии осаждаются взвеси, содержащиеся в воде. С фантастической скоростью перерабатываются разные органические загрязнители, то есть фактически, чем грязнее водоем, тем лучше чувствует себя растение.

Водный гиацинт является наилучшим природным фильтром водоёмов, он освобождает воду от вредных веществ, нитратов и излишней органики, поглощая их. В древние времена воины в дальних походах водной гиацинт использовали как мобильный фильтратор, они помещали его в непригодную для питья воду и эйхорния очищала ее через какое-то время.

Такое водное растение, как водный орех, также способен очищать воды, главным образом, от опасных нитратов. Листья у водного ореха тёмно-зелёные и глянцевые, а летом на них появляются белые цветочки. Для того, чтобы водный орех зацвел необходимо достаточное количество тепла и солнца. Одним из плюсов данного растения является то, что он способен пережить русские суровые зимы.

Камыш – прибрежное растение, частично погруженное в воду. Известно, что камыш имеет высокие адаптивные свойства и способен прорастать в очень загрязненных промышленными сточными водами водоемах. Он способен удалять из воды ряд органических соединений, в том числе фенолы, нафтолы, анилины и прочие органические вещества. В г. Бентон (США) с населением 4700 человек с 1985 года осуществляется очистка бытовых сточных вод в прудах с зарослями камыша и других водных растений. Подсчитано, что стоимость такой системы очистки в 10 раз меньше, чем стоимость традиционных систем при удовлетворительном качестве очистки воды от соединений азота, фосфора, взвешенных и органических веществ [2, с. 50-51].

Еще одним растением, чистящим воды, является пистия, которая собирает на корнях мутную воду и также очищает ее от различных органических соединений, например, от фосфатов. Для содержания пистии нужна только хорошо прогретая вода и яркий солнечный свет. При хороших условиях содержания растение образует на поверхности воды густые, практически непроницаемые для света, заросли, которые затеняют растущие в толще воды и у дна растения. Поэтому, если пистия хорошо растет, следует периодически прореживать его заросли.

Существуют и другие растения, которые способны очищать воду. В основном все эти высшие водные растения, используемые при биологической очистке вод, имеют небольшую стоимость и быстро размножаются, если за ними хорошо ухаживать, что делает данный способ очистки водоемов экономически выгодным.

Александров Б.Г. Гидробиологические основы управления состоянием прибрежных экосистем Черного моря. – Киев: НАУКОВА ДУМКА, 2008. – 344 с.

Галяс А.В. Высшие водные растения в системах биологической очистки сточных вод / А. В. Галяс, Е. П. Проценко // Молодежь. Наука. Производство: Материалы межвузовской научной конференции студентов и аспирантов, 2-4 марта 2009 года. – Курск, 2009. – 77 с.

Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2007. – 602 с.

Никольский А.Б., Суворов А.В. Химия. – Спб.:Химиздат, 2001. – 512 с.

Источник

Использование высших водных растений в практике очистки сточных вод и поверхностного стока

В материале описывается мировой практический опыт в применении высших водных растений (ВВР) в сфере очистки сточных вод. Авторы статьи — Диренко А.А., Коцарь Е.М.

Водные растения в водоемах выполняют следующие основные функции [1]:

  • фильтрационную (способствуют оседанию взвешенных веществ);
  • поглотительную (поглощение биогенных элементов и некоторых органических веществ);
  • накопительную (способность накапливать некоторые металлы и органические вещества, которые трудно разлагаются);
  • окислительную (в процессе фотосинтеза вода обогащается кислородом);
  • детоксикационную (растения способны накапливать токсичные вещества и преобразовывать их в нетоксичные).

Способность высших водных растений удалять из воды загрязняющие вещества — биогенные элементы (азот, фосфор, калий, кальций, магний, марганец, серу), тяжелые металлы (кадмий, медь, свинец, цинк), фенолы, сульфаты — и уменьшать ее загрязненность нефтепродуктами, синтетическими поверхностно-активными веществами, что контролируется такими показателями органического загрязнения среды, как биологическое потребление кислорода (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК), позволила использовать их в практике очистки производственных, хозяйственно-бытовых сточных вод и поверхностного стока как в Украине, так и во всем мире.

Во многих странах Америки довольно широко используется системы очистки шахтных вод на плантациях камыша и тростника [2]. Описаны сооружения с камышовой растительностью для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод в Нидерландах [3], Японии [4], Китае [5]; для очистки загрязненного поверхностного стока в Норвегии [6], Австралии [7] и в других странах. Стойкость камыша к действию больших концентраций загрязняющих веществ позволила довольно успешно использовать его для очистки сточных вод свиноводческих комплексов в Великобритании [8].

В г. Бентон (США) с населением 4700 человек с 1985 года осуществляется очистка бытовых сточных вод в прудах с зарослями камыша и других водных растений. Подсчитано, что стоимость такой системы очистки в 10 раз меньше, чем стоимость традиционных систем при удовлетворительном качестве очистки воды от соединений азота, фосфора, взвешенных и органических веществ [9]. В Ирландии (г. Вильямстоун) успешно эксплуатируется система совместной очисткихозяйственно-бытовых вод (72 %) и поверхностного стока (28 %), сконструированная в виде трех мелководных лагун, две из которых засажены камышом и рогозом, а третья представляет собой биопруд с плавающими водными растениями — лилией и ряской. В процессе очистки вода очищается до следующих показателей (мг/л): БПК — 9, взвешенные вещества — 9, полный азот — 14,2, аммиак — 0,8, нитраты — 9,2, полный фосфор — 4,45, ортофосфаты — 3,15. Среднее процентное уменьшение концентраций загрязняющих веществ в системе за двухлетний период изучения составляет: 48% для БПК, 83 % для взвешенных веществ, 51% для общего азота, 13% для общего фосфора, удаление патогенных организмов достигает 99,77 % [10].

Очистные системы вторичной и третичной очистки бытовых сточных вод, основанные на использовании элодеи, пригодны для использования в умеренном климате, где могут круглый год удалять биогенные элементы из сточных вод [11].

В Китае водный гиацинт используется для очистки сточных вод кинофабрики от серебра [13]. Установлено, что эффективность очистки воды от серебра, взвешенных веществ, соединений фосфора и азота, соответственно, составляла 100 %, 91 %, 53,9 %, и 92,9 %, при этом БПК и ХПК уменьшалaсь на 98,6 %, и 91 %. Предложенный метод позволяет отказаться от использования сорбционной очистки.

В России в Институте цитологии и генетики разработана технология очистки сточных вод с использованием водного гиацинта. Экспериментальная работа была проведена для сточных вод комплекса по разведению свиней. Очистка проводилась в биопрудах. Концентрация азота аммонийного снижалась (мг/л) с 30-50 до 4-5, БПК5 — со 150 до 20-30, ХПК — с 300 до 25-30, концентрация растворенного кислорода возрастала от 0,5 до 2-5 (мг О2)/л.

1 ris1В Норвегии в 40 км на юг от Осло для очистки сельскохозяйственного поверхностного стока построено экспериментальное биоплато ( рис. 1 ), которое представляет собой сконструированный из 8 параллельных полос (каждая размером 3 х 40 м) фильтр глубиной 0,5 м, площадью 1200 м2 [6]. Площадь водосбора составляет 0,8 км2. Предварительные исследования показали значительную эффективность удаления взвешенных веществ — 45-75 %, фосфора — 21-44 %, азота — 15 %. Исследования продолжаются.
Австралийские ученые разработали способ очистки поверхностного стока от автомагистралей [7]. Дороги не обустраиваются бордюрами, сбор стока осуществляется фильтрационными траншеями ( рис. 2 ), заполненными на глубину 0,8 м гравием. На дне траншеи прокладываются сборные трубопроводы диаметром 150 мм, которые транспортируют сток для дальнейшей очистки в биоплато. 1 ris2При очистке сточных вод чаще всего используют такие виды высших водных растений (ВВР), как камыш, тростник озерный, рогоз узколистый и широколистый, рдест гребенчатый и курчавый, спироделла многокоренная, элодея, водный гиацинт (эйхорния), касатик желтый, сусак, стрелолист обычный, гречиха земноводная, резуха морская, уруть, хара, ирис и пр.

Читайте:  Растения которые могут исчезнуть с лица земли

Как показали исследования, корневая система рогоза имеет высокую аккумулирующую способность относительно тяжелых металлов [14]. Концентрация металлов в корневой системе рогоза, который рос на берегах шламонакопителей электростанций, достигала (мг/кг): железа — 199,1, марганца — 159,5, меди — 3,4, цинка — 16,6.

Известно, что камыш имеет высокие адаптивные свойства и способен прорастать в очень загрязненных промышленными сточными водами водоемах [15]. Он способен удалять из воды ряд органических соединений, в том числе фенолы, нафтолы, анилины и прочие органические вещества. Удельное поглощение минеральных веществ камышом достигает (г на 1 г сухой массы): кальция — 3,95, калия — 10,3, натрия — 6,3, кремния — 12,6, цинка — 50, марганца — 1200, бора — 14,6 [16].

В работе [17] оценена способность трех видов высших водных растений (камыш, тростник и рогоз) удалять из загрязненных вод азот и снижать БПК. Установлено, что при средней концентрации аммония в сточных водах 24,7 мг/л, после очистки с использованием ВВР его концентрация составляла (мг/л): для камыша — 1,4, для тростника — 5,3, для рогоза — 17,7. Эффективность снижения БПК также была наиболее высокой у камыша, немного ниже у тростника и рогоза. Замечено, что накопление растениями биогенных элементов стимулируется увеличением их концентрации в среде [18, 19], увеличивается под действием света [20], зависит от рН воды, а также от видовых особенностей растений [18], густоты биомассы [20] и ряда других факторов, а именно — температуры и кислородного режима.

Часть биоценоза микроорганизмов находится во взвешенном состоянии в виде хлопьев, а также образовывает пласт естественных отложений — бентос, в котором проходит активный процесс анаэробного разложения органических загрязнений. Значительную роль в процессах доочистки выполняют сапрофитные бактерии, которые вместе с ВВР успешно выполняют роль дезинфектантов за счет своих продуктов обмена и антагонизма с бактериями-гетеротрофами, что в ряде случаев позволяет избежать использования систем хлорирования или озонирования воды [21].

В работах [22, 23] выделяют поверхностные, инфильтрационные и наплавные конструкции биоплато. В качестве поверхностного биоплато используют инженерные сооружения или естественные заболоченные территории со свободным движением воды через сообщества воздушноводной и укоренившейся погруженной растительности. Инфильтрационные биоплато представляют собойземляные фильтрующие сооружения с загрузкой из щебня, гравия, керамзита, песка и других материалов. Фильтрация сточной воды может осуществляться как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. На поверхности загрузки высаживаются наиболее стойкие древесно-кустарниковые и/или травянистые растения. Очистка сточных вод осуществляется за счет жизнедеятельности земноводных растениймакрофитов, микроорганизмов биопленки и ризосферы, а также грибов и актиномицетов ризосферы корней и в пласте перегноя, который постепенно формируется. Применяются также наплавные биоплато, при этом на поверхности плавающих в воде матов, которые изготавливают из синтетических волокон, высаживают травянистые многолетние растения, которые образуют развитую корневую систему. Наплавные биоплато хорошо зарекомендовали себя в очистке вод от плавающих примесей (пены, СПАВ, нефтепродуктов и др.).

В Украине использование ВВР на разных типах биоплато — инженерно-биологических сооружениях, которые обеспечивают очистку и доочистку хозяйственнобытовых, производственных сточных вод и загрязненного поверхностного стока, не требуя (или почти не требуя) затрат электроэнергии и использования химических реагентов при незначительном периодическом эксплуатационном обслуживании, — началось еще в прошлом веке. В Институте гидробиологии НАНУ, г. Киев, было предложено и исследовано использование биоплато как сооружения доочистки воды в каналах, по которым транспортируется вода из Днепра для водообеспечения таких регионов, как Крым, Донбасс, а также в других отраслях [15, 19, 24]. Широкое изучение и внедрения биоинженерных сооружений с использованием ВВР выполняется в Институте экологических проблем, г. Харьков.

В научно-инженерном центре (НИЦ) «Потенциал-4» работы по разработке технологии доочистки и водоотведения возвратных вод с применением ВВР в закрытом биоплато гидропонного типа начаты в 1990 г. НИЦ «Потенциал-4» предложены разные типы инженерно-биологических сооружений на основе закрытого биоплато гидропонного типа (ЗБГТ). ЗБГТ используется в разработках и технологиях очистки сточных вод как водоохранное сооружение, которое объединяет основные элементы очистки с использованием иммобилизованной на инертном субстрате микрофлоры и высших водных растений и водоотведение доочищенных возвратных вод в водоем непосредственно или опосредствованно (через поток грунтовых вод) при наличии благоприятных гидрогеологических условий площадки, на которой обустраивают ЗБГТ. Особенностью ЗБГТ является регулирование качества воды с помощью искусственно созданного гидробиоценоза, качественные и количественные характеристики составных компонентов которого формируются под непосредственным действием ВВР, в выполненном согласно инженерным расчетам сооружении без открытого зеркала воды.Научно-инженерным центром «Потенциал-4» вместе с Институтом гидробиологии НАНУ выполнены многолетние исследования разных типов ЗБГТ, на основе которых Институтом гигиены и медицинской экологии ЗБГТ признано сооружением, обеспечивающим нормативное качество возвратных вод для водоемов хозяйственно-питьевого и рыбохозяйственного использования. В основу технологии утепленного ЗБГТ положено использование как естественных процессов самоочищения, присущих водным и околоводным экосистемам, так и управление этими процессами на основе расчетов, базирующихся на учете внешних факторов (температура воды и воздуха, рН и Еh среды, период года, гидравлическая нагрузка на сооружения, начальная концентрация растворенного в воде кислорода и загрязняющих веществ воды, которая подается на очистку),а также технологических параметров биоплато (площадь и материал эффективных поверхностей как субстрата прикрепления для разнообразных водных организмов — бактерий, актиномицетов, грибов, простейших и одноклеточных водорослей, ракообразных, червей, насекомых и мшанок; внесение в период запуска биопрепаратов с селективно подобранными гидробионтами-биодеструкторами для конкретных типов загрязнений в водах, которые подлежат очистке) [26]. Наиболее важными характеристиками искусственно сформированного биоценоза макрофитов и микроорганизмов в биоплато есть общая площадь биоплато, которую занимают растения, их видовой состав и численность на 1 м2; время контакта потока воды с биоценозом, режим эксплуатации биоплато.

1 ris3

На рис. 3 представлена типовая схематическая конструкция ЗБГТ. Сточные воды от канализационной насосной станции со встроенным блоком очистки (КНС с ВБО) подаются в распределительный колодец, который часто размещается непосредственно в биоплато. От распределительного колодца через систему перфорированных трубопроводов, которые в конструктивном плане могут прокладываться по параллельной или лучевой схеме, вода поступает на биоплато. Фильтрация сточной воды происходит в вертикальном направлении через пласт загрузки (мытый щебень гравий, керамзит).
Площадь ЗБГТ и толщина пласта загрузки определяется расчетом и типом ВВР. Высшие водные растения (камыш и тростник озерный) высаживаются с плотностью 4-6 растений на 1 м2. Сточные воды транспортируют через гравийную загрузку фильтрационного бассейна, корневища высших водных растений и бактериальный препарат, который способствует разложению трудноокисляемых органических веществ. При высокой загрязненности органическими веществами сточные воды перед подачей в ЗБГТ могут быть предварительно насыщены кислородом, который будет оказывать содействие аэробному окислению органических загрязнений микроорганизмами перифитона и дыханию корневищ высших водных растений. Покрытие сооружения инертным термоизоляционным материалом предотвращает его промерзание в зимний период и обеспечивает эффективную очистку сточной воды на протяжении года. Конструктивно создается естественная вентиляция всего объема загрузки ЗБГТ, которая обеспечивает эффективное использование ВВР и гидробиоценоза биопленки для окисления загрязнений.

Разработаны разные конструкции биоплато (одноярусные и двухъярусные, одноступенчатые и многоступенчатые), позволяющие осуществлять эффективную очистку и водоотведение доочищенных вод в поток грунтовых вод или непосредственно в водоем. На рис. 4 и рис. 5 представлены фото ЗБГТ на этапах введения в эксплуатацию и на третьем году эксплуатации.
1 ris41 ris5Кроме своих функций как биоинженерных сооружений, ЗБГТ, как высокопродуктивная экосистема, создает пространственную неоднородность в существующих обедневших антропогенно-природных ландшафтах, предоставляет дополнительные места обитания и пищевые ресурсы для многих видов флоры и фауны, которая, в свою очередь, создает благоприятные условия для поддержки биоразнообразия [22, 25]. Использование принципов ландшафтного дизайна при проектировании и строительстве ЗБГТ позволяет широко использовать декоративные возможности сооружений для улучшения эстетичных характеристик промышленных площадок и других территорий [22].

Источник

Очистка воды растениями: как в походе помогут травы, кора и мох

Очистка воды

В преддверии летнего сезона многие готовятся к вылазке на природу. И будет нелишне узнать о том, как очистить воду для питья прямо в лесу, чтобы не брать с собой большой запас. Очистка воды растениями — один из надежных и проверенных столетиями способов превратить речную воду в пригодную для питья и приготовления еды на костре.

Главные природные фильтры: мох и кора

Очистка воды в природных условиях — вовсе не такое сложное дело, как может показаться на первый взгляд. С этой задачей помогут справиться деревья и травы. Важно лишь учитывать некоторые нюансы, и тогда можно будет получить чистую воду.

Итак, какие растения необходимы? В лесу и равнинной местности средней полосы России обеззараживать воду можно с помощью древесной коры. Для правильной очистки воды прекрасно подойдет березовая береста (лучше брать молодую), свежая кора вербы, дуба или плакучей ивы. Надо взять примерно 150-200 грамм коры этих деревьев на одно ведро воды. После добавления этого компонента следует прокипятить воду чуть более получаса. Другой вариант — настаивать кору в горячей воде, но не менее 6-ти часов, поэтому кипячение будет явно проще.

В хвойном лесу с очисткой воды растениями тоже не возникнет проблем. Просто нужно поискать молодые веточки от деревьев хвойных пород. Отлично подойдут для этой цели: сосна, ель, кедр и можжевельник. Также вполне годятся для очистки пихта и туя, а вот остальные виды хвойных растений не надо брать — они могут быть токсичными. Действуем по той же схеме, как и при добавлении в воду березовой коры: кладем в емкость с водой ветки растений –150-200 грамм веток на одно большое ведро. Кипятим сорок минут, при этом можно добавить в воду еще несколько щепочек ольхи или сосны. После чего дополнительно подержать на медленном огне 10 минут. После остывания воды аккуратно удалите все веточки или кору, а также осадок на дне. Разумеется, образовавшийся бурый осадок пить нельзя, надо аккуратно слить в отдельную емкость очищенную жидкость, без осадка.

Еще один вариант — очистка воды с помощью мха. Нужно использовать лишь ягель, предварительно вымытый. Затем взять три горсти мокрого лишайника на одно ведро воды, которую надо очистить, и кипятить двадцать минут. И всё, вода готова к употреблению.

Очистка воды растениями в горной местности

В южных регионах для очистки воды растениями применяется ягодный тис, а также кора лесного ореха. Например, можно взять молодую лещину. Нужно 50-60 грамм коры залить ведром воды и хорошенько прокипятить. Для появления выраженного осадка можно положить в ведро 2 чайные ложки зубного порошка, а также известняк либо мел.

Читайте:  Горец змеиный свойства растения выращивание и применение

Опытные туристы знают: для похода в горы вовсе не обязательно брать с собой огромный запас напитков, ведь очистка воды растениями в горных условиях — обычное дело. Допустимы вышеупомянутые способы, которые применяются в лесу и на равнине. Но также в горах можно использовать и растения, встречающиеся именно в этой климатической зоне. Каменный мох, кора грецкого ореха, а также такие популярные в горах травки, как чабрец, арника и календула — все это отличные средства для очищения воды. Их можно брать для очистки, в расчете 200 грамм на ведро воды, причем допустимо либо томить на огне 20 минут, либо настаивать растения, мох или кору не меньше восьми часов.

Как сделать чистую воду в степи и пустыне

Очистка воды растениями в степи тоже не составит труда — нужно собрать траву ковыля или перекати-поле. Такие степные растения, как полевая фиалка и тысячелистник тоже можно использовать, а вот полынь не подойдет, некоторые ее виды ядовиты. Методика та же самая — берем одно ведро воды, 200-300 грамм растений и кипятим полчаса.

И даже в такой засушливой местности как пустыня найдутся растения для очистки воды – например, верблюжья колючка или саксаул. Очищать воду нужно так же, как описано выше, только добавлять на ведро воды не более 150 грамм растения, а твердые части его предварительно потребуется расщепить.

Другие пустынные травы и кустарники для очистки воды рвать категорически не рекомендуется из-за их ядовитости. Что еще можно предпринять в пустыне, если надо срочно очистить воду? Собрать поверхностный слой песка, пропустить сквозь него воду. После чего взять другую порцию песка, примерно одну десятую часть песка на ведро, залить водой и кипятить полчаса, взбалтывая, чтобы он во время кипячения не оседал на дне. Ну а после остается лишь подождать, пока песок осядет. Готово, воду можно пить.

Как видим, очистка воды растениями — дело несложное, ведь нужная трава, мох или дерево найдется в любой климатической зоне. Более того, сам процесс очистки практически одинаков для упомянутых выше трав и мха. Нужно просто набрать воду из реки или озера, добавить растительные компоненты и тщательно вскипятить. После этого при необходимости воду можно еще и подвергнуть фильтрации — например, с помощью песка. Используйте эти простые способы очистки воды растениями, и тогда на природе у вас всегда будет чистая вода.

Источник



Очистка воды при помощи растений

Природные очистители водоёмов.

Кто ещё очистит реки и озёра в городах, если не мы?! Очистить промышленным, техногенным способом дорого и трудно. Единственное, что поможет нам это гармония с природой, знание её законов. В природе есть свои очистители водоёмов.
Бело-розовые водяные корни ивы. Хорошо очищают воду от органических веществ, при избытке которых наинается «цветение» воды.
• Растение уруть мутовчатая также очищает воду.
• Улитки–прудовики. Помогут бороться с цветением воды и очистят отложения солей на дне, могут поесть листья ослабленных кувшинок.
Травоядный карп поможет эффективно очистить водоем от водорослей.
• Для очищения воды необходимы и головастики.
• Огромную пользу, очищая воду в водоеме, приносят дафнии (водяные блохи).
• Водяные улитки-катушки, живородки и двустворчатые моллюски-шаровики. Они с удовольствием поедают водоросли.
Для обеспечения рыб кислородом зимой делают в них проруби. Нельзя прорубать лед молотком, так как ударная волна может нанести рыбам вред. Проще сделать во льду отверстие, если поставить на него посуду с горячей водой. Тростник, рогоз, камыш не позволят задохнуться рыбам зимой, когда озеро покроется льдом.
Турча. Другие названия: Водяное перо — листья являются хорошими оксигенаторами — очищают воду, поглощая минеральные соли и углекислый газ и выделяя кислород.
Элодея. Другие названия: Водяная чума — лучшие оксигенаторы, природные фильтры, собирающие муть.
Со временем в озере происходит накопление ила из пыли, листового опада, органики, формируется детрит – среда обитания и пища множества бактерий, простейших, червей. Это важная часть жизненной цепочки. Периодически избыток ила можно удалять – это прекрасное удобрение для растений. Или использовать для мытья. Издавна замечено, что озерные грязи помимо лечебных свойств, хорошо моют тело.

Болотник, или водяная звездочка
Культивируют обычно болотник весенний и осенний. Некоторые виды этого растения представляют собой розетку, образованную листьями и плавающую на поверхности водоема.
У болотника осеннего образуются в большом количестве мелкие светло-зеленые листья, которые находятся все время только под водой. Болотник весенний хорошо растет в мелких водоемах, зимой его побеги отмирают.
Размножается болотник весной или летом при помощи черенков. Растение очень полезное для пруда, но капризное.

Болотница, или ситняг
Для высадки в водоемы используют болотницу игольчатую. Это растение только недавно появилось и еще мало распространено. Продается она в виде кустиков, размножается их делением.
Болотница представляет собой растение, похожее на кустики злаков. Очень быстро разрастается и образует своеобразные подводные газоны.
Высаживают ее весной или летом в корзинки или сразу в грунт. Желательно болотницу выращивать в больших водоемах, а не в мини-прудиках.

Лагаросифон
Это растение имеет еще одно название — элодея курчавая. Но правильнее все-таки его называть лагаросифон большой.
Он имеет длинные стебли, которые густо покрыты мутовками курчавых листьев. Лагаросифон хорошо укореняется в донном грунте и очень быстро разрастается. Рекомендуется высаживать его в небольшие по размеру водоемы, чтобы можно было при необходимости удалить излишки растений.
Лагаросифон очищает воду пруда и обогащает ее кислородом. По прошествии нескольких лет посадки его необходимо омолаживать при помощи новых растений.

Лютик
Для высадки в пруды используется лютик водный. Он имеет два типа листьев: подводные листья зеленого цвета рассечены на мельчайшие сегменты; листья, плавающие на поверхности воды, напоминают по форме листья клевера.
Цветет лютик водный в начале лета. На высоте 3 см от поверхности воды на ветвящихся стеблях появляются белые цветки. После окончания цветения” растение отмирает.
Размножается лютик водный весной или летом с помощью черенков.

Рдесч
Самым распространенным видом считается рдесч курчавый. У него крупные, ланцетные листья с волнистыми краями, посаженные на длинные тонки* стебли. По виду напоминает некоторые морские бурые водоросли.
Когда растение получает достаточно света, ли; стья становятся красноватого или бронзового цвет?
В начале: лета над поверхностью, воды появляются собранные в початки мелкие цветки, имеющие блено-желтую окраску.
Рдест лучше всего растет и размножается в про точной воде. Имеется еще один вид — рдест густой, но это необычное и редкое растение. Размножается оно весной или летом с помощью черенков.

Тиллея
Чаще всего используется тиллея отогнутая, или толстянка Хелмса. Это растение завезено в Европу из Австралии.
Выращивают ее уже более 60 лет, но до сих пор у специалистов нет единого мнения о том, пригодна она для прудов или нет. Способности обогащать воду кислородом, другие — что оно слишком быстро разрастается и глушит другие полезные растения, т. к. при росте образуется плотный зеленый ковер.
Размножается тиллея весной или летом черенками. Специалисты советуют сажать тиллею в новый ПРУД и удалять ее, когда остальные растения укоренятся и пойдут в рост.

Фонтиналис
Фонтиналис противопожарный является самым распространенным и популярным водным растением. Имеет темно-зеленые яйцевидно-ланцетные, киле-ватые листья, которые расположены на длинных, тонких стеблях.
Главными достоинствами фонтиналиса являются: медленный рост, способность расти как в тени, так и на солнце и давать приют в своих зарослях рыбам и другим водным беспозвоночным.
Растение предпочитает текущую воду, хорошо обогащает ее кислородом. Фонтиналис изящный относится к редким растениям и размножается делением кустика весной или летом.

Хара
Эта водоросль произрастает в диком виде в Европе. Имеет щетинистые стебли и листья. Она выводит из воды известь, оседающую на ее стеблях. Для высаживания в водоем используют хару шероховатую белого цвета и хару обыкновенную серого цвета.
Это растение редко рекомендуют к разведению, т. к. оно очень быстро разрастается, но в то же время редко бывает в продаже.

Болотница
Для стоячих водоёмов и ручьёв. Растёт на мелководье, выдерживает небольшое течение. Хорошо укрепляет берега. При высаживании в корзинах необходима подкормка удобрениями. Многолетник. Не агрессивен.

Роголистник
Растение без корней. Полностью погружается в воду, приспособлен к жизни только в толще воды. Роголистник
Для размещения в пруду используется роголистник темно-зеленый, или погруженный. Имеет ветвистые стебли, на которых тесно и кучно расположены мутовки темно-зеленых, рассеченных на нитевидные сегменты листьев. Из-за этого растение напоминает по виду ершик для чистки бутылок.
Высаживать роголистник можно как на солнце, так и в тени. Он не имеет корней, поэтому его размножение легко учитывать. Высаживание сводится к тому, что черенки нужно просто бросить в воду. Осенью на концах побегов появятся зимующие почки, опускающиеся на дно водоема. Весной они всплывут, и из них образуются новые растения.
Размножается роголистник погруженный черенками или делением пучка побегов.

Посаженные у самой воды ива, верба, ольха будут подтягивать грунтовые воды, уменьшат испарение с поверхности водоема за счет тени и укрепят берег. Специалисты не рекомендуют сажать близко к озеру конский каштан и тополь, так как при разложении их листьев в воде выделяется много ядовитых веществ. Очищайте поверхность озера от плавающих сучьев и листьев, особенно осенью.

Нельзя допускать попадание в водоем современных синтетических моющих средств повсеместно содержащихся в стиральных порошках, мыле. Они убивают живое. Их нейтрализация природными механизмами ограничена. Зато экосистема справится с простым мылом без добавок, соли кальция и магния делают его нерастворимым, а липофильные бактерии полностью их усваивают.

Все чаще эйхорния толстоножковая из семейства понтедериевых используется для очистки загрязненных (в том числе нефтью и радиоактивными веществами) вод! Однако она является сорняком и очень быстро размножается. Сгармонизировать её количество помогут голодные жучок-долгоносик, бабочка-огневка и растительноядный клещ.

В лаборатории сточных вод занимались изучением свойств водного гиацинта — одного из самых плодовитых в мире сорняков. Повсюду он считается вредителем. Действительно, гиацинт неудержимо разрастается, забивая водные пути. Однако удалось выявить и его полезные свойства. Оказалось, что это растение не только с ужасающей быстротой засоряет реки, но и одновременно очищает их воду от вредных примесей. Водный гиацинт прекрасно поглощает фосфаты, калий и нитраты, то есть те самые вещества, которые ее загрязняют. Именно исследования водного гиацинта натолкнули ученых на мысль об использовании растений для очистки воздуха.

Источник