IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

С точки зрения природных ресурсов, города и поселки могут рассматриваться как объекты, превращающие такие ценные ресурсы, как вода и продукты питания, в смесь воды с питательными элементами и органическими веществами, в обиходе известную как сточные/канализационные воды. В развивающихся странах, почти во всех городах, сточные воды сбрасываются в водоприемники без какой-либо очистки (90% на планете не имеют соответствующей инфраструктуры). Неочищенные сточные воды загрязняют источники воды, расположенные ниже по течению, и подземных вод, угрожая, водным экосистемам и создают угрозу здоровью населения.

В России, в частности и в Иркутской области, интенсивно развивается индивидуальное строительство: жилые дома, дачи, фермерские хозяйства и т.д. Часто такие объекты отдалены от централизованной канализации, поэтому в некоторых существуют индивидуальные системы отведения и очистки сточных вод. Другой распространенный (наиболее приемлемый вариант) предполагает раздельное отведение фекального и хозяйственного стоков (от бани, бассейна, ванной комнаты, кухни и т.д.) Фекальные стоки вывозятся на центральные очистные сооружения, а хозяйственный сток после отстаивания в подземной емкости фильтруется в грунт. Для данного типа стоков характерно высокое содержание органических веществ, а также наличие микроорганизмов, в том числе болезнетворных. Их попадание в водоемы и водотоки способствует развитию процессов эвтрофикации, что ведет за собой неблагоприятные последствия: уменьшение прозрачности, зарастание и, как следствие, снижение содержания растворенного кислорода в воде, угнетение гидробионтов как напрямую, так и косвенно, образованию сероводорода. Особую актуальность проблема утилизации хозяйственных стоков приобретает с массовым развитием нехарактерных для Байкала водорослей рода спирогира, которые способны изменить существовавшую в течение многих тысячелетий экосистему водных растений (Зилов Е.А., Орлов П.А., 2011). Кроме жидких бытовых отходов на приусадебных участках образуется большое количество твердые бытовых отходов: остатки растений (ботва, сорняки и т.д.); пищевые отходы; упаковка и прочий неутилизируемый мусор.

Возможность утилизации бытовых отходов и некоторых компонентов хозяйственных стоков от бытовых объектов нами рассматривается в связи:

- с проблемой дальнейшего ухудшения экологии окружающей среды, особенно в местах компактной застройки жилых домов, не подключенных к централизованным сетям канализации;

- необходимостью прекратить необоснованные потери ценных веществ, которые можно использовать как удобрение для растений (в большинстве случаев по удобрительной ценности осадки сточных вод не уступают подстилочному навозу);

- стремлением уменьшить нагрузку на очистные сооружения за счет уменьшения концентрации примесей в очищаемой воде (Куликова А.Х., и соавт., 2010).

Необходимо помнить, что в осадках сточных вод возможен спонтанный процесс образования новых, неизвестных соединений, механизм формирования которых существующими методами установить чрезвычайно трудно. Осадки сточных вод могут обладать выраженной фитотоксичностью, которая может быть обусловлена загрязнением этих осадков органическими соединениями, обладающими гербицидными свойствами. Осадки сточных вод индивидуальны по своему химическому составу, и пока малоизученны как удобрения, что нередко создает негативное к ним отношение.

Среди ряда известных приемов утилизации отходов и осадков сточных вод существует нетрадиционный - конверсия с помощью дождевых червей - вермикомпостирование (Ускова В.В., 2006). Этот способ позволяет получать экологически чистое удобрение (биогумус) и кормовую добавку животного происхождения.

Черви способны накапливать в теле тяжёлые металлы и переводить их в связанные формы недоступные для растений, что позволяет расширить спектр применения конечного продукта переработки (Чачина С.Б., Лапочкина А.С., 2016). Этот процесс протекает без применения реагентов, что делает биологическую утилизацию экологически безопасной и не приводит к вторичному загрязнению поверхностных водоёмов, грунтовых подземных вод, почв. Продукт, получаемый в процессе вермикомпостированияиз органических отходов - вермикомпост или биогумус, подвергается физико-химической, биологической и микробиологической трансформации в кишечнике червей

Цель исследования. Оценить влияние различных субстратов осадка хозяйственных сточных вод на особенности биологии красного калифорнийского червя (E. andrei) при вермикультивировании.

Материалы и методы исследования. Опыты закладывались в домашних условиях при оптимальной температуре культивирования 22–24ºС, влажности субстрата 70–80% и нейтральной кислотности (рН=7,0) субстрата. В качестве экспериментальных субстратов вермикомпостирования использовали сухой (группа А) и сырой (группа Б) осадок хозяйственных сточных вод (фекальные стоки не использовали). Для получения вермикомпостной смеси к основным субстратам добавляли (1:1): листовой опад, измельченную бумагу, растительные пищевые отходы. С учетом характера вермикомпостной смеси выделяли в каждой группе по 4 пробы: проба 1– исходный осадок без добавок; проба 2– осадок смешан с листовым опадом; проба 3– осадок смешан с измельченной бумагой; проба 4– осадок смешан с остатками растений и пищевыми отходами. В сформированные вермикомпосты вносили красных калифорнийских червей в количестве 100 особей на один кг сухого вещества. Адаптационные способности червей анализировались по следующим критериям: общая численность; общая продуктивность; индивидуальная продуктивность; численность половозрелых особей.

Результаты исследования и их обсуждение. За 5 месяцев общая численность красного калифорнийского червя в группе А увеличилась в 3,5 раза и составила 1425 штук, а в группе Б существенно ниже – только 288, наилучшие результаты отмечены в группе А в пробах 2 и 4. В начале эксперимента отмечалось снижение численности половозрелых (с пояском) червей во всех пробах.На 90-й день эксперимента произошло увеличение численности половозрелых особей во всех подгруппах за исключением первой подгруппы группы Б, содержащей сырой осадок без органических добавок. В условиях вермикультивирования на осадке сточных вод наибольшее число половозрелых особей отмечено в пробе 4 из группы А, содержащей сухой осадок с добавлением органических отходов. Общая продуктивность (количество коконов на емкость) было значительным во всех вариантах опыта, за исключением сырого осадка (проба 1 группа Б). Пик продуктивности был зафиксирован на 100-й день исследований в пробах 2 и 4 из обеих групп и составил в среднем от 60 до 74 коконов на емкость. Индивидуальная продуктивность составила при внесении органических пищевых отходов от 1,5 до 6,7 кокона/червя; листового опада от 1,3 до 5,6 кокона/червя.

Выводы. Согласно проведенным исследованиям установлено, что сырой осадок хозяйственных стоков не является благоприятной средой для жизнедеятельности червей и их переработка вермикомпостированием невозможна без предварительной подготовки (удаления излишней влаги); при внесении в сухой осадок хозяйственных стоков пищевых органических отходов и листового опада были зарегистрированы наилучшие результаты, общая численность калифорнийского червя на конец (5 мес.) эксперимента увеличилась в 7 и 4 раза, соответственно; в результате переработки червями осадка хозяйственных сточных вод с добавлением пищевых отходов субстрат утрачивает гнилостный запах, приобретает зернистую структуру и может быть использован как удобрение для растений; красные калифорнийские черви (E. andrei) могут использоваться для разложения бытовых органических отходов и осадков хозяйственных сточных вод приусадебных участков; вермикомпостирование с использованием калифорнийского червя (E.andrei) является безопасной для окружающей среды технологией утилизации и вторичного использования отходов способных сократить количество отходов, подлежащих депонированию.

Список литературы

1. Зилов Е.А., Орлов П.А. Современное состояние химического загрязнения озера Байкал: источники и агенты // Вестник ИРГСХА. – 2011.- №45. - С. 32-37.

2. Куликова А.Х., Захаров Н.Г., Починов Т.В. Применение осадков сточных вод в качестве удобрения в сельском хозяйстве Ульяновской области //Агрохомический Вестник. -2010. - №5. - С. 32-35.

3. Ускова В.В. Утилизация осадков сточных вод, различающихся по токсичности, с помощью червей Eisenia foetida (Sav.): автореф. дис. ... канд. сельскохоз. наук: 03.00.16.- Йошкар-Ола, 2006. – 24 с.

4. Чачина С.Б., Лапочкина А.С. Влияние микробиологических препаратов на численность дождевых червей Dendrobaena veneta при загрязнении почвы нефтью //Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - №6-3. - С. 515-517.