Очистка сточных вод от промышленных выбросов — острая проблема современности. Выбросы сильно загрязняют воду, негативно влияют на экологию и здоровье людей. Обычно «вредными» веществами выступают органические соединения, наиболее опасные из них — фенол и его производные. Существуют культуры микроорганизмов, которые используют загрязнитель в качестве питания, что позволяет применять их для очистки сточных вод от фенола. Ученые из Пермского Политеха показали, что эффективность биологического метода с применением микроорганизмов можно повысить, поместив клетки бактерий на твердый носитель, например, на древесные опилки.
Статья с результатами опубликована в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика». Фенол – это высокоопасное вещество, его длительное влияние на человека может обернуться серьезными расстройствами нервной системы, нарушением работы дыхательных органов и даже сердца.
Предельно-допустимая концентрация вещества в воде составляет всего 0,01 миллиграммов на кубометр, по сравнению с другими загрязнителями это значение очень мало, а значит важно подобрать подходящий результативный способ очистки сточных вод. Для этого ученые ПНИПУ провели эксперименты – выделили культуру микроорганизмов и определили, как фенол влияет на их рост и жизнедеятельность и как увеличить способность бактерий поглощать загрязнитель.
В ходе исследования политехники установили концентрацию фенола, при которой рост бактерий будет максимальным. Для этого изучили их поведение на средах с различным содержанием вещества – от 0 до 100 миллиграммов на литр Оптимальным для хорошего роста микробов оказалось значение 50 миллиграммов на литр, большее содержание фенола (100 миллиграммов на литр) снижает скорость роста, а меньшее – не дает микроорганизмам достаточного питания.
«Для оценки эффективности использования твердого носителя мы провели эксперимент и сравнили использование бактерий в естественном состоянии и в закрепленном на древесные опилки. Для изучения скорости потребления фенола к суспензии с исследуемой культурой добавили растворы фенола, приготовленные таким образом, чтобы его концентрация составляла 50 мг/л и фиксировали изменение концентрации количественным методом. Древесные опилки использовали разных фракций – 10 и 3-5 миллиметров, чтобы определить какие из них обладают большим поглощающим эффектом», – поделилась магистрант кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Анастасия Корзухина.
«Использование дополнительного поглощающего материала сохраняет биохимическую активность микроорганизмов по отношению к фенолу. Результаты эксперимента показали, что бактерии, закрепленные на древесных опилках, утилизируют фенол лучше, чем в своем естественном состоянии. Размер опилок также влияет на поглощение вещества. Лучше использовать размер 3-5 мм, так как общая площадь поверхности, включая поверхность в порах, в таком случае больше», – объясняет доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского Политеха, кандидат химических наук Ольга Бахирева.
Исследование ученых ПНИПУ доказало, что закрепление микроорганизмов на древесные опилки – это эффективный и перспективный способ улучшения процесса биологической очистки воды от фенола. Такой метод усиливает способность бактерий поглощать загрязнитель, тем самым повышая результат очистки сточных вод. А значит, предотвращает ущерб экологии и самое главное – здоровью человека.